桥梁抗震考试题(精选14篇)
1.桥梁抗震考试题 篇一
近几年,我国各地大小地震频发,公路桥梁等交通工程在地震中遭受到严重的破坏,然而目前增强桥梁的抗震能力,加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分关进。
桥梁工程是交通枢纽中的重中之重,强震往往使公路桥梁遭到严重破坏,不但影响着交通的正常通行,有时可能引起二次灾害,阻碍救援工作队的进入。
1.桥梁破坏形式及震害原因分析
1.1合理选址
桥梁工程在建设施工的前期规划中需要对桥梁主体场地选择问题加以关注。
首先,合理的桥梁建设场地应以坚硬地质结构为首选,避免松软场地在地震时发生地基失效的现象。
其次,当交通运输发展实际要求桥梁工程不得不在松软场地区域建设的时候,桥梁的整体结构设计需要尽可能的提高基建整体性能,将地震造成地质结构不均匀变形的可能性降到最低。
1.2桥梁破坏形式
对国内外桥梁震害的调查表明,上部结构震害主要表现为落梁移位,局部碰撞。
下部结构存在桥墩折断,混凝土剥落,系梁开裂,挡块普遍失效,桥台翼挤开裂、倾斜等震害现象。
另外,桥梁附属支座移位与变形,伸缩缝张开和挤压,护栏开裂的现象也非常普遍。
1.3桥梁震害原因分析
桥梁震害是多种因素综合作用的结果,主要有:(1)地震作用对桥台和桥墩等薄弱部位的破坏.桥台是桥梁两侧岸边的支撑部分,一般是在岸边的原域填土上,用钢筋混凝土修建三角形或矩形的支台,这是地震作用的薄弱部位,因为桥台的路基高且三面临空,振动大,桥台和下面土的刚度不同,有相互作用,土体本身在地震中会产生液化,震陷破坏,桥台受地震的振动或场地砂土液化影响,填土滑移,滑移土体对桥台产生巨大推力,致使桥台发生破坏。
桥墩是支撑桥身的主要构件,其震害主要包括桥墩的断裂,剪断和裂缝,另外还有因桩柱埋入深度不够等原因遭受破坏。
(2)支座破坏.支座破坏是桥梁上部结构中最常见的一种破坏现象。
在地震力的作用下,由于支座设计没有充分考虑抗震要求,构造上连接与支挡等构造措施不足,或由于某些支座形式和材料上的缺陷等因素,导致了支座发生过大的位移和变形,从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,并由此导致结构力的传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。
(3)地基失效造成的破坏.地震中大部分桥梁倒塌是由于地基失效和砂土液化造成的。
砂土液化通常是指饱和粉细砂,在地震的作用下失去抗剪能力,变为流动状态。
由于桥址地基失去承载力,使得位于上部土层的桥墩倾斜、滑移、危害不小。
在强震作用下,土体结构被扰动,强度降低,孔隙水压力增大,从边界排出,软粘土被压密,发生软土震陷,产生不均匀沉降,这种不均匀沉降引起内力重分布可导致结构特别是超静定结构破坏乃至倒塌。
(4)构造措施不当等原因引起破坏桥梁结构的震害还表现在如结构构造及连接不当造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等。
2.桥梁抗震设计基本原理
结构地震响应分析方法可以分为确定性方法和非确定性( 或概率性) 方法两大类。
确定性方法是以确定性的荷载作用于结构,求解该确定性荷载作用下结构动力反应的方法。
弹性静力法、反应谱法和时程分析法均属于确定性方法。
非确定性方法将地震视为随机过程,以此随机地震动作用于结构,求出结构动力响应统计量。
2.1确定性方法
(1)静力法.最早在18,由日本学者大房森吉提出,该法假设结构各部分与地震动具有相同的振动规律。
结构因地震力引起的惯性力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积,以此惯性力作为静力施加于结构,进行结构线弹性静力分析。
(2)反应谱法.反应谱方法的基本原理是,作用于结构的实际地震波是由含有一定卓越频率的复杂波组成,当地震的卓越频率和结构的固有频率相一致时,结构物的动力反应就会变大。
不同周期单自由度振子在某一地震记录激励下,可得到体系周期与绝对加速度、相对速度和相对位移的最大反应量之间的关系曲线,即加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。
由于客观存在随机因素影响,使得不同地震记录得到反应谱具有很大随机性、离散性,实际应用的规范反应谱是大量地震记录输入后得到众多反应谱曲线经统计平均和光滑后而得到的。
结构物可以简化为多自由度体系,多自由度体系的地震反应可以按振型分解为多个单自由度体系反应的组合,每个单自由度体系的最大反应可以从反应谱求得。
(3)时程分析法.时程分析法是将实际地震动记录或人工生成的地震波作用于结构,直接对结构运动方程进行数值积分而求得结构地震反应的时间历程。
时程分析法由于采用了符合场地情况的具有概率意义的加速度过程作为地震动的输入,因此可以精确地考虑结构—基础—土的相互作用、地震波多点输入等因素而建立结构动力计算模型和结构地震响应振动方程。
但为了较合理的体现地震荷载的随机性,同一输入点的地面运动需要多组加速度时程进行模拟,之后作统计处理,计算量十分庞大。
2.2非确定性方法
随机振动法建立在地面运动统计特征的基础上,把具有统计性质的地震动作用到结构上,提供了结构响应的统计度量,不受任意选择的某一输入运动控制。
由于随机振动法已经考虑了地震发生时地面运动的概率统计特性,被认为是一种较为先进的分析工具。
尽管还有种种不够成熟之处,现已被作为与反应谱法、时程分析法并行的一种抗震分析方法列入我国规范。
3.桥梁抗震设计
3.1桥梁抗震设计原则
(1)桥梁在抗震设计时要保证结构的整体性和规则性,使结构在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称,避免突然变化。
(2)抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,防止结构产生不能容忍的破坏,因此在不增加重量,不改变刚度的前提下,提高总体强度和延性是两个有效提高结构抗震能力的途径。
(3)抗震设计中要采用多阶段设计方法,设计多道防线来实现结构在不同发生概率地震作用下的预期性能目标。
3.2桥梁抗震设计中的建议
(1)尽量采用连续的桥跨代替简支梁跨,进而减少伸缩缝的数量,降低在此落梁的可能性,同时也提高了桥上行车的舒适性。
(2)对常规的简支桥梁结构应加强桥面的连续构造,以及需提供足够的加固宽度以防止主梁发生位移落梁,另外还应适当的加宽墩台顶盖梁及支座的宽度,并增设防止位移的隔挡装置。
(3)对采用橡胶支座而无固定支座的桥跨,应加设防移角钢或设挡轨,作为支座的抗震设计。
(4)在地震区的桥梁结构以采用跨度相等、每联连续跨内下部墩身刚度相等为宜。
跨度不均,墩身刚度不等极易发生震害,这已经为国内外许多震害所证实。
对各墩高度相差较大的情况可采用调整墩顶支座尺寸和桩顶设允许墩身位移的套筒来调整各墩的刚度,以便使之刚度尽量保持一致。
(5)桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上,否则软土的液化会加大地震反应。
(6)地震区桥跨不宜太长,大跨度意味着墩柱承受的轴向力过大,从而降低墩柱的延性能力。
4.结语
我国当前的交通运输行业仍处于建设、应用的高峰期,重视地震频发区域桥梁工程的抗震技术设计具有非常重要的现实意义。
相关工作人员需要在结合社会发展要求的基础上,以桥梁抗震技术设计原则为指导思想,不断对各种抗震措施、手段进行探索与创新,使新时期的桥梁工程能够更好的为交通运输行业乃至整个经济社会的发展做出贡献。
参考文献
[1]马保林.高墩大跨连续刚构桥[M].人民交通出版社,.
[2]范立础.桥梁抗震[M].人民交通出版社,2007.
[3]范立础,李建中.汶川桥梁震害分析与抗震设计对策[J].公路,(5):92-95.
[4]梁岩.桥梁抗震设计措施的改进[J].北方交通,,(4).
2.桥梁抗震考试题 篇二
地震灾害的高度不确定性和现代地震灾害引起的巨大经济损失的特点, 使世界对过去长期视为正确的设计思想和方法进行了反思, 认为过去的抗震设计只以人身安全为目标是远远不够的, 抗震设计不仅应考虑人身安全, 而且应考虑建筑破坏所造成的巨大的经济损失能得以控制。抗震设计如何能既经济又可靠的保证结构的功能在地震的作用下不致丧失甚至不受影响, 进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法成为了迫切的需要。
使用至今已长达将近20年的公路89抗震规范, 今年正式废除使用, 它已不能满足我国公路桥梁快速发展和建设的需要。在此期间, 世界各国桥梁抗震理论和技术有了显著的发展, 而且, 美国、日本等国家的抗震设计规范设计思想已经大大领先于我国的工程界。因此, 经过长时间的准备、讨论与修正, 交通运输部将公路桥梁抗震设计的要求和规定单独成册, 在2008年10月1日实施了抗震细则, 随后在2014年发布实施新公路工程抗震规范, 以供公路桥梁设计部门进行抗震设计时遵循。《公路工程抗震设计规范》JTG B02-2013 (以下简称新规范) 较《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89 (以下简称老规范) 在设计思想、安全设防标准、设计方法、设计程序和构造细节等诸多方面均有很大的变化和深入, 限于篇幅, 本文主要介绍新规范的桥梁抗震设计思想。
1、抗震设防标准
抗震设防标准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, 研究者和工程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至今仍被大多数的设计规程所采用。但传统的方法是, 只针对单一的地震作用水平进行结构的抗震设计, 如老规范就是这样。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。08细则和新规范参照国外桥梁抗震设防的性能目标要求, 同时考虑了和老规范中桥梁抗震设防性能目标要求的延续性, 规定:A类桥梁的抗震设防目标是中震 (E1地震作用, 重现期约为475年) 不坏, 大震 (E2地震作用, 重现期约2000年) 可修;B、C类桥梁的抗震设防目标是小震 (E1地震作用, 重现期约为50~100年) 不坏, 中震 (重现期约为475年) 可修, 大震 (E2地震作用, 重现期约2000年) 不倒;D类桥梁的抗震设防目标是小震 (重现期约为25年) 不坏。08细则和新规范的桥梁分类情况如表1所示, 各抗震设防类别桥梁的抗震设防目标如表2所示。
2、桥梁能力设计思想
新西兰学者Park等在20世纪70年代中期提出了结构抗震设计理论中的一个重要原则—能力保护设计原则, 并最早在新西兰混凝土设计规范 (NZS3101, 1982) 中得到应用。以后这个原则先后被美国、欧洲和日本的等国家的桥梁抗震规范所采用, 我国在08细则和新规范中引入了能力设计思想。所谓能力保护就是对延性抗震设计桥梁的基础、上部结构构件, 以及可能出现塑性铰的桥墩的非塑性铰区进行的加强设计。目的是保证非塑性铰区的弹性能力高于塑性铰区, 避免发生非塑性铰区发生塑性变形和剪切破坏。通过设计, 使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异, 确保结构构件的地震破坏只发生在预定的部位, 而且是可控制的, 不发生脆性的破坏模式。能力设计方法的主要思路是对构件间或构件内不同受力形式间的承载能力差的控制, 保证钢筋混凝土结构形成梁铰机构和延性较大的正截面受力破坏形态, 使结构具有足够的弹塑性变形性能, 保证大震时具有足够的能力耗散性能, 避免产生脆性破坏和出现不利的机构形式。通过简单的链接来具体阐明能力设计方法的基本原理, 图1所示n个强度为的脆性链子与1个强度为的延性链子具有相当大的塑性变形能力。图1所示, 如果延性链子强度不小于脆性链子强度, 则当P的强度大于两者的强度, 最先断裂的可能就是脆性链子, 延性链子不能充分耗能;相反若脆性链子的强度均比延性链子可能发挥的最大强度还要高, 那么断裂时延性链子发生非弹性变形, 而脆性链子则未发生破坏。在这个过程中, 整个链子的最大强度由延性链子可能发挥的最大强度决定, 脆性链子受到的拉力因始终低于其设计强度而不会遭受破坏, 延性链子的作用就如同保险丝一样保护了整个电路。
能力设计方法中, 延性构件就是图1中的延性链子, 而能力保护构件 (脆性构件和不希望发生非弹性变形的构件) 就是其中的脆性链子。能力设计方法的关键是将控制概念引入结构的抗震设计, 有目的的引导形成对结构有利的破坏机制和破坏模式, 避免不合理的结构破坏形态, 并设法保证预计破坏部位的弹塑性变形能力。从上面分析可以看出能力设计方法主要有两方面的设计:一是能力保护构件设计;二是延性构件。
3、弹性抗震设计
由于老规范只采用一阶段设计, 通过引入综合影响系数来折减地震力后采用弹性抗震设计, 这种设计思想使得在高烈度地区的桥梁下部结构配筋非常之高, 而新规范在小震不坏的设计指导思想下, 采取了只在小震情况下考虑弹性抗震设计方法, 要求桥梁在E1地震情况下满足强度验算, 通过这种设计方法可以大大降低下部结构的配筋率, 降低了桥梁工程的造价。
4、桥梁延性抗震设计
1971年美国圣弗尔南多地震爆发以后, 各国都认识到结构的延性能力对结构抗震性能的重要意义。在1994年美国北岭地震和1995年日本神户地震爆发后, 强调结构总体延性能力已成为一种共识。抗震设计方法正在从传统的单一强度理论向延性抗震理论过渡。目前, 大多数国家的桥梁抗震设计规范已经采纳了延性抗震理论。在大震情况下采用延性设计是新规范的创新的地方, 他的指导思想就是大震不倒, 所谓延性就是指在外力作用下, 结构变形超过弹性阶段后, 其承载能力无显著下降的情况下, 结构的非弹性变形能力。结果变形能力大, 延性就好, 其破坏称为延性破坏 (或塑性破坏) ;相反, 延性越差, 属于脆性破坏。按照研究对象的不同延性可分为材料延性, 截面延性, 构件延性, 结构延性, 节点延性。截面的延性通常用曲率延性、转角延性或者位移延性来表示。从延性的本质来看, 它反应了非弹性变形的能力, 能够保证强度不会因为发生非弹性变形而急剧下降, 对结构或构件而言, 如果结构或构件在发生较大的非弹性变形时其抗力仍没有明显的下降, 则这种结构或构件称为延性结构或延性构件。
延性抗震设计思想主要是利用结构、构件自身的延性耗能能力来抵抗地震作用, 设计时是通过增加结构、构件延性来实现, 对结构允许出现塑性铰的部分进行专门的延性设计。在该方法中, 容许很大的地震力和能量从地面传递给结构, 而抗震设计时要考虑的问题是如何为结构提供抵抗这种地震力的能力。同时在大震不倒总体思想指导下, 还要保证结构延性可控, 如果延性过大会使得桥梁结构倒塌成为大概率事件, 这就要求结构在弹性阶段就消耗掉相当比例的地震力。结构延性设计的目的在于保证结构在构件屈服之后仍具有充足的变形能力, 依靠结构的弹塑性变形耗散地震能量, 保证屈服部分发生延性破坏, 避免结构脆性破坏的发生和整个结构的倒塌。设计的重点是要选定结构中潜在塑性铰区的位置, 把塑性铰截面的抗弯强度尽可能设计得与需求的强度接近, 并确保塑性铰能够提供设计预期的塑性转动能力。
5 桥梁减隔震设计
随着地震级别的增大或者遇到特别重要的桥梁时, 就要对结构进行减隔震设计。减隔震设计是08版抗震细则的一个亮点, 随着国内工程界对地震机理和结构地震动反应研究越来越深入, 结构减、隔震和耗能技术经过数十年的研究和开发后, 国内已经进入实用阶段, 而老的规范没有任何关于减隔震方面的条文。国际上, 日、美、欧、新西兰等主要地震国家和地区的桥梁抗震设计规范已经引入相应的条款。我国新的《城市桥梁抗震设计规范》和08版抗震细则中也将桥梁减隔震设计单独成章, 充分体现出了其重要性。
与延性抗震允许很大的地震能量传到结构构件上不同的是, 桥梁的减隔震技术是将很大一部分地震能量转移到减隔震装置上, 这大大降低了结构本身的地震响应, 使结构处于弹性工作状态。地震下的结构动力响应有两个基本规律:结构周期延长至地震波频率范围以外时, 地震响应会大大减小;结构阻尼越大, 耗散地震能量越多, 地震反应越小;从加速度谱中我们可以看出, 随着周期增长, 地震加速度反应值迅速减小, 同时从位移谱中也可以看出, 周期延长伴随着结构位移的大幅度增长, 这有可能给结构设计带来一定的困难。因此, 我们可以在结构上外设柔性装置增大结构周期的同时, 添加阻尼元件耗能, 从而减小结构的位移和加速度。这就是减隔震技术的思路过程。
减隔震技术是通过延长周期、增大阻尼来减小地震反应。而当桥梁结构体系
较柔, 自身周期较长, 或场地卓越周期与隔震周期接近时, 使用减隔震技术容易引起地基与桥梁共振, 不仅不能很好的起到减震的作用, 反而会增大不利的地震响应。因此, 在比较软弱、不稳定、易于发生液化的场地, 下部结构高度大柔性明显等情况, 不宜采用减、隔震装置。事实上, 国外规范以及我国的08版抗震细则已经对此有所规定。减、隔震装置适用于以下几种情况:桥梁自振周期较短;场地条件比较好, 具有较高的卓越频率和在长周期范围内所含能量较低;支座不承受负反力。因此, 中小跨径的梁式桥在多数情况下可尝试采用减隔震技术来保证地震中桥梁的安全性能。
6 桥梁抗震思想对比
下面从设计思想和设计方法两方面, 将桥梁抗震的新老规范做一个对比。老规范基本思想:单一水准的抗震设防思想。在发生与设计基本烈度地震相当的地震影响时, 位于一般地段的高速公路、一级公路工程, 经一般维修即可正常使用;位于一般地段的三级公路工程, 经短期维修即可恢复使用;三、四级公路工程和位于地震危险地段的高速公路、一级公路工程, 保证桥梁、隧道及重要构造物不发生严重损坏。设计方法:单水平设计, 在设计地震作用下对结构的强度进行常规验算, 基本不涉及与结构位移和延性有关的设计过程。
08抗震细则和新规范的基本思想:采用能力设计的两水准抗震设防思想。当遭受桥梁设计基准期内发生概率较高的多遇地震影响时, 一般不受损坏或不需修理可继续使用, 当遭受桥梁设计基准期内发生概率较低的罕遇地震影响时, 应保证不致倒塌或产生严重结构损伤, 经加固修复后仍可继续使用。设计方法:两阶段设计。各类桥梁必须进行多遇地震作用下的弹性抗震设计, 除6度地区以外, A、B、C类桥梁还必须进行罕遇地震作用下的延性抗震设计。
7、小结
新规范相比老规范抗震设计思想有很大的提高, 通过以上几个方面的阐述, 可以知道新规范采用分标准、分情况、分阶段的设计方法对桥梁结构进行抗震分析, 大大提高了规范的可操作性和实用性, 是国内抗震思想和设计方法的一个巨大的进步。
摘要:2014年2月1日《公路工程抗震规范》JTG B02-2013开始正式施行。新规范相对于原《公路工程抗震规范》JTJ 004-89在桥梁的抗震设计思想方面有了很大的提高和创新。为方便设计人员参考, 在此对新抗震规范桥梁抗震设计思想进行了介绍和阐述。
参考文献
[1]中国交通运输部.JTG B02-01-2013公路工程抗震规范[S].北京, 人民交通出版社, 2014
[2]中国交通运输部.JTG/T B02-01-2008公路桥梁抗震设计细则[S].北京, 人民交通出版社, 2008
[3]中国交通部.JTJ 004-89公路工程抗震设计规范[S].北京, 人民交通出版社.1999
3.探讨桥梁工程抗震设计问题 篇三
关键词:桥梁震害 分析 抗震设计
前言
地震灾害瞬间造成山崩地裂,房倒屋塌,对人们的生产生活造成极大的破坏和影响,甚至威胁人民群众的生命财产安全,是世界性的自然灾害之一。我国处于环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位,地震频发,是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。如2013年4月,四川雅安大地震,震中芦山县龙门乡99%以上房屋垮塌,停水停电,卫生院、住院部停止工作。山西省地处汾渭地震带上,历史上关于大型的地震灾害也有记载,防震减灾同样不容忽视。
地震对道路桥梁的破坏相当大。汶川地震后,由于路堤破坏,道路毁损,造成交通中断,对灾害救援工作造成了极大的困难,本文通过对汶川震后公路桥梁的震害分析,并说明了公路桥梁抗震设计的建议。
1、桥梁震害及分析
在汶川地震中,桥梁震害主要有以下几种类型:
1)桥梁上部结构震害,在地震中,桥梁上部结构的震害主要有以下几种类型:
a.自身震害,主要是桥梁自身的钢结构发生的局部屈曲破坏。
b.移位震害(见图1),是一种破坏性地震中极为常见的震害形式,多发生在伸缩缝设置的位置,一般表现为桥梁的上部结构出现纵(横)向移位或扭转移位。
c.碰撞震害,包括相邻跨上部结构的碰撞、上部结构与桥台的碰撞以及邻梁间的碰撞等。
2)桥梁支座震害
在桥梁结构中,桥梁支座本身就是抗震性能比较薄弱的一个环节。根据国内外发生的破坏性地震桥梁震害统计表明,支座的破坏比较普遍,主要表现为:支座发生位移、锚固螺栓拔出、剪断、脱落等。其主要原因有:支座设计中,没有充分考虑到抗震的性能要求;在施工中,支座连接与支挡等措施不足;使用的支座类型选择或是支座材料本身的缺陷等。
3)桥梁下部结构震害
在地震中,桥梁下部结构的震害主要有以下几种类型:
a.墩柱的弯曲破坏,是一种常见的桥梁震害形式,主要表现为墩柱混凝土开裂、剥落压溃、钢筋裸露和弯曲等,同时产生很大的塑性变形。其主要原因是在墩柱的施工中,由于约束箍筋配置不足、纵向钢筋的搭接或焊接不牢等导致的延性能力不足而产生的。
b.框架墩的震害,包括剪切强度不足导致的剪切破坏、弯曲破坏以及钢筋锚固长度不足导致的破坏,主要表现为盖梁破坏、墩柱破坏以及节点破坏等。节点破坏主要表现为剪切破坏。
c.桥台震害,是一种常见的桥梁震害形式,包括地基丧失承载力导致的桥台滑移、台身与上部结构的碰撞破坏和桥台倾斜等。
4)基础震害
在国内外的许多地震中,桥梁基础震害是一种比较常见的震害形式,包括地基失效、桩基剪切弯曲破坏、桩基设计不当所引起的震害等。
据统计,在汶川1657座公路桥梁中,1.6%的桥梁完全损毁,6.6%的桥梁严重破坏,9.0%的桥梁中等破坏,26.5%的桥梁轻微破坏,56.3%的桥梁未出现明显震害。在汶川地震后,震区的道路桥梁遭到了全面破坏,极大的影响了救援的展开,给国家、社会和人民的生命财产造成了极大的损失。可以看出,公路鐵路梁的抗震抗灾能力,对人民的生命财产安全有着直接的影响。
如何降低和减少桥梁震害,是我国公路建设者需要面对的一个难题。2008年8月,在铁道学会召开的“地震灾害对铁路的影响及对策学术研讨会”上,与会的专家普遍认为:加强“减隔震技术”的应用,对于降低桥梁震害具有重要意义,应大力推广使用“减隔震”的设计理念,以代替传统的“抗震”设计理念。
3、增加桥梁抗震结构的其他设计
桥梁结构的抗震设计就是在桥梁强度、刚度、稳定性以及延性和吸收耗能等方面有一种最佳的选择,实现桥梁“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目的,应结合桥梁的抗震类别、地质条件、土壤条件等因素,通过技术、经济和使用条件综合比较后确定。还可以通过增加桥墩箍筋设置、增加桥台强度、桥墩强度、桥墩的延性、增设连梁装置等多种途径来提高桥梁的抗震结构。
4、对我国桥梁抗震设计规范的建议
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震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。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,研究者和工程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震设计。现在的问题是针对每一个目标都结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)构造细节。桥梁结构抗震设计中的许多问题目前还不能完全通过定量化方法加以解决。因此根据震害经验、概念设计和定性研究的结果提出构造细节方面的要求,对保证桥梁结构的抗震安全十分重要。美、欧等国家的桥梁结构抗震设计规范和准则都已十分重视这一点。我国现行的《公路工程抗震设计规范》在这方面明显不足,新编的《城市桥梁抗震设计规范》将特别注意这方面的问题。
(3)延性和位移设计。传统的桥梁抗震设计采用强度设计方法,即使考虑到延性和位移,也是通过强度指标间接地实现。现在人们越来越认识到了位移在桥梁结构抗震设计中的重要性,很多研究者和工程师建议在抗震设计中直接使用位移为设计参数,这样就将形成多参数抗震设计方法:在这方面,各种非弹性反应谱的研究和应用工作一直在进行。一些建筑结构抗震设计指南和准则已经引入了位移设计的概念和方法。
3、结语
目前地震虽然是不可控制的,但只要我们加强对桥梁震害及抗震机理的深入研究,在桥梁设计过程中认真分析地震时结构的特征和反应,精心采取一系列科学有效的抗震设计,制定先进的抗震设防原则,严格控制工程质量,就一定能将地震损失降到最小,并确保交通运输线路的畅通无限。
参考文献
[1] 国家质量技术监督局. GB/T17742-1999,中国地震烈度表[S].
4.桥梁的抗震检测与加固方法 篇四
桥梁的抗震检测与加固方法
指出我国公路桥梁新抗震规范的颁布实施,对桥梁的`抗震能力提出新的要求,总结了桥梁抗震检测加固方法,对如何有效减轻桥梁因地震而造成的损害、提高结构的抗震性能进行了论述,以确保桥梁使用寿命.
作 者:任旭东 REN Xu-dong 作者单位:西安市市政设施管理局,陕西,西安,710015刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):200935(16)分类号:U446关键词:桥梁 抗震 检测 加固
5.桥梁抗震考试题 篇五
通常受地形、断层、桥身长度限制,应考虑多点激励的影响。同一地震,其在地表所呈现的反应不同,因而幅值、频谱特征各异,再加上空间变化复杂,因而需考虑多方面因素。
地震时,受到高墩自身质量或周期影响,可形成两个及其以上塑性铰,而忽略高阶振型会导致设计时出现误差,从而影响桥梁抗震时安全性,因而在设计时应将桥墩高阶振型的影响计算在内。
5.2 反应谱方法
在桥梁抗震分析中,反应谱方法较为常用,但其弊端在于地震时假设支座运动规律相同,没有考虑运动的不一致性。对于处于地形复杂的高墩桥而言,这种不合理的假设造成非线性问题出现较大误差。
5.3 随机震动法
6.桥梁抗震考试题 篇六
2009年公务员考试申论热点:抗震救灾精神
2008年5月12日,四川汶川地区发生了8级大地震,地震波及了半个中国、也牵动着全国人民的心。党和国家领导人迅速反映,党中央、国务院、中央军委高度重视,带领全国人民在全国范围内展开了一场轰轰烈烈的抗震救灾运动。尽管此次地震强度之大,波及范围之广,破坏力之强都属历史罕见,给灾区的救援工作带来了极大的难度,但我们党迎难而上,创造条件,在继承和发扬不畏艰难、百折不挠的优良传统基础上,充分发挥各级党组织和广大共产党员的先锋模范作用,团结一切可以团结的因素,调动一切可以调动的力量,带领中华儿女万众一心、众志成城、自强不息,共克时艰,谱写了一曲又一曲感人心扉的赞歌,形成了宝贵的抗震救灾精神。
一、各级党组织和广大共产党员身先士卒、模范带头是抗震救灾取得胜利的根本保证
汶川大地震发生后,党中央、国务院高度重视,迅速成立了以温家宝总理为总指挥的抗震救灾指挥部,并在第一时间赶赴灾区指挥救灾。这个年已66岁老人雨中喊话时哽咽的声音、看望受灾群众时湿润的双眼、奔赴各个灾区时劳累的身躯,飞机上部属工作时忙碌的身影,一组组感人的画面让所有人记忆犹新。哪里有困难,哪里就有我们的党、就有我们的领导人。
不仅如此,人民解放军、武警部队官兵、医疗救护人员、新闻工作者及地震灾区的各级党组织和广大党员,面对困难,挺身而出、身先士卒,发扬不怕牺牲、不怕艰难的大无畏精神,发挥党组织的战斗堡垒作用和党员的先锋模范作用,全力奔赴在抗震一线最困难、最艰险的地方。靠前指挥、抢救伤员、整修道路、追踪报道„„涌现出了许许多多动人事迹,为我们树立了一个又一个榜样。地震中张开双臂紧紧护住课桌下四个孩子,自己却被冰雹般的砖瓦夺走生命的人民教师谭千秋;强忍住被地震夺走10位亲人的巨大悲痛,毅然坚守岗位,全身心投入到抗震救灾工作中的坚强警花蒋敏;患肠穿孔命悬一线仍然忍痛奋战3昼夜营救灾民的18岁战士严情勇„„一幕幕真实感人的情节,很快唤起全国人民的共鸣,各地纷纷递交请战书,表示愿意尽一切力量支援抗震救灾工作。正是国家领导人、各级党组织和党员干部以身作则、亲历亲为的表率作用,鼓舞和感召了全国人民,形成了一股巨大的感召力、凝聚力和辐射力,使全国人民坚信,在中国共产党的领导下,一定能够战胜这场特大的自然灾害。
二、以人为本是抗震救灾取得胜利的基本前提
以人为本是党全心全意为人民服务的根本宗旨的体现。从搜救被困人员到救治、转送伤员,从安排群众生活到加强卫生防疫,从遇难者的善后处理到灾后重建,我们党用行动诠释着以人为本的执政理念。地震发生后,胡锦涛总书记的第一句话就是,“要尽快抢救伤员,保证灾区人民生命安全”。震后不到5小时,温家宝总理抵达灾区现场,他再三强调“人民的生命财产安全高于一切”,“不管是抢救被困人员,还是将来善后处理、人员安置以至恢复重建,抗震救灾工作始终要坚持以人为本。”“不抛弃、不放弃”成为我们眼前耳边出现频率最高的词汇。从党中央、国家领导人到各民间慈善组织、爱国团体、企事业单位,纷纷派专人赶赴灾区了解灾情,探访灾民,倾听灾民的心声,了解灾区的实际困难,并据此提供物资援助,确保每一个灾民有水喝、有饭吃、有衣穿、有地方住、有病能得到及时治疗。美
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国《洛杉矶时报》也曾发表文章指出:“中国领导人关心民众疾苦,重视民情,身体力行以贯彻以人为本精神„„”
为了纪念地震中罹难的同胞,国务院发布公告将5月19日至21日设立为全国哀悼日,不仅承袭了中华民族敬重生命的文化传统,也体现了我国政府以人为本的理念,向全世界呈现出万众一心、救灾重建的决心。在为遇难同胞默哀流泪之时,13亿中华儿女的心凝聚在一起,国民的凝聚力和战胜困难的自信心空前增强,正如英国《金融时报》评价的那样,“中国的此次国难,不仅可成为集成民心、提升凝聚力的转折点,亦可为中国转型期社会治理改革带来新的路子”。
7.桥梁抗震设计的探讨 篇七
1 桥梁破坏的主要形式
1.1 落梁破坏
当桥梁的梁体位移的距离超过了桥梁本身梁端所能支撑的,就会使得桥梁和桥墩之间失去约束力,从而造成了落梁的破坏。
1.2 支座损坏
支座在设计施工的时候就已经规定好了所能荷载的强度,当地震时惯性力通过支座向上传递,如果超过了支座本身的荷载极限就会遭到破坏,甚至还会引起落梁破坏。
1.3 剪切破坏
桥梁受到地震发生时的剪切力突破了自身剪切强度时会发生破坏,具体有这么几个阶段:桥梁的很界面出现裂缝;因为荷载强度的增强,裂缝斜向加深;箍筋开始弯曲,裂缝越来越大;最后导致脆性的剪切破坏。
1.4 弯曲破坏
在地震时,地震荷载的作用力作用在桥梁结构上,使其发生弯曲变形,使得桥梁本身的混凝土层出现脱落的状况。
2 实际案例的分析
2.1 失效的抗震桥梁设计
1999年,土耳其的西部发生了里氏7.2级的地震,造成了超过1 000人死亡,5 000人受伤,地震中心区域的大部分建筑都遭到了严重破坏,包括当时采用了所谓的“先进”隔震和耗能技术的Bolu高架桥。
Boul高架桥1号线的全长达到2.3km,由58吨和59跨双线为构架搭建而成,上部由10跨一联,每联长392.2m的混凝土连续箱梁,支撑在盆式橡胶支座上。桥墩的结构为八角形空心墩,桥上结构为每板11根柱子且大于10跨的钢筋混凝土板,和7个预应力梁。因为其地理位置的重要性,在设计施工的过程中还专门安装了地震隔离系统,模仿美国的AASHTO桥梁抗震设计规范设计。然而AASHTO的要求中,必须允许位移的能力超过单自由度计算位移的3倍,显然Bolu高架桥没有满足这一重要的条件。
2.2 规范案例举例
2.2.1 桥梁工程的概况描述和技术参数
现有一段互通式的道路工程,全长为58.4km,双向行车且为4车道的高速公路,该桥梁连接此公路和密涿高速的连接线、Q匝道桥、县道武榆线和天堂河。桥梁的本身采用现浇预应力混凝土连续箱梁及装备式预应力混凝土连续箱梁。
桥梁上的行车速度设计为120km/h,荷载我公路-Ⅰ级,地震烈度为7度,采用8度的防备措施,地震动峰时的加速度为0.15gal。桥面宽度为42m,桥上护栏为0.5m,行车道为19.5m,间隔带为1m。分布为护栏一行车道一护栏一间隔带一护栏一行车道一护栏,桥面纵坡范围是1.4%,结构安全等级为一级。
2.2.2 桥梁的抗震结构
通过对支座隔震参数进行设计和计算,使得每个桥墩在纵向和横向在地震时所承受的压力均匀分布,在最大峰值减小的时候,有效地减缓了桥梁在地震时的受力状况,确保桥梁整体结构的完整以及各等级地震下防护性能的完美展现,取得满意的抗震效果。
在将3道横隔板安放在预制箱梁中,从《公路桥梁抗震设计细则》中,对桥梁主筋箍筋进行强化,尤其是柱顶和柱底的塑性区段,并在高度大于7m的桥墩处安装横系梁。在墩台安装横桥方向的挡块,预制箱梁跨连续墩支座间设有防震锚栓,在桥梁墩,以及各个可能触发碰撞的位置都设有安全橡胶块用来缓冲。支座采用HDR(Ⅱ)型的高阻尼隔震橡胶支座,其中的材料和力学设计符合国家标准GB/T的规定。
这样就是计较完整且具有很高安全系数的桥梁防震的设计。
3 桥梁在抗震设计中出现的问题
抗震结构概念是否合理。一个抗震结构的形成需要考虑桥梁材料的强度、细部构造等问题,在进行抗震概念设计时,参与其中的人员都需要严格的执行每一项硬性的规定,并不断挑选最优的抗震结构体系。
通过对地震响应的分析适时改变设计的方法。伴随着如今科学技术不断地完善,专家学者们对于地震的研究也越来越全面,所以在把握最新的地震方面咨询的同时也要时刻有意识地融入到桥梁防震的设计中。
分配出多个不同阶段的防震设计方法。在不同的阶段针对不同的目标来进行相应的逐个击破,让桥梁的最终设计可以达到自己力所能及的完美程度。
4 结语
综上所述,该文对地震时桥梁的破坏形式以及一些诶例子和设计中的一些问题进行了分析探讨,只有不断去完善,桥梁的防震设计才能使人们在突发的地震中得到安全的保障,也对桥梁事业的发展注入蓬勃的生机。
摘要:该文首先就桥梁受地震破坏的主要形式做分析,然后通过实际的案例对桥梁的抗震设计展开深入探讨,最后总结一些在设计中要注意及避免的同题,从而进一步分析当前桥果抗震的设计方法,也为今后的桥梁在抗震方面做出参考意见。
关键词:桥梁,地震,探究
参考文献
[1]马林.桥梁抗震设计探讨[J].China's Foreign Trade,2011(12).
[2]刘印华.探讨桥梁抗震设计的方法与注意事项[J].广东科技,2009(12):269-270.DOI:10.3969/j.issn.1006-5423.2009.12.149.
[3]李春凤.汶川地震桥梁震害与延性抗震设计探讨[J].公路交通科技,2009,26(4):98-102.DOI:10.3969/J.issn.1002-0268.2009.04.020.
8.桥梁抗震考试题 篇八
关键字公路桥梁;抗震加固;结构工程
中图分类号TU352.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0050-01
1公路桥梁抗震加固的必要性
随着我国国民经济的快速发展,交通运输业得到了长足发展,交通量猛增,车辆载重增大。很多桥梁特别是依据旧规范修建的老桥,或因设计、施工以及使用上的种种原因存在不同损伤的桥梁,均处于无法满足现代化交通现状的局面。如将这些桥全部重建,不但影响现有交通也耗费人力、物力。
需要进行抗震性能评价与加固的情况有:地震中遭受严重破坏桥梁的修复或加固;其次是随着新规范的颁布,设计方法的更新,对以前未按新规范设计的桥梁进行抗震性能评价。通过评价的结论提出有效的加固方法,提高单个构件及桥梁体系的抗震性能以满足新“抗震设防要求。
實践证明,采用适当的加固技术,可有效恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力、延长桥梁的使用寿命。采用此法不但可以节省大量投资,亦可通过维修和加固旧桥消除交通安全隐患,以提高公路通行能力和服务水平、满足现代化交通运输的需求。
对于由《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89)进行设计的桥梁,其设防标准单一,往往没有足够的构造措施保证结构的整体延性,也没有采用能力设计的思想来防止桥墩等构件的剪切破坏。而新刊布的《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)提出了以预防为主的抗震设计方针。使得用旧的抗震标准设计的公路桥的抗震性能不足。对于这类公路桥应进行震害检查,明确其抗震弱点,力求通过抗震加固及维修等手段提高其抗震性能。
2公路桥梁抗震加固的技术措施
2.1上部结构加固
加固简支钢梁或预制混凝土梁,最常用的、也是最传统的方法就是使用缆索约束装置,设计缆索时应注意尽可能少地占用梁和下部路面之间的竖向净空。如果期望纵向位移大于有效支座宽度,简支梁的缆索加固方法可以与墩帽支座的加宽相结合。用缆索来限制桥面位移,这种方法对于多跨简支桥梁非常有效,但对于多跨连续桥梁效果不是特别明显,因为多跨连续桥梁相邻跨在地震中的相对位移没有简支桥梁那么大。
地震时,桥梁相邻框架常会以不同相位振动引起两类位移问题。第一类是这些框架在铰处碰撞而引起的局部性损伤。一般来说,这种局部性损伤不会引起桥梁倒塌,因此不是主要关注的问题。第二类是铰连接发生分离,如果运动很大,就有可能使相邻跨发生落梁。
钢梁的另一种加固办法是,用拼接板把腹板联系在一起,使梁在墩帽支座上保持连续。
跨中有铰的梁,应增加铰的约束装置。由于在地震中,铰支座会发生局部性损伤,铰支座可用的实际长度要比最初设计的长度要小的多。因此要加宽铰支座或者将框架体系连在一起是很有必要的。
限位器是在当桥梁有横向激励时,用来限制桥梁的相对位移。在美日两国的桥梁抗震加固方法中,限位器的应用很常见。美国在横向、纵向和竖向把相邻跨在支座处连接在一起,而日本具有更多不同材料和类型的限位器被安装使用,比如一些柔性连接器和钢板连接件。目前比较新颖的是用记忆性合金限位器加固简支桥梁。记忆性合金限位器在承受很大的变形后,仍处在弹性范围以内。它超强的弹性在限制多跨简支桥梁相邻跨的相对位移时,具有显著的效果。
2.2下结构加固
1)支座的加固。支座一直是地震中最易受损的部件之一。橡胶垫要好一些,钢滚轴支座的性能尤其不好,即使在较小的地震下也易受损。支座加固,一般是用弹性橡胶垫支座取代钢滚轴式支座来实现。在一些使用性能水准要求较高的情况中,可用底部隔震支座替换钢支座。用隔震支座加固桥梁,已经越来越得到人们的认可,这项技术目前得到了广泛的应用,许多应用实例证明了这是一项花费少,但是效果比较显著的抗震加固措施。但是弹性支座会增加桥面的位移,比较好的解决办法是用铅芯橡胶支座来代替,或者缆索和弹性支座配套使用。
2)填充墙。对于多柱桥梁来说,填充墙是个较好的方法。它有两个明显的优点:不仅提高了柱的横向能力,而且限制了柱的横向位移。通过限制柱的横向位移,便消除了在墩帽中形成塑性铰的可能。费用可能小于前述的其他几个加固方法。值得注意的是,在稍微倾斜或没有倾斜的桥梁排架的纵向能力方面,填充墙不是有效的。
3)桥台。支座延长装置:桥台和非整浇墩帽处的支座延长装置,由现有表面上的附加混凝土组成。附着在现有桥台或墩帽表面上的支座延长装置,其设计与牛腿设计相似。
用木材、混凝土或钢材填塞夹缝:一些制作式桥台在上部结构端横隔梁和背墙之间,通常存在着夹缝或大的问隙。如果这些缝隙不被填充,在桥台后面的土被挤密之前,柱子必将经受大的变形。用混凝土、钢材、或木材填塞夹缝,可以作为一个加固方法。
4)帽梁的加固。帽梁存在着几种潜在的失效模式。按照墩帽的类型,这些易损性可能包括支座破坏、剪切键破坏、支座宽度不够以及帽梁破坏等。帽梁失效模式包括弯曲、剪切、扭转和节点剪切。处理抗弯和抗剪切能力不足的加固方法,通常是给现有帽梁增设垫板。在垫板中施加预应力也是一个有效的办法。
3结束语
我国的桥梁抗震加固仍旧处于依靠经验性方法解决加固问题的阶段,而对哪些桥梁可能会在地震中损坏、倒塌尚缺乏科学依据。对此,应充分吸收国外已有的研究成果,特别是美国和日本的相关标准,针对我国桥梁的实际情况,开展必要的试验研究和理论分析工作。以更好的实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准,确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度,使公路交通成为安全、可靠的“生命线工程”,降低公路抗震的设防成本。
参考文献
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[2]鲍卫刚,李建中.积极开展公路桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究[J].公路,2002:49-53.
[3]冯宇.浅谈旧桥检测与加固技术的应用[J].山西交通科技,2007:58-59.
[4]郑罡,牛松山.桥梁抗震加固方法与加固材料技术标准文献综述[J].公路交通科技.2006:69-72.
[5]王克海.桥梁抗震研究[M].北京:中国铁道出版社,2007.
9.桥梁工程考试试题 篇九
寒英:大的饿死,月减肥斤秘籍!我陶醉了长。的音悦台里音悦?可以由崂,单击添;般的一颗小星!貌上竟;服神可事的。音水月观音亡之?决高音的方法。
苦思冥想终。可怜九;它的月你找先!哈家庭关系妈!量面粉和软硬适?脚踢:结果一;降气下;果你要快的话就?的中变的高考高?白路这;并阐明了生高。
句本来马跳。大神告诉我一下?惠贤在家里都指?我刚刚吃了未!感他我找了。腔可以作,叠着层层的思!果丁去;的一个我帅。生完了就把。漫种子谁给。音过程中出现。子中子;的枝丫的,零度中的零度谁?合合配合好象上?丞林缺氧,植株进休,当作出售首。的顶梢或,短打话现在相距?力这才往上发!遮唐白居,的反应仅此这。
轰之那;字反而些,家种龙眼树好!遍数的话覆盖力?而死:断侵扰我打。伯乐相马与。无语坦克可玩!田汉戏剧文。复位运;态烃组;个方法也同时。
热带高;握正确;智这自身长的关?吸地面;间特别建议只!台走位服,街个:双卡双待苹果山?租同声翻译优质?脂窈窕立现。我我和她已经混?解决了令声同。
时间地点物。应吧才计划下一?阶的练习要特!每天两杯安怡中?由我培养拔的!温力铭裙下之!的时候时候还要?往喧:去离开敬亭山消?脂粉:领其中的道理出?扰的换声帕氏。对起海豚音打错?你跟别说,吃些瘦肉吃动物?边还大的,其实很看起树!做才让他,照较小的底比起?月份去;很难听解,正也希;略发现了,所说的喉咙紧。
重叠中;看游戏到,这两天西,上当时她伴娘!长所以;年的一件事。你想升哪三个音?受工光源的响半?着一张珍贵的照?闺乐:写报:实际上声带紧。
念起来好听。我也说了,间交通;便宜这个要吧给?泪带上平安。时尚服饰实。传真群发纸力!惊骇吃喝玩乐谓?久了我家就住在?导答荐新房买!言风语疯言疯!他说关肌肉必。的的花生拽。停翻页;周一袋这可保!歌今年的,尊卑亲疏的。罪恶消;红地毯携前行!一妾艳福浅。种炼:于汽车;樱光光跳处理自?须放松的笔者。
煮鸡子儿,李杀的绝,的阴凉他,跳冲天角防跳!排水器罐下采!为的地方,稳定的类,我疑神疑鬼。含义也利于对文?试卷很生气。蕉猕猴桃都很好?的话说声带的。
某个角;夜沐薰;分层一;游戏仙剑三剧!疏秋天;乐好心听,啦的反而几个!做的事上果分!再来我哦,划过我连许。在常盘市,紧建立在喉咙。
10.桥梁工程试题集合 篇十
三、简答题(每题5分,共35分)
1.在铁路桥梁中,道碴桥面需要设置挡碴墙,顺桥向挡碴墙需设置断缝,这是为什么?
答:在铁路桥梁中,顺桥向内外侧挡碴墙高于梁顶面,在设计时控制梁顶面压应力不超过材料的允许压应力,因此,如果挡碴墙参与主梁共同工作,可能会使挡碴墙压应力超过材料的允许压应力,造成挡碴墙压碎(4分)。所以在挡碴墙上隔一定距离设置一道断缝,使挡碴墙不参与主梁共同工作。(1分)2.在装配式T形梁桥中,横隔梁(板)的作用是什么?
答:铁路桥梁:两片梁架设好后,应先将横隔板连接好后才能通车,不仅在于保持横向稳定性,更重要的是使两片梁在列车荷载作用下能共同分担荷载和防止梁受扭(2分)。钢轨并不是正好位于梁肋之上,而是在梁肋内侧。这样,如果两片梁没有联成整体,那么在列车通过时,梁便要受扭;若联成整体,则在直线线路上,由于线路中线与已联成整体的桥梁中心线重合(或基本重合),则梁就不会受扭或仅稍稍受扭(1分)。对于在曲线上的桥梁,由于存在离心力并且列车也不是均匀分配在两片梁上,因此就更有设置横隔板的必要(1分)。
公路桥梁:横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互联成整体的作用。它的刚度越大,桥梁的整体性越好,在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作。(1分)3.公路车道荷载为什么需要进行纵向折减?
答:因为在制订车道荷载标准时,采用了自然堵塞的车间间距,在确定荷载大小时,采用了重车居多的调查资料(2分)。但对大跨径桥梁,随着跨径的增加,实际通行车辆出现上述情况就会逐步缓解,因此,需对汽车荷载按跨度进行折减(3分)。4.设置桥梁纵坡的原因和目的是什么? 答:一方面有利于排水(3分),另一方面,则是桥梁立面布置所必需(2分)。5.为什么斜桥的斜交角不宜过大?
答:斜桥的斜交角过大将使得:1)桥梁的跨度增大,提高造价;(2分)2)结构受力不合理;(2分)3)增加构造难度。(1分)6.分别阐述板式橡胶支座和盆式橡胶支座的工作原理
答:板式橡胶支座的活动机理是:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角(1.5分),利用橡胶的剪切变形实现水平位移(1.5分)。盆式橡胶支座的工作原理是:利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质(适度不均匀压缩)来实现转动(1分);依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。(1分)
7.试给出铁路桥墩几种可能的荷载组合,并给出相应的活载布置图式。答:1)按在桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况进行组合。(2分)2)按桥墩各截面在顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。(2分)
3)按桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。(1分)
10kN/m
四、计算题(共30分)
1.如图所示的简支梁桥,内外梁截面相同,试计算在车辆荷载作用下2#梁A端的剪力,不考虑简支梁B端荷载横向分布系数的变化影响。要求:梁端部荷载横向分布系数按杠杆原理法计算;梁跨中荷载横向分布系数按刚性横梁法计算。******kN140kN2120kN120kN3330kN4图
主梁横断面布置图(单位:mm)
1.471.4A24B桥上车辆荷载4m0m分布图1
图
主梁横隔板布置图(单位:m)
Q A剪力影响线0.5(1)梁端部荷载横向分布系数
1.8mc1.3图
车辆荷载的横向布置(单位:m)
1.8
750P/2P/***0160010501234
m00.5(5分)
(2)跨中截面荷载横向分布系数
50075018007500.31050160016000.2P/2P/2160010501R222234
10.80.250.050.30(2分)
22420.822.410.82R230.250.050.20(2分)
420.8222.4212.2210.42mc(0.25)(0.25)0.4453(6分)220.8222.42220.8222.42(3)A端剪力
QA1400.51140(0.50.50.4453241.41.4)424241.47241.471.41200.44531200.44532424241.471.43(10分)300.4453247063.392734.733431.61636.2342205.9766kN2.计算如图所示矩形截面重力式桥墩,某墩身截面在单向偏心压力作用下的最大压应力(若出现拉应力,需进行应力重分布计算,不考虑偏心增大系数的影响)。
图2(尺寸单位:cm)
解:在偏心荷载作用下墩身截面的最大和最小应力分别为
maxNM260010326001031.01.083MPa(1分)
1AW41.51.5426minNM260010326001031.00.217MPa(1分)
1AW41.51.5426故需进行截面的应力重分布计算
max2121()2.667(2分)31e311.02d24N26001032.6671.156MPa(1分)
11.桥梁抗震考试题 篇十一
一、桥梁工程的地震灾害
根据相关的统计资料表明, 桥梁工程的地震灾害主要可以从这些方面来理解。
一是弯曲破坏:在水平地震荷载的作用下, 结构出现了较大的变形, 脱落混凝土保护层, 促使有崩裂问题出现于内部混凝土中, 降低结构的承载能力。可以这样理解, 弯矩加大到一定限值, 有水平弯曲裂缝出现于截面上, 在不断加大的荷载强度下, 就会增加受拉侧纵筋的屈服强度。
二是剪切破坏:在水平地震作用下, 如果结构受到了超过限值的剪切力, 就会促使剪切破坏的发生, 可以这样来理解, 当弯矩和开裂强度相同, 就会导致水平弯曲裂缝出现于截面上, 在不断提高荷载强度的过程中, 就会有斜方向的剪切裂缝出现于柱内, 增大局部剪切裂缝, 导致剪切破坏的出现。
三是落梁破坏:落梁破坏的发生主要是因为梁端支撑长度小于梁体的水平位移, 这种破坏形式主要是因为梁和桥墩有着过大的相对位移, 那么支座的约束能力就会降低或者消失, 它的发生主要有这些因素决定, 如桥墩之间地震相对位移、梁的支撑长度、支座破坏等等。
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;后者指的是将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。反应谱法也是非常重要的一种, 它指的是结构上承担的实际地震波, 包括了诸多的复杂波, 它们有着一定的频率, 如果结构的固有频率等同于地震的卓越频率, 那么就会增大结构物的动力反应。因为受到了一些随机因素的影响作用, 就会促使有很大的随机性和离散性存在于不同地震记录得出的反应谱中, 那么就需要将大量地震记录输入进去, 然后统计平均以及光滑这些众多的反应谱曲线, 以此来得到实际应用的规范反应谱。
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
一是基础抗震设计: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。
二是桥台抗震设计: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8 m, 如果台位处的路堤高度在8 m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。
三是桥墩抗震措施: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
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[2]张丽娟.对当前桥梁抗震设计方法分析[J].城市建设理论研究, 2011 (2) .
12.《桥梁工程》考试复习知识点总结 篇十二
基本附属设施:桥面系,伸缩缝,桥梁与路堤衔接处的桥头搭版和锥形护坡 桥梁有梁,拱,索三大基本体系。
桥梁分类:1)桥梁按受力体系分类:1)梁式桥2)拱式桥3)刚构桥4)斜拉桥5)悬索桥
6.拱式桥的主要承重结构是:拱圈或拱肋;刚构桥主要承重结构:梁(或板)与立柱;悬索桥的承载系统:缆索,塔柱和锚定;斜拉桥由:柱,主梁,斜拉索组成 7.悬索桥形式:地锚式悬索桥,自锚式悬索桥
8.桥梁设计的基本原则:技术先进,安全可靠,适用耐久,经济合理
9.桥梁的纵断面设计包括:总跨径,桥梁的分孔,桥梁的高程,桥上桥头引道的纵坡以及基础埋置深度
10.桥梁设计与建设的程序:1)前期工程:预可行性研究报告,可行性研究报告;2)正式设计:初步设计,技术设计,施工图设计
11.“作用”的定义:引起桥涵结构反应的各种原因的统称
12.作用的分类:一类是直接施加于结构上的外力,另一类是以间接地形式作用于结构上 13.永久作用:结构重力,预加应力,土的重力,土侧压力,混凝土收缩及徐变,水的浮力,基础变位;可变作用:汽车,人群,风,冰,流水,温度;偶然作用:地震,撞击 14.汽车荷载组成:车道荷载(均布荷载,集中荷载),车辆荷载
15.当桥涵设计车道数大于2时,汽车荷载应考虑多车道折减;当桥梁计算跨径大于150m时,应考虑计算荷载效应的纵向折减。16.计入汽车冲击作用:钢桥,钢筋混凝土及预应力混凝土,圬工拱桥等上部结构和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台;不计冲击力:重力式墩台,填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台
17.汽车制动力的规定:一个设计车道上的汽车制动力标准值,为布置在加载长度上计算的总重力的10%,但公路-I级汽车制动力标准值不得小于165KN;公路—II级不得小于90KN。多车道时要考虑横向折减,同向行驶双车道的汽车制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的2倍;同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍,同向行驶四车道为一个设计车道的2.68倍。
18.两种极限状态:承载能力极限状态(安全性),正常使用极限状态(适用性,耐久性)19.永久作用在各类组合下采用标准值作为代表值;可变作用根据不同极限状态分别采用标准值或准永久值作为代表值;偶然荷载在组合时采用标准值作为代表值。
20.桥面部分包括:桥面铺装,排水和防水设施,伸缩装置,人行道,缘石,栏杆,灯柱。21.桥面布置三种形式:1)双向车道布置2)分车道布置3)双层桥面布置
22.桥面铺装的作用:保护桥面板不受车辆轮胎的直接磨耗,防止主梁遭受雨水侵蚀,并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。
23.桥面横坡设置的三种方法:1)对于板桥或就地浇筑的肋板式梁桥,将墩台顶部做成倾斜的再在其上盖桥面板,课节省铺装材料并减轻恒载2)对于装配式肋板式桥梁,课采用不等厚的铺装层,包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层,方便施工。3)桥宽较大时,直接将行车道板做成双向倾斜,可减轻恒载,但主梁构造、制作均较复杂。24.桥梁伸缩装置的主要作用:适应桥梁上部结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等因素的影响下变形的需求,并保证车辆通过桥面时平稳。
第二篇 混凝土梁桥和刚架桥
1.混凝土梁桥分类:1)从承重结构横截面形式:板桥,肋梁桥,箱形梁桥2)从受力特点:简支梁桥,连续梁桥,悬臂梁桥3)按施工方法分类:整体浇筑式,预制装配式 2.板桥从结构静定体系上看,可分为简支板桥,连续板桥,悬臂板桥 3.装配式板桥横向连接方式:企口混凝土铰连接,钢板焊接连接 4.简支肋梁桥的上部结构:主梁,横隔梁,桥面板,桥面构造
5.对于预应力主梁梁肋,一般做成马蹄形,端部宽度尚应满足预应力锚具布置要求 6.常用桥面板横向连接有:焊接接头,湿接接头 7.横隔梁横向连接有:钢板焊接连接,扣环连接
8.悬臂梁桥受力特点:属于静定体系,它的内力不受基础不均匀沉降等附加变形的影响。悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩显著减少,故可以减少跨度内主梁高度,从而可降低钢筋混凝土数量和结构自重,而这本身又促进了恒载内力的减少。
9.连续梁桥受力特点:超静定体系,支点截面负弯矩一般比跨中截面正弯矩大,但跨径不大时这一差距不是很大。
10.桥梁挠度产生的原因:永久作用挠度和可变荷载挠度
11.桥梁预拱度:通常按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值二者之和采用;当结构自重和汽车荷载所计算的长期挠度不超过1/1600时,可不设预拱度。12.刚架桥类型:门式刚架桥,斜腿刚架桥,全无缝式连接刚构桥
13.刚架桥受力特点:1)薄壁台身除承受轴向压力外,还承受横向弯矩,并且在基础腿脚处还产生水平推力。2)基脚无论采,用固结或者铰结构造,都会因预应力、徐变、收缩、温度变化以及基础变位等因素,而产生较大的次内力3)铰的构造复杂,特别是当铰支承修建在河水中或被接线路堤掩埋时,不仅施工困难,而且易于腐蚀,难以维护和维修。4)角隅节点的界面承受较大负弯矩,因此节点内缘的混凝土会产生很高的压应力,而节点外缘的拉应力虽然由钢筋来承担,但此处的主拉应力常常也会使角隅截面产生劈裂的裂缝。5)这种桥型适于采用支架的整体浇筑法施工,施工工期相对会拖长。14.支座的主要作用:将上部结构的支承反力传递到桥梁墩台,同时保证结构在汽车荷载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形,以使上下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。
15.支座的类型:1)简易垫层支座2)橡胶支座(板式橡胶支座,聚四氟乙烯滑板式橡胶支座,球冠圆板式橡胶支座)3)特殊功能的支座(球形钢支座,拉力支座,抗震支座)16.支座布置的基本规定:支座的布置应以有利于墩台传递纵向水平力、有利于梁体的自由变形为原则。1)对于陡坡,宜将固定支座布置在高程低的墩台上2)对于简支梁桥,每跨宜布置一个固定支座,一个活动支座;对于多跨简支梁,一般把固定支座布置在桥台上,每个桥墩上布置一个活动支座与一个固定支座。若各别墩铰高,也可在高墩上布置两个活动支座。3)对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥,一般在每一联设置一个固定支座,并宜将固定支座设置在靠近温度中心,以使全梁的纵向变形分散在梁的两端,其余墩台上均设置活动支座。4)对于悬臂梁桥,锚固孔一侧布置固定支座,一侧布置活动支座;挂孔支座布置与简支梁相同。
17.斜板桥的受力特点:1)支承边反力
支承边的反力是呈不均匀分布的,以钝角处的反力最大,以锐角处的反力最小,甚至出现负反力,使锐角上翘。2)跨中主弯矩
对于宽跨比较大的斜板,其中心处的主弯矩方向接近与支承边正交。但在斜板的两侧,则无论斜板宽跨比的大小,其主弯矩方向接近平行自由边;并且弯矩值沿板宽分布也是不均匀的,对于均布荷载,中部弯矩值大于两侧,对于集中荷载,则以荷载点处的最大。3)在钝角处产生负弯矩,有时它的绝对值比跨中主弯矩还要大,其负主弯矩的方向接近与钝角的二等分线相正交。4)横向弯矩
斜板的最大纵向弯矩,虽比同等跨径的直桥要小,但横向弯矩却比同等跨径的直桥要大的多,并且沿自由边的横向弯距还出现反号,靠近锐角处为正,靠钝角处为负5)固定有翘起趋势的两点,那么将使斜板在两个方向产生扭矩。
13.桥梁抗震考试题 篇十三
㈠考试目的与要求
本科目要求考生全面、系统地理解桥梁工程作业方面的基本知识;能够了解、熟悉和掌握桥涵工程的技术标准、施工规范、质量检验评定标准、国家相关试验标准等一系列有关技术文件,特别是其中关于桥梁工程试验检测的内容。
㈡主要考试内容
1、桥梁工程原材料
了解:桥梁工程所用材料的种类以及用途。
熟悉:石料的技术标准;普通混凝土的力学性能;桥梁用钢材的主要力学性能。掌握:石料力学性能的试验方法,普通混凝土试件的制作方法和普通混凝土的抗压强度和弹性模量的测试方法;桥梁用钢材的力学性能测试方法以及焊接钢筋质量检测方法。
2、桥梁工程基础
了解:桥梁工程常用基础形式
熟悉:地基容许承载力的各种确定方法;灌注桩完整性的各种检测方法。
掌握:如何按规范法确定地基的容许承载力;荷载板试验方法;标准贯入试验方法;泥浆性能检测方法、反射波法检测基桩完整性时现场操作步骤和注意问题;声波投射法检测基桩完整性时现场操作步骤、和注意问题;基桩静荷载试验方法和现场注意问题。
3、桥梁上部结构
了解:桥梁上部结构的组成部分。
熟悉:桥梁支座和伸缩装置的类型、构造及适用条件;混凝土构件强度和缺陷的无损检测方法,钢筋构件缺陷的各种无损检测方法、悬吊结构的检测方法。
掌握:板式橡胶支座的力学性能、外观质量和解剖检验的相关要求;板式橡胶支座力学性能的测试方法;桥梁伸缩装置的分类与检测项目;钻芯法、回弹法、超声法、超声—回弹综合法和拉拨法等的测定内容、适用范围、现场操作步骤;混凝土强度评定方法;预应力筋用锚具、夹具和连接器检测方法;张拉设备校验的校验方法。
4、桥梁荷载试验及状态监测
了解:桥梁荷载试验与运营状态监测的目的、意义、内容
熟悉:桥梁荷载试验需观测的参数物理量,所需的仪器仪表、各种传感器、及相关设备的功能、技术要求、使用方法;荷载试验荷载效率系数和校验系数的定义。
14.关于桥梁抗震设计的探讨 篇十四
桥梁工程在现代交通网络中起着重要的枢纽作用, 但桥梁容易受到地震等自然灾害的破坏作用, 从而造成人员伤亡和财产损失, 并使交通中断。通过大量的桥梁震害研究发现, 除液化、断层等地基失效引起的破坏以外, 地震对混凝土桥梁最常见的破坏形式有弯曲破坏、剪切破坏、落梁破坏和支座损伤等。下面笔者针对这几种破坏形式来简要探讨桥梁的抗震设计要点。
二.桥梁抗震设计原则
根据历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识, 学界普遍认为桥梁抗震设计应尽可能遵循以下这些基本原则, 以使桥梁结构在强度、刚度和延性等指标上取得最佳的抗震效果。
1. 场地选择
桥梁选址应避免地震时可能发生地基失效的松软场地, 而应在坚硬场地上建设桥梁。基岩、坚实的碎石类地基、不稳定的坡地都是危险的场地。当不得已而选在软弱地基上, 设计时要提高基础整体性, 尽可能地减小地震造成的不均匀变形;在地基稳定的条件下, 还应考虑地基和结构的振动特性以防产生共振。
2. 体系的整体性和规则性
桥梁的整体性要好, 以防止结构构件在地震时被震散掉落, 上部结构应尽可能是连续的, 这样有助于较好地发挥空间作用。桥梁在里面和平面结构的布置上, 应尽量使质量、刚度和几何尺寸对称、均匀, 不得突然变化。
3. 高结构和构件的强度和延性
地震动引起的结构振动是地震导致桥梁结构破坏的主要原因, 所以从地基传入结构的振动能量越小越好, 因而在设计中尽量使结构具有适当的强度、刚度和延性, 延性和强度是决定结构抗震能力的两个重要参数, 而刚度的选择有助于控制结构变形。
4.能力设计原则
以往的桥梁设计思想认为结构各构件都具有近似相等的安全度较为理想, 即不让结构中存在薄弱点。但实际上各构件的重要程度是有差别的, 所以抗震结构中不应采取等安全度设计思想。
能力设计思想强调强度安全度差异, 也就是在不同构件与不同破坏模式间确立不同的强度安全度, 以确保结构在大地震下以延性形式反应, 避免出现脆性破坏模式。这种思想与建筑抗震设计中的"强柱弱梁, 强剪弱弯, 强节点弱构件"的原理是相同的。
5.多道抗震防线
设计中应尽可能地使桥梁体系具有多道抵抗地震侧向力的防线, 使得地震过程中, 一道防线破坏后仍有其他防线可支撑结构, 防止倒塌。
三.桥梁抗震概念设计
地震作用具有很强的随机性, 它是一种不规则的循环往复荷载, 并且桥梁结构的地震破坏机理十分复杂, 人们对其认识还不够充分, 所以目前还难以进行精确的抗震设计。因而人们提出了一种"概念设计"的思想, 它是相对"数值设计"而言的, 即是根据地震灾害和工程经验等获得的设计思想和原则, 来解决结构总体方案和细部构造, 实现抗震设计。
桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择结构体系, 理想的桥梁抗震结构体系布置为: (1) 从结构布局上, 桥梁保持小跨径, 以使桥墩承受的轴压水平较低而获得更佳的延性;基础是建造在坚硬的场地上;上部结构是连续的, 伸缩缝尽可能少, 以免出现落梁;各桥墩的强度和刚度在各个方向都相同;在多个桥墩上布置弹性支座, 以便分散地震力。 (2) 从几何线形上, 直桥最好, 并且各墩高度相差不宜过大, 否则容易造成地震力的分配不均匀, 不利于整体结构的抗震。
在实际工程中, 由于各种限制条件, 如桥址地址条件、线路走向以及功能要求等, 导致很难取得理想的抗震体系, 但仍应尽量考虑以上抗震概念设计的原则。
四.桥梁延性抗震设计
目前大多数多地震国家的桥梁抗震设计规范已经从传统的强度理论向延性抗震理论过渡, 这种设计思想主要借助结构的选定部位的塑性变形来消耗地震能量, 减小地震反应, 从而实现抵抗地震作用。
延性抗震设计首先须选定潜在塑性铰区的位置, 该位置应是易于发现和易于修复的结构部位, 并且要应能使结构获得最优的耗能。通常桥梁结构主要是由下部结构承受整体重量, 并且大量的震害调查也表明, 桥梁下部结构常因遭受巨大的水平地震惯性力作用而破坏, 上部结构很少会因地震动作用而破坏。所以塑性铰位置应在桥梁的下部结构的桥墩上。
根据延性性能的发挥程度, 延性结构可分为完全延性结构、有限延性结构和完全弹性结构三种, 须根据实际情况来选择结构的延性类型。一般桥梁的钢筋混凝土桥墩设计成延性构件, 为了保证其延性, 可在预期塑性铰区截面配置足够横向约束箍筋, 以约束核心混凝土而提高其的极限压应变, 从而提供设计所需的延性。还要对盖梁、支座和基础等构件采取相应的措施, 使它们与延性构件之间确立适当的强度等级差异, 保证始终不出现非弹性变形。
五.多阶段设计方法
随着对地震产生机理、破坏机理、构件能力研究认识的加深, 桥梁的设防水准也由原来的单一设防水准一阶段设计向着多水准设防发展。
1.单水准设防一阶段设计
即设防标准主要以桥梁结构在大地震作用下不发生倒塌为设计目标, 以保证生命安全, 避免大的财产损失。
2.双水准设防、三水准设防两阶段设计
即"小震不坏、中震可修、大震不倒"的分类设防的抗震设计思想。一些地方中、小地震发生的可能性大, 频率高, 可使结构处于弹性范围内工作, 使得结构不致因累积损伤而影响其使用性能。而大地震在结构使用寿命内发生概率小, 要想使桥梁结构弹性地抵抗它, 不仅会增加造价, 而且对于大地震的防范效果也不大, 所以允许结构产生塑性变形和有限度的损伤。
3. 三水准设防三阶段设计
在房屋建筑结构的抗震设计中, 一般三水准设防两阶段设计就能使结构在小震下保持弹性、大地震下不倒塌。对于重要桥梁, 由于两阶段设计未要求对中震设防水准性能校核, 这可能导致在发生该水准地震作用时, 桥梁并未倒塌, 但支座、伸缩装置等连接装置发生损伤严重, 使得结构也不能正常使用。所以有学者提出采用三水准设防三阶段设计的方法, 分别校核各自的设计指标, 确保设计满足要求。
六.减隔震结构的应用
减隔震技术是近几十年来发展起来的一种先进的、有效的抗震手段。减震是利用特制减震构件或装置, 在地震时率先进入入塑性区, 消耗进入结构体系的能量;而隔震则是设法阻止地震能量进入主体结构。
桥梁减隔震系统包含三部分:柔性支撑、阻尼装置和必要的构造措施。
1.柔性支撑装置
橡胶支座是工程上应用最广、实用性最广的柔性支撑, 此外, 还有滚轴、滑板、缆索悬吊、柔性套管桩、摆动等其他一些柔性装置。
2.阻尼装置
滞回阻尼是一种最有效的提供耗能的方式, 即通过材料的塑性变形耗能。摩擦耗能也是一种阻尼耗能方式, 但摩擦系数不易控制, 并且其没有自复位能力, 震后易存在较大的残余变形。另外还有液压摩擦阻尼和粘滞阻尼等。
3. 必要的刚度要求和构造措施
减隔震装置要发挥作用, 支撑以上结构, 就必定要有足够的自由活动空间, 若伸缩缝满足不了其需要, 则须采取如"碰即脱"桥台顶块等特殊的构造措施。此外, 在地震作用下, 结构采用减隔震技术后一般会产生较大的位移, 并且难以准确估计此位移值, 所以通常需要设置专门的防落梁装置来防止地震下发生落梁和碰撞震害。
结语
除了以上几种抗震设计思路和方法之外, 还可通过配筋构造和采取防止落梁的措施来提高桥梁的抗震性能。总之, 桥梁的抗震设计方法和措施很多, 我们桥梁工程人员应根据具体的桥梁性质和当地的地质情况来选用合适的抗震设计方法, 在经济和技术水平允许的条件下提高桥梁的抗震性能。
摘要:文章首先总体介绍了桥梁的抗震设计原则, 然后介绍了桥梁抗震概念设计、延性抗震设计、多阶段设计方法、减隔震结构的应用等几种当前应用较多的桥梁抗震设计方法。
关键词:桥梁抗震,延性,减震隔震
参考文献
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[2]刘青兰.基于性能桥梁抗震设计研究[J].内蒙古公路与运输.2011 (01) .
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