试谈现代化城市桥梁抗震设计若干问题.doc 全文免费在线阅读

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网友zbggqyk171近日为您收集整理了关于试谈现代化城市桥梁抗震设计若干问题的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：试谈现代化城市桥梁抗震设计若干问题摘要:近年来,随着我国城市化建设进程的不断加快,桥梁建设工程越来越多。桥梁结构的安全性、稳定性、耐久性是桥梁设计最基本的要求。然而,汶川和玉树地震的发生,使人们逐步认识到桥梁抗震设计的重要性,这在一定程度上对桥梁设计提出了更高的要求。基于此点,本文就现代化城市桥梁抗震设计若干问题进行浅谈。关键词:桥梁;地震;抗震设计中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:一、桥梁震害及桥梁抗震设计的重要性(一)桥梁的震害桥梁的震害一方面与自身的结构形式、桥梁所在地的地基条件以及体系布置等因素有关,另一方面与地震烈度有关,当地震烈度相对较低时,桥梁震害较轻,当地震烈度较高时,则桥梁震害比较严重。桥梁的震害主要体现在以下几个方面上:1.支座震害。从抗震性能的角度上讲,桥梁支座是整个结构中最为薄弱的部分,导致这一问题形成的主要原因如下:结构设计时未能充分考虑抗震要求、支座形式及原材料本身的缺陷、相应的构造措施不到位等等,当遭遇震害后,支座较为典型的破坏形式为支座移位、活动支座脱落等等。2.桥台震害。当地基的承载力部分丧失或是完全丧失便会引起桥台滑移及倾斜,一旦某一端的桥台出现垮塌,便会导致边跨落梁的严重灾害。3.墩柱震害。此类震害的表现形式主要有弯曲和剪切破坏两种,前者为延性,多以开裂为主,并且还会产生出较大程度的变形;后者为脆性,是造成桥梁垮塌的主要原因之一,也是地震中最为常见的破坏形式。4.基础震害。根据对以往大量的桥梁震害进行调查研究发现,地基失效是引发桥梁基础震害最主要的原因之一。对于桩基础桥梁结构而言,除地基失效以外,桩基设计不合理、桥梁上部结构惯性力传导等原因也容易引起基础震害。5.落梁。此类震害中,多以纵向落梁为主,具体原因是地基失效引起桥梁结构跨度变大,从而导致纵梁错位。1976 年的唐山地震中,有 18 座桥梁出现落梁震害。(二)桥梁抗震设计的重要性最近几年里,我国各大城市中地震灾害频发,如汶川地震、玉树地震等等,这在一定程度上对桥梁结构稳定性造成了非常严重的影响。与建筑结构相比,桥梁结构对地震的影响更加敏感,这是因为大部分桥梁都是静定结构或是低次超静定结构,一旦某个或是几个构件出现损坏,便会导致整体结构被破坏,这也是地震灾害来临时,桥梁比建筑结构更显脆弱的主要原因之一。地震灾害对桥梁结构的影响具体表现为两种形式:其一,场地与结构的相对位移产生的强制变形;其二,场地自身运动导致的结构震动。其中强制变形会对桥梁结构的安全性造成一定影响,而结构震动达到某种程度时,便会引起桥梁结构损坏或是倒塌。为了确保桥梁结构的稳定性、安全性,必须对桥梁抗震设计予以高度重视。二、现代城市桥梁抗震设计的关键性问题研究(一)桥梁总体抗震设计中应注意的问题1.选址。桥梁的总体设计是抗震设计的基础,若是总体设计不合理,再好的抗震设计也很难发挥出应有的作用。在桥梁总体抗震设计中,桥梁选址是最为关键的环节,按照现行的 CJJ166-2011 中的有关规定,桥位的选择应当在工程地质勘察及专项的水文地质调查的基础上,根据地质构造的活动性、场地的实际地质条件以及边坡稳定性等因素进行综合评价,并按照表 1 中的内容查明城市桥梁抗震有利、不利和危险地段,以便从中选出最有利于抗震的地段作为建设桥梁的地址。表 1 城市中有利、不利和危险地段的划分2.选型。在总体抗震设计中,桥梁结构的选型也是较为重要环节,具体选型时应当充分结合工程所在地的地质及地形条件、以往震害经验、本次工程规模大小等因素进行综合考虑后,选择最为合理的桥型、墩台和基础型式。在选型的过程中,应当遵循经济性、合理性、技术先进性、易于养护维修等原则,并且还应当考虑采用型钢混凝土结构等减震结构。3.桥孔。桥孔的布置应当尽可能采取有利于抗震的等跨布置方式,最好不采用高墩、大跨的结合,并做到以下几点:自重轻、刚度和质量均匀分布、体形简单、重心低、易于施工等。(二)桥梁抗震构造细节设计地震基本烈度在 7 度以上的地区,桥梁结构的墩柱设计应当满足以下要求:加密箍筋的最大间距应小于 10cm;箍筋直径应大于等于 10mm;螺旋式箍筋的接头位置的焊接方式必须采用对接焊,矩形箍筋则应当有 135度弯钩;墩柱纵向钢筋应当对称配置;塑性铰加密区域配置的箍筋应当延伸至承台和盖梁内,深入长度不应小于 50cm。(三)桥梁减震设计中的关键性问题1.通常情况下,不等跨的桥梁结构更容易发生震害,而结构刚度对称则有利于抗震。特别是桥梁墩身高差较大时,较矮的桥墩上会产生出更大的水平地震力,所以在地震烈度较高的地区尽量不要选用这种桥型,一旦采用应在不利的墩上通过抗震支座措施降低墩顶的集成刚度,以此来提高墩身的抗震性。2.在众多桥梁形式中,斜桥的抗震性相对较低,由于其抗推刚度较大,在地震烈度较高的地区,桥墩的基本周期动力放大系数也会相应增大,这样很容易造成震灾加剧。为此,在地基条件的允许的情况下,墩台的台身应做成 T 型或是 U 型,也可以采取埋置式,而位于松软地基上的桥梁则应当采取正交,并适当加大桥梁长度。3.若是桥梁需要建造在有可能出现地震液化情况的地基上时,应当采用深基础,借此来使桩基与沉井穿透可能发生液化的土层,从而埋入到较为稳定密实的深层土体当中。4.板式橡胶支座是我国中小跨度桥梁普遍采用的形式,桥梁的梁体直接搁置于支座上,并且没有使用螺栓将支座与梁底、墩顶相连。在汶川地震中,这类支座布置形式的桥梁抗震能力较差,在地震的作用下致使梁底与支座顶面产生相对滑动,进而产生梁体位移,严重的甚至发生了落梁破坏。由于板式橡胶支座的抗滑性难以满足桥梁抗震设计要求,所以应当采用减隔震桥梁设计,或者加设墩梁位移约束装置,以防止桥梁在地震中发生落梁破坏现象。结论:总而言之,桥梁作为城市交通重要的基础设施之一,其结构安全、稳定与否事关重大,一旦桥梁倒塌后果相当严重。针对我国目前地震灾害频发这一情况,在进行桥梁结构设计时,必须充分考虑抗震设计要求,并采取科学合理、行之有效的措施对桥梁进行抗震设计,以此来确保桥梁结构的整体稳定性。参考文献[1]朱稀.弓俊青.钢筋混凝土桥梁延性抗震设计的研究及发展[J].桥梁建设.2010(10).[2]陈克坚.袁明.汶川地震后对铁路桥梁抗震设计有关问题的思考[A].2008 年地震灾害对铁路的影响及对策学术研讨会论文集[C].2008(12).[3]卓卫东.范立础.结构抗震设计中的强度折减系数研究[J].地震工程与工程振动.2011(3).[4]冯明友.对目前城市桥梁设计中一些问题的探讨[J].中华民居.2012(10).[5]徐秀丽.李枝军.李雪红.许祥.城市桥梁抗震设计对策研究[J].南京工业大学土木工程学院学报.2009(3).

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