国内桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势

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国内桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势

作者：王永胜，王昱成

地址：长安大学

2014-03-18 00:29:30 字体：     

摘　要：摘要:本文对国内主要桥梁结构抗震设计规范的现状进行了较为详细的研究,指出我国现行《公路工程抗展设计规范》中存在的一些缺点，还对目前国内上桥梁结构抗展设计规范的发展动向进行了总结。

关键词：关键词:桥梁，抗震设计，规范，发展

 一、前言     随着我国90年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路的兴建、跨越大江、大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应.但是目前所有国内的桥梁设计,对抗展设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗展设计规范》和《铁道工程抗展设计规范》.2008-10-01 起，我国开始实施《公路桥梁抗震设计细则》，新规范总结了我国桥梁抗震设计方面 的经验教训并借鉴了国外抗震设计规范的先进思想和方法，在整体抗震设防思想和设计方法上较旧规范有较大改进，大大提高了中国桥梁抗震设计能力。然而，我国幅员辽阔，地震区分布广泛，地质条件有着较大差异，又由于各地区经济水平发展不均衡，新规范并非十分完善。. 二、 桥梁抗震设防标准      中国对桥梁等级的划分首先是根据桥梁的单跨跨径，以 150 m 为界，超过 150 m为最高设防类别，，其次根据公路等级划分桥梁的抗震等级，对不同等级的桥梁制定不同的抗震设防目标；对桥梁类别的划分考虑了桥梁构件、土壤液化以及桥梁基本周期，对符合要求的桥梁统一进行抗震设防；对地震频发地区的桥梁划分为高等级设防；对维持交通通行非常重要的桥梁，特别是震后救灾的生命通道划分为高设防等级，保证震后正常的交通通行，但较定性化，工程人员不易判断桥梁抗震设防分类。总体来说，各国规范都是根据结构重要性、抗震救灾作用、地震可能造成的经济损失和人员伤亡、修复的难易程度等对桥梁进行设防分类，但又都较定性化，缺乏考虑对震后救灾有较大影响的非结构性因素。 三、设计地震 （一）、地及区划     设计地震动是继设计思想之后的影响到桥梁抗震设计全局的重要问题。地震作用强度是结构抗震设计中最重要的地震动参数之一。在当前各国的桥梁抗震设计规范中采用两种方式描述这一参数,一种方式是使用“烈度”这个量,如我国《公路工程抗震设计规范》,另一种是直接使用地震动参数。 （二）、场地分类     实际上,目前各国桥梁抗震设计规范中都考虑了场地条件对设计地震动参数的影响。具体做法是:根据一定规则对场地进行分类,然后分别给出各类别场地的地震设计反应谱。桥梁抗展设计规范的现状与发展趋势是场地剪切波速(或场地特征周期)和地表覆盖层厚度。 （三）、地展设计谱的阻尼修正     阻尼比是影响反应谱值一个重要参数。当结构阻尼比较小时,其变化会显著地改变反应谱值,从而影响结构所受地震力的大小.一般规范设计反应谱均以一个标准阻尼比值(通常取0.05)为基准,当结构主要振型的阻尼比偏离此标准值较多时,需要对设计反应谱进行修正。AASHTO、ATC一32、Caltrans和NZ规范不对反应谱进行阻尼修正,而EC一8、JAPAN和中国公路规范对设计谱进行阻尼修正。 四、地震反应分析和计算方法     我国桥梁抗展设计规范采用的地展反应分析方法,目前规范计算地震反应的方法有四种,即等效静力法、线性动力法、非线性静力法和非线性动力法.其中等效静力法和弹性动力法是目前规范中广泛应用的方法.非弹性静力分析方法主要是用来确定结构的倒塌机制和能力。 五、对我国城市桥梁抗震设计规范的建议 前面几节对我国的桥梁抗震设计规范进行了总结,总的来说,我国现行的《公路工程抗震设计规范》在设计思想、设计方法、构造措施和条文可执行性等方面显得落后许多.近十几年发生在世界各地的大地展给桥梁结构造成了重大破坏,同时也促进了桥梁抗震设计规范的修订工作.规范的修订主要参考了近十几年来的地震震害经验,同时借鉴了结构抗震研究领域的最新研究成果.概况起来,新规范的发展动向有以下几个方面:     (1)抗震设防标准.这是桥梁结构抗震设计的最基本问题.过去的几十年的时间里,桥梁抗展设计规范的现状与发展趋势师都提出分级抗震设防的原则:即小震不坏;中震发生有限的结构或非结构构件的破坏;大震发生严重的结构和非结构构件的破坏,但不产生严重的人员伤亡;而在可能袭击工程场地最严重的地震作用下,结构不倒塌。这些基本的结构性能目标今天被大多数的设计规程所采用。但传统的作法是,只针对单一的地震作用水平进行结构的抗展设计。现在的问题是针对每一个目标都给出相应的具体设计程序。这样一来,就需要对目前实际上还是单一水准强度抗震设计原则进行修订,采用多水准、多设防目标和多阶段的抗震设计原则。     (2)挠度和位移.传统的桥梁抗震设计采用

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