浅谈桥梁工程抗震设计与施工
彭鹏
(安徽建筑工业学院,08土木5班,[1**********])
摘要:桥梁工程设计的重要性不言而喻,本文在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,对桥梁抗震设计原则及抗震措施设防原则进行了详细的阐述,最后对于桥梁抗震设计方法进
行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析、防震支座与防
护设施的施工、合理的桥梁结构体系等内容。
关键词: 抗震破坏 抗震措施 抗震设计与施工
Discuss seismic design and construction bridge engineering
Abstract: The engineering design of the bridge is very important, based on the analysis of the bridge structure of earthquake damage based on the main form of the bridge, seismic design principles and measures of seismic fortification principle in detail, for the final bridge seismic design method to carry on the analysis, discusses the bridge seismic concept design, bridge seismic design, the earthquake response of ductility analysis, shockproof bearing with protection facilities construction, reasonable of bridge structure system, etc.
Keyword:Seismic damage Aseismatic measures Seismic design and construction
地震,是地球内部某部分急剧运动而发生的传播振动的现象。大地震爆发时,释放出巨大的地震饿、能量,造成地表和人为工程的大量破坏,严重危及人民生
命和财产安全。桥梁工程是人们交通网络中的重要一部分,所以桥梁的抗震设计
是每个桥梁工程师都必须引起足够重视的问题。合理的抗震设计,要求设计出来
的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震
设防的目标。本文主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题,与同仁交流和探讨。
1、桥梁结构地震破坏的主要形式
1.1 弯曲破坏。结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱
落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂,结构失去承载能力。整个过程可以用以
下四个阶段来描述:①当弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着
裂缝的发展和荷载强度的提高,受拉侧的纵筋达到屈服强度;③随着变形量的增
大,混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大;④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压
碎、崩裂。
1.2 剪切破坏(弯剪破坏)。在水平地震倚戟作用下,当结构受到的剪切力超过截
而剪切强度时发生剪切破坏,整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述:①截血
弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的
提高,柱内出现斜方向的剪切裂缝;③局部剪切裂缝增大,箍筋屈服导致剪切裂
缝进一步增长;④发生脆性的剪切破坏。
1.3 落梁破坏。当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。落梁破坏
是由于梁与桥墩(台)的相对位移过大,支座丧失约束能力后引起的一种破坏形
式。发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地
震碰撞等情况。
1.4 支座损伤。上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构,当传递荷载超过
支座设计强度时支座发生损伤、破坏。支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。对于下部结构而言,支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩,避免桥梁
发生破坏。
2 桥梁抗震设计原则
合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组
合,使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求,就需要设计工程
师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素,并具有丰富的经验和创造
力,而不仅仅是按规范的规定执行,例如合理结合铁路桥梁减震隔震的设计特点。
2.1场地选择。除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外,还要
考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是:避免地震时可能发生地基失效的松
软场地,选择坚硬场地。
2.2体系的整体性和规则性。桥梁的整体性要好,上部结构应尽可能是连续的。
较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结
构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上,结构的布置都要力求
使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整,避免突然变化。
2.3提高结构和构件的强度和延性。桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构
振动,因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,并使结构具有
适当的强度、刚度和延性,以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度
的前提下,提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制
结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造
成结构和构件周期反复变形,使其刚度与强度逐渐退化,因此,只重视强度而忽
浅谈桥梁工程抗震设计与施工
彭鹏
(安徽建筑工业学院,08土木5班,[1**********])
摘要:桥梁工程设计的重要性不言而喻,本文在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,对桥梁抗震设计原则及抗震措施设防原则进行了详细的阐述,最后对于桥梁抗震设计方法进
行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析、防震支座与防
护设施的施工、合理的桥梁结构体系等内容。
关键词: 抗震破坏 抗震措施 抗震设计与施工
Discuss seismic design and construction bridge engineering
Abstract: The engineering design of the bridge is very important, based on the analysis of the bridge structure of earthquake damage based on the main form of the bridge, seismic design principles and measures of seismic fortification principle in detail, for the final bridge seismic design method to carry on the analysis, discusses the bridge seismic concept design, bridge seismic design, the earthquake response of ductility analysis, shockproof bearing with protection facilities construction, reasonable of bridge structure system, etc.
Keyword:Seismic damage Aseismatic measures Seismic design and construction
地震,是地球内部某部分急剧运动而发生的传播振动的现象。大地震爆发时,释放出巨大的地震饿、能量,造成地表和人为工程的大量破坏,严重危及人民生
命和财产安全。桥梁工程是人们交通网络中的重要一部分,所以桥梁的抗震设计
是每个桥梁工程师都必须引起足够重视的问题。合理的抗震设计,要求设计出来
的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震
设防的目标。本文主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题,与同仁交流和探讨。
1、桥梁结构地震破坏的主要形式
1.1 弯曲破坏。结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱
落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂,结构失去承载能力。整个过程可以用以
下四个阶段来描述:①当弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着
裂缝的发展和荷载强度的提高,受拉侧的纵筋达到屈服强度;③随着变形量的增
大,混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大;④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压
碎、崩裂。
1.2 剪切破坏(弯剪破坏)。在水平地震倚戟作用下,当结构受到的剪切力超过截
而剪切强度时发生剪切破坏,整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述:①截血
弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的
提高,柱内出现斜方向的剪切裂缝;③局部剪切裂缝增大,箍筋屈服导致剪切裂
缝进一步增长;④发生脆性的剪切破坏。
1.3 落梁破坏。当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。落梁破坏
是由于梁与桥墩(台)的相对位移过大,支座丧失约束能力后引起的一种破坏形
式。发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地
震碰撞等情况。
1.4 支座损伤。上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构,当传递荷载超过
支座设计强度时支座发生损伤、破坏。支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。对于下部结构而言,支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩,避免桥梁
发生破坏。
2 桥梁抗震设计原则
合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组
合,使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求,就需要设计工程
师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素,并具有丰富的经验和创造
力,而不仅仅是按规范的规定执行,例如合理结合铁路桥梁减震隔震的设计特点。
2.1场地选择。除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外,还要
考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是:避免地震时可能发生地基失效的松
软场地,选择坚硬场地。
2.2体系的整体性和规则性。桥梁的整体性要好,上部结构应尽可能是连续的。
较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结
构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上,结构的布置都要力求
使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整,避免突然变化。
2.3提高结构和构件的强度和延性。桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构
振动,因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,并使结构具有
适当的强度、刚度和延性,以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度
的前提下,提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制
结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造
成结构和构件周期反复变形,使其刚度与强度逐渐退化,因此,只重视强度而忽