桥梁工程抗震设计问题分析

【前言】桥梁工程抗震设计问题分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。二、桥梁结构地震破坏的主要形式 1、弯曲破坏 结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内混凝土压碎、崩裂，结构失去承载能力。整个过程可以甩以下四个阶段来描述：当弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝：随着裂缝的发展和荷...

摘要：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，在桥梁谢十过程中认真分析地震时结构的特性和反应，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阻。

关键词：桥梁工程；抗震设计；问题措施

中图分类号：TU591文献标识码： A

一、对桥梁震害的概述

近几十年来，在全球发生了多次大地震，这就说明桥梁工程作为抗震防灾、危机管理系统的重要组成部分，在地震中必将受到严重的破坏。一旦桥梁在地震中受到破坏，就会使地震产生的次生灾害进一步加重，也给灾后重建工作带来极大的困难。桥梁是重要的社会基础设施，提高桥梁的抗震性能是减轻地震损失、加强区域安全的基本措施之一。

二、桥梁结构地震破坏的主要形式

1、弯曲破坏

结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内混凝土压碎、崩裂，结构失去承载能力。整个过程可以甩以下四个阶段来描述：当弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝：随着裂缝的发展和荷载强度的提高，受拉侧的纵筋达到屈服强度；随着变形量的增大，混凝土保护层脱落、塑性范围扩大；钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压碎、崩裂。

2、剪切破坏（弯剪破坏）

在水平地震倚戟作用下，当结构受到的剪切力超过截而剪切强度时发生剪切破坏，整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述：截血弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝；随着裂缝的发展和荷载强度的提高，柱内出现斜方向的剪切裂缝；局部剪切裂缝增大，箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长；发生脆性的剪切破坏。

3、落梁破坏

当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。落梁破坏是由于梁与桥墩（台）的相对位移过大，支座丧失约束能力后引起的一种破坏形式。发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地震碰撞等情况。

4、支座损伤

上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构，当传递荷载超过支座设计强度时支座发生损伤、破坏。支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。对于下部结构而言，支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩，避免桥梁发生破坏。

三、桥梁工程抗震的设计原则

1、体系的整体性和规则性

桥梁的整体设计性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性是结构发挥空间作用的基本条件，同时也能防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落。总之，无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称，以免突然出现变化。

2、增强结构与构件的延性和强度

桥梁的抗震设计主要是控制从地基传入到结构内部的能量为最小值。同时提高结构自身的刚强度以及延性。由于桥梁地震破坏的原因主要是桥梁结构的震动。因此，在不改变桥梁的刚度以及重量的前提条件下，提高总体的延性以及强度是桥梁抗震的两个比较有效的途径。

3、场地选择

除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。

4、提高结构和构件的强度和延性

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。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的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。

5、能力设计原则

能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件（延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件）和不同破坏模式（延性破坏和脆性破坏模式）之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。

四、桥梁抗震设计的主要方法

1、桥梁抗震概念设计

桥梁抗震概念设计主要是根据地震灾害和工程经验来获得的基本设计原则和设计思想，在结构总体方案及材料使用等方面发挥了重要作用。合理的抗震设计，所设计出来的结构无论是在强度、刚度还是在延性等指标上都有最佳的组合。但是要指出的是，强调概念设计的重要性，不是重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件。桥梁抗震概念主要是根据桥梁结构抗震设计的，要选择良好的抗震结构体系。

2、静力法

静力法是最早由日本学者大房森吉（1899）提出的地震力理论。它假设结构物各个部分与地震动具有相同的振动。从而作用于结构物各部分的惯性力即可由地面运动加速度与各部分的质量乘积得到，化桥梁抗震问题的动力计算为静力计算。静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的唯一因素，忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响，应用存在较大局限性。事实上只有绝对刚性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震动具有相同的振动，所以只对刚度很大的结构例如重力式桥墩、桥台等结构应用静力法近似计算。

3、延性设计

目前，在我国的城市桥梁延性抗震设计中，对于延性的验算经常使用的准则包括以下几种：强度破坏准则、能量破坏准则、变形破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则等。本文中笔者已经针对延性在城市桥梁抗震设计中的重要性作了详细的阐述，由此可见，延性设计是非常关键的。所以建议在做桥梁的延性验算时，一定要结合桥梁的具体设计以及工程要求，选择合适的验算准则，做精确的计算，以提高结构的延性性能，保证桥梁的抗震性能。

4、重视基础抗震设计

对于桥梁而言，基础是承重主体，也是抗震的关键结构一旦基础被破坏，不仅在地震发生的时候会造成严重的后果，在地震之后桥梁也无法修复，只能重建。这样就大大增加了经济损失。所以在桥梁抗震设计中一定要重视基础抗震设计。只有在保证基础牢固的前提下，才能保证桥梁的上部结构的稳定。

5、从实际出发

在不同的地区，地震的发生频率以及地震的等级都是不同的。所以在进行桥梁抗震设计的过程中要结合工程所在地的具体情况，确定抗震设计等级。不能盲目的求高，造成不必要的浪费。在设计之前，认真勘察地质结构情况以及地理位置特征，在掌握区域地震发生特征之后，再结合工程实际情况确定抗震设计方案。保证桥梁抗震性能。

桥梁结构有效的抗震措施还有许多，因此我们在桥梁设计过程中须认真分析和了解结构的地震反应和特性，精心设计并采取一系列有效的抗震措施。桥梁抗震设计是一项系统工程，体现在设计的各个阶段，需要认真对待。在可行性研究阶段，应强化抗震概念设计，选择合理的桥位和桥型；在初步设计阶段，要强化抗震体系设计，确定合适的抗震设防标准和验算准则，进行结构的总体分析；在施工图设计阶段，应强化抗震构造设计，重视抗震构造采取的措施和构造细节。

结束语

我国是世界地震多发国家之一，具有频度高、强度大、分布广的特点。公路桥梁这种典型的线状工程地震易损性较高。因此，我们要认真的对震害进行分析，从震害中吸取经验和教训，推动桥梁抗震设计理论、方法和抗震措施不断发展及进步。

参考文献

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