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【摘 要】 全世界地震发生的次数越来越多。随着各国经济的快速发展,桥梁建筑的抗震设计也逐渐被人们重视起来。由于桥梁建筑工程是交通网络的关键要素,因此桥梁的抗震设计的重要性也变得无可厚非。为了促进桥梁抗震设计的进一步创新,必须首先了解桥梁抗震设计的重要性,本文主要对桥梁抗震设计的重要性、桥梁抗震的主要设计方法以及创新方法的应用这几个方面进行了探索。
【关键词】 道路桥梁;抗震问题;设计问题
前言:
桥梁作为不可替代的公共交通设施,在人们日常生活中发挥着重要的作用,桥梁的质量对人们日常生活的影响更是深远而长久的。另外,我国是地震多发国家。在发生重大灾难时,桥梁能否不被破坏而使灾难降低到最小程度都反映出了桥梁抗震设计的重要性。
一、桥梁抗震设计中存在的问题
如今,世界范围内的地震次数越来越多,很多国家为了使地震灾害降到最低程度,都在不断探索桥梁的抗震设计,不断普及桥梁抗震设计的重要性。当然,在了解桥梁抗震设计的重要性的同时,我们更要清楚的了解桥梁震害的主要原因。只有找到原因,才能找到解决问题的方法。
1、桥梁结构缺乏防震设计
现在的桥梁一般都是梁式的,这种形式的桥梁通过地震产生位移之后,便会形成桥梁上部活动节点地方因盖梁宽度设置不当而造成落梁或者梁体相互磁撞引起的破坏。对于拱式结构的桥梁,如果没有进行抗震设计,那么主要破坏的是拱上建筑和腹拱。位于拱顶和拱脚部分的拱圈会产生裂缝,也可能是整个拱隆起变形。
2、桥梁地基缺乏抗震设计
如果桥梁地基土受到地震的影响,那么不仅会加大地震的位移,也会放大桥梁结构的振动反应,从而造成落桥。有些桥梁在建设过程中会采用排架桩基础,这会造成桩基的承载力降低,进而导致桥梁横向或者竖向移动。
3、桥梁支座缺乏抗震设计
在地震力的作用下,如果桥梁支座没有进行抗震设计,必然会导致桥梁构造上连接的不足。或者在进行桥梁支座施工时,没有按照实际情况配置合理的支座型式、没有采用质量合格的建筑材料,也会导致桥梁支座发生过大的位移和变形,甚至会造成支座的螺栓拔出、剪短等各种形式的破坏。
二、桥梁抗震设计的原理
桥梁抗震设计可以分为两大类方法,一类是确定性方法,另一类则是非确定性方法,前者指的是作用于结构上的荷载是确定性的,然后对在本荷载作用下的结构动力反应进行解答;后者指的是將结构的地震动作用看作是随机的。确定性方法:这种类型包括了诸多种方法,静力法是18世纪末提出来的,这种方法假设地震动的振动规律和结构各个部分是相同的,那么就可以相乘地面运动加速度与结构总质量,就得出来了地震力作用于结构上的惯性力,那么通过结构线弹性静力分析即可。非确定性方法:结合地面运动统计特征可以有效构建随机振动法,指的是在结构上作用具有统计性质的地震动,将结构响应的统计度量提供出来,它不受任意选择的某一输入运动控制。
三、桥梁抗震设计的方法
1、基础抗震设计
对桥梁基础的刚度和整体性进行强化,同时对上部荷载进行减轻,这样就可以降低地震作用带来的不均匀变形程度,不管是动态的,还是永久的,如果桥梁构建的地基可能出现地震液化现象,就需要采用深基础形式,保证是在可能液化土层的下部稳定密实的土层内埋置的桩基础,并且还需要将钢筋合理布设于桩的上部。
2、桥台抗震设计
要结合相关要求来适当强化桥台胸桥,并且对配筋数量进行适当增加,为了对地震的冲击力进行缓和,需要将弹性垫块合理设置于梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间。如果采用的小桥基础比较浅,那么就需要对下部的支撑梁板进行适当强化,并且结构应该尽量保持四铰框架,这样在地震时,墩台也不会出现位移问题。如果因为客观因素的限制作用,采用的是软体地基,那么就需要保证桥梁中线正交于河流,并且对桥长进行适当增加,这样桥台的稳定性才可以得到保证。要控制桥台的高度,保证不超过8m,如果台位处的路堤高度在8m以上,那么桥台的地段就应该具有较为平坦的地形,并且与主沟槽有着较远的距离,对它的高度最大限度的降低,在路堤天房内埋置台身,将一系列的防护措施设置于台周路堤边坡脚等。
3、桥墩抗震措施
在目前的桥梁抗震设计中,经常用到的一种方法就是利用桥墩的延性减震,要采用钢筋混凝土结构的高墩,空心截面是不错的选择,可以采用柱式墩和排架桩墩,另外,为了提高它的抗弯延性,还可以将横系梁设置于桩和柱子之间。
四、桥梁减震设计的要点
桥梁下部结构的减震设计方法:在桥台形式上可以采用U形或者T形,不能在那些不稳定的河坡上布置桥台;通过相关的实践经验我们可以得知,在桥台形式上,比较优越的是重力式桥台,相较于柱式桥台具有更好的抗震性能,并且设计难度不大,不需要较大的造价成本。在桥墩设置时,对于斜向土压力应该要或避免;在延性方面,相较于石砌或者混凝土预制块砌筑的桥墩,钢筋混凝土桥墩具有更好的延性;此外,在对上下部结构的联接方式进行选择时,还需要将桥墩的高度充分纳入考虑范围。桥梁结构中支座及伸缩缝的减震设计方法:通过大量的实践研究表明,在桥梁结构整体抗震性能方面,非常薄弱的一个环节是支座和伸缩缝等连接件,那么就需要特别重视,用连续梁来替代以往的简支梁,这样伸缩缝的用量就可以得到有效的减少。在对伸缩缝进行选择时,需要充分结合可能出现的地震来考虑它的变形能力,控制伸缩缝支撑面的宽度,同时,还可以对限位器以及剪力键橡胶支座进行合理设置。为了对支座位移以及滑动情况进行限制,就可以将焊钢板加设于梁底部,或者是将横向挡块或者纵向挡块设置上去。桥梁上部结构的减震设计方法:如果桥梁处于高烈度地震区,那么采用的桥梁结构应该有着较好的整体规则性,在布置结构的时候,保证均匀、对称以及规则等特点可以体现在结构的几何尺寸以及质量和刚度中。站在几何线性的角度上来讲,直线桥梁结构是个不错的选择。如果采用的是多跨简支梁桥,那么就需要对梁板之间的纵向联系和横向联系进行强化,避免落梁问题的出现。
五、结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,我国地震容易出现,如果桥梁的抗震设计不够科学合理,就会影响到桥梁的安全,威胁到人们的生命财产安全,不利于社会的和谐发展;因此,需要引起相关人员足够的重视。相关人员的工程设计人员需要不断努力,提高自己的专业技术水平,总结施工经验,借鉴西方国家的先进技术,提高桥梁的抗震设计质量,保证工程质量和安全。
参考文献:
[1]王克海;李茜;朱晞;蔡向阳.桥梁工程抗震设防标准问题[J].桥梁建设.2008(02)
[2]任继仓;谢瑞新;杨中文.桥梁抗震设计探究[J].公路交通科技(应用技术版).2008(09)
[3]李向阳;孙珉;梅春.探讨桥梁工程的抗震设计[J].才智.2010(11)
[4]许丽娜;阎贵平;尤元霞.简述桥梁结构的震害及抗震设计方法[J].山西建筑.2007(17)
[5]董淑艳;姚凯.简述桥梁结构的震害及主要抗震设计方法[J].中国建设信息.2008(16)
【关键词】 道路桥梁;抗震问题;设计问题
前言:
桥梁作为不可替代的公共交通设施,在人们日常生活中发挥着重要的作用,桥梁的质量对人们日常生活的影响更是深远而长久的。另外,我国是地震多发国家。在发生重大灾难时,桥梁能否不被破坏而使灾难降低到最小程度都反映出了桥梁抗震设计的重要性。
一、桥梁抗震设计中存在的问题
如今,世界范围内的地震次数越来越多,很多国家为了使地震灾害降到最低程度,都在不断探索桥梁的抗震设计,不断普及桥梁抗震设计的重要性。当然,在了解桥梁抗震设计的重要性的同时,我们更要清楚的了解桥梁震害的主要原因。只有找到原因,才能找到解决问题的方法。
1、桥梁结构缺乏防震设计
现在的桥梁一般都是梁式的,这种形式的桥梁通过地震产生位移之后,便会形成桥梁上部活动节点地方因盖梁宽度设置不当而造成落梁或者梁体相互磁撞引起的破坏。对于拱式结构的桥梁,如果没有进行抗震设计,那么主要破坏的是拱上建筑和腹拱。位于拱顶和拱脚部分的拱圈会产生裂缝,也可能是整个拱隆起变形。
2、桥梁地基缺乏抗震设计
如果桥梁地基土受到地震的影响,那么不仅会加大地震的位移,也会放大桥梁结构的振动反应,从而造成落桥。有些桥梁在建设过程中会采用排架桩基础,这会造成桩基的承载力降低,进而导致桥梁横向或者竖向移动。
3、桥梁支座缺乏抗震设计
在地震力的作用下,如果桥梁支座没有进行抗震设计,必然会导致桥梁构造上连接的不足。或者在进行桥梁支座施工时,没有按照实际情况配置合理的支座型式、没有采用质量合格的建筑材料,也会导致桥梁支座发生过大的位移和变形,甚至会造成支座的螺栓拔出、剪短等各种形式的破坏。
二、桥梁抗震设计的原理
桥梁抗震设计可以分为两大类方法,一类是确定性方法,另一类则是非确定性方法,前者指的是作用于结构上的荷载是确定性的,然后对在本荷载作用下的结构动力反应进行解答;后者指的是將结构的地震动作用看作是随机的。确定性方法:这种类型包括了诸多种方法,静力法是18世纪末提出来的,这种方法假设地震动的振动规律和结构各个部分是相同的,那么就可以相乘地面运动加速度与结构总质量,就得出来了地震力作用于结构上的惯性力,那么通过结构线弹性静力分析即可。非确定性方法:结合地面运动统计特征可以有效构建随机振动法,指的是在结构上作用具有统计性质的地震动,将结构响应的统计度量提供出来,它不受任意选择的某一输入运动控制。
三、桥梁抗震设计的方法
1、基础抗震设计
对桥梁基础的刚度和整体性进行强化,同时对上部荷载进行减轻,这样就可以降低地震作用带来的不均匀变形程度,不管是动态的,还是永久的,如果桥梁构建的地基可能出现地震液化现象,就需要采用深基础形式,保证是在可能液化土层的下部稳定密实的土层内埋置的桩基础,并且还需要将钢筋合理布设于桩的上部。
2、桥台抗震设计
要结合相关要求来适当强化桥台胸桥,并且对配筋数量进行适当增加,为了对地震的冲击力进行缓和,需要将弹性垫块合理设置于梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间。如果采用的小桥基础比较浅,那么就需要对下部的支撑梁板进行适当强化,并且结构应该尽量保持四铰框架,这样在地震时,墩台也不会出现位移问题。如果因为客观因素的限制作用,采用的是软体地基,那么就需要保证桥梁中线正交于河流,并且对桥长进行适当增加,这样桥台的稳定性才可以得到保证。要控制桥台的高度,保证不超过8m,如果台位处的路堤高度在8m以上,那么桥台的地段就应该具有较为平坦的地形,并且与主沟槽有着较远的距离,对它的高度最大限度的降低,在路堤天房内埋置台身,将一系列的防护措施设置于台周路堤边坡脚等。
3、桥墩抗震措施
在目前的桥梁抗震设计中,经常用到的一种方法就是利用桥墩的延性减震,要采用钢筋混凝土结构的高墩,空心截面是不错的选择,可以采用柱式墩和排架桩墩,另外,为了提高它的抗弯延性,还可以将横系梁设置于桩和柱子之间。
四、桥梁减震设计的要点
桥梁下部结构的减震设计方法:在桥台形式上可以采用U形或者T形,不能在那些不稳定的河坡上布置桥台;通过相关的实践经验我们可以得知,在桥台形式上,比较优越的是重力式桥台,相较于柱式桥台具有更好的抗震性能,并且设计难度不大,不需要较大的造价成本。在桥墩设置时,对于斜向土压力应该要或避免;在延性方面,相较于石砌或者混凝土预制块砌筑的桥墩,钢筋混凝土桥墩具有更好的延性;此外,在对上下部结构的联接方式进行选择时,还需要将桥墩的高度充分纳入考虑范围。桥梁结构中支座及伸缩缝的减震设计方法:通过大量的实践研究表明,在桥梁结构整体抗震性能方面,非常薄弱的一个环节是支座和伸缩缝等连接件,那么就需要特别重视,用连续梁来替代以往的简支梁,这样伸缩缝的用量就可以得到有效的减少。在对伸缩缝进行选择时,需要充分结合可能出现的地震来考虑它的变形能力,控制伸缩缝支撑面的宽度,同时,还可以对限位器以及剪力键橡胶支座进行合理设置。为了对支座位移以及滑动情况进行限制,就可以将焊钢板加设于梁底部,或者是将横向挡块或者纵向挡块设置上去。桥梁上部结构的减震设计方法:如果桥梁处于高烈度地震区,那么采用的桥梁结构应该有着较好的整体规则性,在布置结构的时候,保证均匀、对称以及规则等特点可以体现在结构的几何尺寸以及质量和刚度中。站在几何线性的角度上来讲,直线桥梁结构是个不错的选择。如果采用的是多跨简支梁桥,那么就需要对梁板之间的纵向联系和横向联系进行强化,避免落梁问题的出现。
五、结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,我国地震容易出现,如果桥梁的抗震设计不够科学合理,就会影响到桥梁的安全,威胁到人们的生命财产安全,不利于社会的和谐发展;因此,需要引起相关人员足够的重视。相关人员的工程设计人员需要不断努力,提高自己的专业技术水平,总结施工经验,借鉴西方国家的先进技术,提高桥梁的抗震设计质量,保证工程质量和安全。
参考文献:
[1]王克海;李茜;朱晞;蔡向阳.桥梁工程抗震设防标准问题[J].桥梁建设.2008(02)
[2]任继仓;谢瑞新;杨中文.桥梁抗震设计探究[J].公路交通科技(应用技术版).2008(09)
[3]李向阳;孙珉;梅春.探讨桥梁工程的抗震设计[J].才智.2010(11)
[4]许丽娜;阎贵平;尤元霞.简述桥梁结构的震害及抗震设计方法[J].山西建筑.2007(17)
[5]董淑艳;姚凯.简述桥梁结构的震害及主要抗震设计方法[J].中国建设信息.2008(16)