|
中国交通技术咨询网
路桥技术 Teachres

桥梁抗震设计相关问题研究

日期: 2016-12-02
浏览次数: 17

    摘要:随着我国经济建设的不断进行,桥梁作为交通枢纽正起着举足轻重的作用。地震灾害会造成人员大量伤亡,造成地面大量建筑物和各种设施的破坏与倒塌,为了满足紧急救援和抗震救灾的需要,桥梁抗震设计就显得极为重要,必须引起我们足够的重视。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/2/view-644167.htm
  关键词:桥梁、抗震、设计、方法、措施 
  
  1.桥梁震害 
  1.1概述 
  桥梁作为公路、铁路工程上的关键节点,在地震中一旦破坏,修复时间比较长,工作量也特别大,给救灾和灾后重建工作带来极大困难。目前,交通网络在整个城市生命线抗震防灾系统中的重要性不断提高,对桥梁的依赖性越发增强,这次的汶川大地震也暴露了我国桥梁抗震设计存在诸多严重问题,需要引起我们的深思,提醒我们要提高桥梁的抗震性能,以减轻地震损失、加强区域安全。 
  1.2桥梁震害的形式 
  根据桥梁程度不同的破坏,桥梁震害可以总结成以下几点:桥台震害――桥台与路基一起向河心滑移,导致全桥长度的缩短,造成桩柱式桥台的桩柱倾斜、开裂和折断;梁式桥梁上部活动节点处震害――盖梁宽度设置不足导致落梁引起的破坏;拱式结构震害――拱上建筑和腹拱的破坏,拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝;梁的震害――由于桥台、桥墩倾斜或倒塌,相邻桥墩间发生过大相对位移引起的主梁坠落;支座震害――造成支座锚固螺栓剪断、活动支座脱落等破坏;下部结构破坏――桥梁下部结构不足以抵抗其自身的惯性力和支座传递的主梁的地震力,导致结构下部的开裂、变形和失效,引起全桥的严重破坏;桥墩震害――受压缘混凝土崩溃,桥墩与基础连接处开裂、折断等,造成桥墩沉降、倾斜、移位破坏,进而导致结构物的破坏,震害较重。 
  2.桥梁抗震设计的方法 
  ⑴基于强度的设计方法 
  我国早期的抗震设计基本上都是基于强度的设计方法,这种方法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的唯一的一个因素,忽略了结构本身动力性质对结构反应造成的影响,将地震力当成静荷载进行结构分析,有很大的局限性。这时结构失效的准则是以结构构件的强度或者是刚度是否达到特定极限状态来判定的。目前这种方法仍用于抗震设计规范。 
  ⑵基于延性的设计方法 
  结合桥梁结构弹塑性破坏的特点,我国目前桥梁抗震设计主要是基于延性的反应谱法,这种方法是对桥梁结构进行动力特性分析,对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算,并对主振型最大反应值进行组合,同时采用地震力修正系数调整反应谱加速度或弹性分析的地震内力,来反映不同结构的延性需求。 
  ⑶基于性能的抗震设计 
  基于性能的抗震设计就是结构在受到不同水平地震作用下的性能达到预期的性能目标,是为了使抗震设计从宏观的定性目标过渡为定量的多重目标,通过多层次、多目标的抗震设计最大程度的保障人民生命财产安全的需要,满足桥梁的结构性能目的。基于性能的抗震设计首先要科学的定义和确定地震危险性,确定桥梁结构在不同地震作用下的损伤状态和性能水平,采用位移设计方法、承载力设计方法和能量设计方法开展设计工作。 
  3.加强桥梁抗震设计的措施 
  3.1桥梁基础处理 
  对于桥梁地基处于不良地质的情况,设计时可根据实际情况采用相应的方法处理。如岩层较浅的采用较大扩基或固定在基岩上;地基软硬不均或砂层较厚地下水位较高的地区,为防止沙土液化等现象的发生,可以适当的增加桥的长度,合理布置孔径,使桥台和桥墩能够避开可能发生滑动的不稳定地段;采用深桩、排桩穿过液化层,同时采用承台等加强联接,设置围裙或条形基础,加大基础基底面积、减少基底偏心,并且适当增加桥梁基础埋置的深度。 
  3.2积极采取减隔震设计 
  ⑴和传统的抗震设计相比较,减隔震桥梁设计对于抗震更加有效,因为传统的抗震设计一般是通过增大构件的截面或者增加配筋来实现的,这样并不经济,抗震效果也不是很好。减隔震设计是通过采用柔性的支承体系,延长了结构周期,减小结构的地震反应,并采用阻尼器装置来消耗和分散能量,限制了桥梁结构的位移,保证了正常使用荷载下的刚度。 
  ⑵减隔震设计在使用时要注意它的适用性,其主要适用于:下部结构高度变化不规则,刚度分配不均匀的桥梁抗震设计;上部结构连续,下部结构刚度较大,结构基本振动周期比较短的桥梁抗震设计;预期地面运动特性具有较高的卓越频率的桥梁抗震设计。当支座中出现负反力时就不宜采用减隔震设计了。 
  ⑶减隔震装置的形式多样,如高阻尼橡胶支座、橡胶支座+摩擦阻尼器等分离型减隔震装置包括;摩擦摆隔震支座、铅芯橡胶支座等整体型减隔震装置。 
  3.3利用桥墩的延性减震 
  当前桥梁抗震设计中常利用桥墩的延性来达到减震的目的。即将桥墩某些部位设计有足够的延性,使其在强震作用下形成稳定的延性、塑性铰,通过产生弹塑性变形来延长结构周期,达到耗散地震能量的目的,减轻其对桥梁的损害。 
  3.4桥墩处理 
  在对桥梁进行桥墩的抗震设计时,尽量采用等截面桥墩,避免锥形的,这样就可避免变截面的桥墩较大的纵波应力,通过采用纵波应力较小的等截面桥墩来达到较小纵波应力的目的。当桥墩比较粗,能够承受比较大拉力的时候,一般用预理钢筋将桥梁及桥墩联结起来,来达到防止桥面在地震时上抛,落下砸坏桥墩的目的。另外在支座处安放弹簧等缓冲的物品也可以防止桥面落下时冲坏桥墩。 
  另外,桥梁建设地点应该尽量选在地势平坦、地质比较好且承载力高的位置。 
  结语 
  随着人类对桥梁地震灾害认识的深化和研究的深入,桥梁抗震设计方法也得到了发展。我国公路、铁路桥梁的建设仍然处于高峰期,这就要求桥梁设计人员注重抗震设计,积极采取抗震措施、减隔震技术,提高桥梁结构的抗震能力,增强桥梁在地震作用下的安全性,从而减少地震损失,为人民的生命财产安全提供保障。 
  
  参考文献: 
  [1]李子奇.土与结构相互作用对桥梁抗震[J].科技资讯,2008 
  [2]李慧.基于性能的地震工程研究的新进展及对结构非线性分析的要求[J].地震工程与工程振动,2007 

      原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-644167.htm


师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
交通运输部关于印发《公路养护工程管理办法》的通知各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团交通运输厅(局、委):   为进一步加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量和效益,部对《公路养护工程管理办法》(交公路发〔2001〕327号)进行了修订,现印发给你们,请认真遵照执行。交通运输部 2018年3月2日  (此件公开发布)公路养护工程管理办法第一章 总 则  第一条 为加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量与效益,根据《中华人民共和国公路法》《公路安全保护条例》《收费公路管理条例》等法律、行政法规,制定本办法。   第二条 本办法所规定的公路养护工程是指在一段时间内集中实施并按照项目进行管理的公路养护作业,不包括日常养护和公路改扩建工作。   第三条 本办法适用于国道、省道的养护工程管理工作。县道、乡道、村道和专用公路的养护工程管理可参照执行。   第四条 养护工程应当遵循决策科学、管理规范、技术先进、优质高效、绿色安全的原则。   第五条 养护工程管理工作实行统一领导、分级负责。   交通运输部负责全国养护工程管理工作的指导和监督。   地方各级交通运输主管部门或公路管理机构,依据省级人民政府确定的对国道和省道的管理职责,主管本行政区域内的养护工程管理工作。   第六条 公路经营管理单位和从事公路养护作业的单位应当根据交通运输主管部门或公路管理机构提出的养护管理目标,按照标准规范、有关规定及本办法要求组织实施养护工程,并接受其指导和监督。   第七条 各级交通运输主管部门、公路管理机构和公路经营管理单位应当筹措必要的资金用于养护工程,确保公路保持良好技术状况。   非收费公路养护工程资金以财政保障为主,主要通过各级财政资金解决。收费公路养护工程资金主要从车辆通行费中解决。   第八条 养护工程资金使用范围包括公路技术状况检测与评定、养护决策咨询、养护...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6894584.htm  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施   1、桥面铺装的破坏形式   沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有:①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。   设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。   2、桥面铺装层病害分析   2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。...
发布时间: 2017 - 04 - 27
摘 要:目前,随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,桥梁使用年限的增长,以及交通荷载的增加,桥梁检测已成为重中之中,该技术是一个多学科交叉的系统工作,需要各个环节协调配合才能达到一个有效的效果,本文主要介绍了几种无损检测技术的概念、原理和特点,并通过实例进行无损检测的应用说明,为工程人员提供参考信息。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198511.htm  关键词:检测;桥梁;工程    传统的方法是对公路桥梁随机选点,钻孔取样,在室内对所取样本进行分析和处理,从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面:  a)因被测点是操作人员随机选择的,所以检测结果很难具有代表性;  b)由于检测点有限,覆盖面密度较小,使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检,从而埋下质量隐患;  c)虽然钻孔取样精度高,但其会对路面造成破坏,且修补时费时费力。  无损检测技术作为快速、直观,且能够显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,能够弥补传统方法的不足,它在开展道桥无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义,也必将带来道桥改造方案的优化和公路桥梁管养水平的提高。  桥梁的无损检测技术(NDT)有较大的发展空间,包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT,可以提高新建结构质量的安全性;可以提供结构损伤的标志,例如,污染程度,钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度;可以记录支座处的声发射,反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。  在一些情况下,与侵入检测相比,无损测试更快捷,缩短了测试期间的交通管制时间,从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞,雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】交通情况的复杂让交通事故频发,其中超高车辆与桥梁上部结构的碰撞更是频繁发生,不仅对桥梁结构安全性产生较大威胁,同时对交通运行也有一定影响。目前我国关于对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算的研究不仅存在数量上的不足,在研究深度上也存在一定不足,为此,本文将研究的重点放在超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算方面,了解超高车辆在撞击到桥梁上部结构的破坏模式与荷载,从而对后期的防护有一定指导意义。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7030491.htm  【关键词】超高车辆-桥梁上部结构碰撞;破坏模式;荷载计算   引言   近几年,我国城市立体交通的发展越来越迅速,导致超高车辆碰撞桥梁上部结构的事故也越来越多。2008年在我国成渝高速公路,一辆超高货车强行通过一座正在建的跨线公路桥时将桥梁的主轴直接撞歪,直接导致前两个月的施工作废,金额损伤近百万元,其中还未包括对社会的影响。不仅是在我国,在发达国家这种超高车辆撞击桥梁上部结构的事件也频频发生。可以看出,导致桥梁损坏的主要原因就是受到超高车辆的撞击。对其破坏模式与荷载计算进行分析,从而对优化桥梁上部结构具有一定重要意义。   1.超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式   (1)破坏类型:通过对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的事故调查与有限元仿真分析发现,其出现的破坏模式可以分为两种,一种是局部性破坏,另一种则是整体性破坏。局部性破坏是桥梁上部结构受到局部冲剪作用引起的损坏[1]。如果是钢筋混凝土T梁桥,这种局部破坏的程度将会更加明显,整个碰撞区域不仅会出现开裂、崩落,钢筋屈服,甚至整个腹板―面板交界处的混凝土出现纵向开裂。如果是T型钢梁桥,局部破坏也会十分明显,会产生严重的塑性变形。如果是钢箱梁桥,破坏形式表现为钢材屈服。...
Copyright ©2005 - 2016 中国交通技术咨询网
犀牛云提供企业云服务
地址:中国·北京市丰台区马家堡路55号
电话:010-51165102
传真:010-67524077
邮编:330520
关注我们