试论大跨度桥梁抗震设计.docVIP

精品论文 参考文献 试论大跨度桥梁抗震设计 艾仁高 罗华松 　　湖北省交通规划设计院 　　摘要：大跨度桥梁的建设随着我国经济与科技的不断发展而进入了高速发展的时期。一方面是我国科技发展的证明，一方面是交通发展的必然趋势。而在桥梁的建设中，如何减少地震作用对于桥梁的伤害，尽可能降低地震灾害可能带来的损失是桥梁工程师所要重视的关键问题。本文从典型的地震灾害入手，分析了地震灾害可能对桥梁带来的危害，进而阐述了桥梁抗震设计的一步步发展，然后对于大跨度桥梁的抗震情况进行分析，分析了大跨度桥梁抗震设计的研究现状，最后对于大跨度桥梁抗震设计时面对的问题以及研究方向进行分析，希望能够对有关部门提供帮助。 　　关键词：地震；抗震设计；大跨度桥梁 　　1概述 　　随着经济水平的不断提高，城市化进程不断加快，越来越多的人口分布于城市之中。地震作为一种常见而又具有强大破坏能力的自然灾害，不仅会因为释放巨大能量而导致建筑物和设施的损坏倒塌等，而且还会产生各种次生灾害，比如交通以及其他设施的破坏会导致间接的经济损失。近期由于城市化进程的加快，桥梁工程经历着各种快速的发展，各种大跨度的桥梁层出不穷，而在大跨度桥梁中抗震设计中涌现了大量的现实问题，需要桥梁设计师对此进行合理恰当的设计。如何保证大跨度桥梁在发生地震作用的情况下仍然能正常运行减少经济损失是桥梁设计时的重点难点。 　　2地震灾害的典型类型及其对桥梁抗震设计的影响 　　地震是人们面临的常见自然灾害之一，它会给人们的生活生产带来巨大的影响与损失。而桥梁工程作为国民经济的基础工程，一旦在地震中遭到破坏，不但会给灾后抢险以及重建工作带来不小的阻力，还会给人们的生命财产安全带来威胁。在受到自然灾害的不断侵袭中，人们对于地震的认识也在不断的加深，从而研究出针对地震的建筑设计。对于地震破坏机理的深刻认识是制定建筑设计规范的基础，科学合理的设计规范才能够最大程度的提高结构的抗震水平。经过上百年的研究，人们对于抗震方面的设计已经从单纯的强度抗震方面进行设计转而进行强度以及延性的双重方面进行设计，并且还进行了有关隔震和减震方面的研究。许多构件在强烈地震的作用之下会形成弹塑性变形，从而出现滞变的性质，这种性质被称作是弹塑性。这是构件进行变形时具有的特有属性，在随机的强烈地震的作用之下，桥梁的部分构件会因为屈服而出现较为明显的滞变效应，这种滞变效应呈现出非线性，结构通过这种滞变来抵抗地震带来的灾害。就目前的桥梁设计而言，最为流行的抗震设计应用的就是选择出延性好的构件作为桥梁中使用的结构构件，从而实现对桥梁结构的保护，达到抗震的效果。 　　3大跨度桥梁抗震分析的相关问题及研究现状 　　3.1大跨度桥梁抗震设计分析 　　对于结构地震的分析可以通过非确定性和确定性两种方法。确定性方法是指将已经确定的荷载作用在结构中，从而得出在该荷载作用之下桥梁结构的动力反应。确定性方法包括有反应谱法、静力弹塑性分析法以及弹性静力法等。非确定法就是将地震作用看作是随机的一个过程，并且将震动随机的作用在桥梁结构中，从而得出桥梁结构的动力反应 　　确定性抗震分析中，本文主要介绍的是弹性静力法和静力弹塑性分析。弹性静力法假设桥梁结构中的各个部分与地震的震动具有相同的震动规律，由于地震力而引起的结构惯性力为地震时地面运动的加速度跟结构的质量的成绩，将这个惯性力作为一个静力施加在桥梁结构中，从而得到结构的弹性静力分析。这种方法的缺陷在于对于结构本身的动力特性有所忽略，当结构近似可以看做刚体的时候，这种方法才能成立。 　　静力弹塑性抗震分析从严格的定义上来说，不能算是地震反应时的结构分析方法，但是可以作为简化的评估方法，能够对于结构物在地震作用下的弹塑性性能进行一定程度上的描述，结构从屈服状态到极限状态的全部非弹性形变的过程都能够大致描述。这种方法对于复杂的桥梁工程拥有相当大的实用价值。 　　3.2大跨度桥梁抗震分析的特点以及研究现状 　　大跨度桥梁在世界范围内发展都十分迅速，而且建造的趋势是跨度越来越大而且柔韧性越来越好。大跨度桥梁的自振周期以及达到了20秒左右，因此传统的抗震分析已经不能满足现有的大跨度桥梁分析。尤其是在进行大跨度桥梁抗震的分析中需要将地面的不均匀运动考虑其中。主要包括三种因素，一种是行波效应，地震波速是一定的有限值，通常一秒钟在百米到千米之间，桥梁的各个支承之间的距离较大时，需要考虑地震波到达桥梁的支承的时间是不相同的。一种是部分相干效应。在不均匀的土壤介质中，地震波进行反射和折射，另外震源的不同位置到达不同支承的叠加方式有所不同，各个支承所得到的激励也不是完全相干的。一种是局部场地效应。支承的部位不同，土壤条件也不相同，它们对于频率成分以及基岩振幅的影响方式都有所差别。 　　大跨度桥梁进行抗震分析时最基本的方法是反应谱法，这种方