橋梁抗震文獻(xiàn)綜述

摘要:文章從研究橋梁震害的角度出發(fā),并闡述了現(xiàn)在常用的抗震設(shè)計(jì)方法,還提出了在橋梁抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的一些設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原則,從而提出了新的技術(shù)。橋梁是生命線工程的重要組成部分,是交通運(yùn)輸?shù)臉屑~工程,在抗震救災(zāi)中處疏散、避難的作用,地震后確?？拐鹁葹?zāi)重建家園的交通需要,是橋梁工程中的重要研究課題。橋梁同其他建筑物一樣,如果不進(jìn)行正確的抗震設(shè)計(jì),在地震時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。目前,在橋梁抗震研究方面處于他們做了許多開創(chuàng)性的工作,例如橋梁全橋模型的多臺(tái)振動(dòng)臺(tái)模擬地震試驗(yàn),橋梁上下部結(jié)構(gòu)相互作用力學(xué)模型,非線性地震反應(yīng)分析方法等,并將所取得的成果應(yīng)用于的艱苦努力,十多年來所取得的科研成果還是相當(dāng)豐富的。先后進(jìn)行了梁橋、拱橋、斜拉橋、曲橋的抗展研究和振動(dòng)臺(tái)模擬地震模型試驗(yàn),研究水平從線性范圍發(fā)展到非線性階段;從確定性方法發(fā)展到可靠性理論方法,從確定橋梁的動(dòng)力特性發(fā)展一．橋梁主要的震害形式橋梁上部結(jié)構(gòu)震害按照產(chǎn)生原因的不同,可以分為結(jié)構(gòu)震害、碰撞震害和位移伸縮縫位置護(hù)欄混凝土撞損,（如汶川地震中磨家互通式跨線橋）T梁橫隔板開裂（觀音巖大橋）及少數(shù)梁端及部分橋臺(tái)損傷等震害。說,設(shè)置伸縮縫的地方比較容易發(fā)生位移震害。汶川地震中,橋梁位移震害極為普遍，橫向位移主要出現(xiàn)在斜交橋上，其相對(duì)位移最大達(dá)21cm壩鎮(zhèn)的溶江橋、遭到毀滅性破壞的小漁洞大橋,及位于都江堰的虹口高原大橋都出支座的破壞形式主要表現(xiàn)為支座的位移,錨固螺栓拔出、剪斷,活動(dòng)支座脫落,移,剪切變形,鼓包等震害。這是因?yàn)殂氪ǖ闹行】缍攘簶蛞话憔捎冒迨较鹉z支座,支座與墩臺(tái)和粱體間無連接措施,地震中出現(xiàn)了梁體與支座間的廣高速公路中的龍門E2匝道橋支座移位嚴(yán)重，支座的剪切破壞更為嚴(yán)重,部分已經(jīng)倒,臺(tái)身斷裂等。橋墩的震害主要是墩身下沉,墩底產(chǎn)生剪切破壞而倒塌。劍門河大橋的墩身出現(xiàn)環(huán)形裂縫等?；A(chǔ)的震害主要表現(xiàn)是基礎(chǔ)的整體移動(dòng)傾斜,下沉或樁身或沉井的開裂二．橋梁震害原因分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)橋梁震害的調(diào)查研究結(jié)果表明，現(xiàn)在橋梁（1）地震位移造成的梁式橋梁上部活動(dòng)節(jié)點(diǎn)處因蓋梁寬度設(shè)置不足梁體相互磁撞引起的破壞，而對(duì)拱式結(jié)構(gòu)則主要表現(xiàn)在拱上建筑和腹拱的破壞，拱造上連接與支擋等構(gòu)造措施不足，或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，導(dǎo)臺(tái)后填土位移過大造成橋臺(tái)沉降或斜度過大造成橋墩臺(tái)承受過大的扭矩而引起的破三．橋梁抗震設(shè)計(jì)思想建于高烈度地震區(qū)的橋梁可能遭受地震破壞因此必須考慮抗震設(shè)防抗震設(shè)防的目標(biāo)是小震不壞中震可修大震不倒即按多遇地震設(shè)計(jì)地震罕遇地震對(duì)橋梁進(jìn)行多水準(zhǔn)設(shè)防一般情況下抗震設(shè)計(jì)按地震動(dòng)峰值加速度和地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期進(jìn)行抗震驗(yàn)算并按抗震設(shè)防烈度要求采取相應(yīng)的抗震措施汶川大地震影響范圍大破壞力極強(qiáng)地震發(fā)生后國(guó)家地震局交通運(yùn)輸部及時(shí)調(diào)整了四川震區(qū)未來年超越概率為的地震動(dòng)峰值區(qū)劃圖作為災(zāi)后地震評(píng)價(jià)的規(guī)劃用圖之一該區(qū)劃圖全面提升了震區(qū)大部分地區(qū)的地震動(dòng)峰值原有橋梁抗震設(shè)防等級(jí)已不適應(yīng)新規(guī)劃圖要求有專家提出修舊如舊的原則即對(duì)于既有橋梁不提高其設(shè)防等級(jí)對(duì)于新建橋梁按新地震動(dòng)峰值進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)提高橋梁抗震設(shè)防等級(jí)以使新建橋梁能夠抵抗高烈度的地震破壞四．橋梁抗震設(shè)計(jì)原則橋梁抗震設(shè)計(jì)在多級(jí)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的要求下對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性變對(duì)橋梁抗震性加以分析研究某類結(jié)構(gòu)不能在地震區(qū)內(nèi)修建在分析研究有結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)上應(yīng)提出更能應(yīng)地震作用的結(jié)構(gòu)型其次對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)不是被動(dòng)地作為地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變位的驗(yàn)算而是要從設(shè)計(jì)角度提高結(jié)的防震能力要系統(tǒng)考慮結(jié)針對(duì)目前大量高架橋倒塌毀壞的教訓(xùn)必須開展對(duì)抗震支座各種型式橋墩的延性研究要利用約束混凝土的概念提高它的延性不但對(duì)鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土而且對(duì)結(jié)合我國(guó)國(guó)情研究結(jié)構(gòu)控制的有效型式加強(qiáng)抗震措施必須采用以柔克剛的設(shè)想來考慮地震區(qū)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的出發(fā)點(diǎn)改變單純的以剛克剛的舊傳統(tǒng)設(shè)防觀點(diǎn)對(duì)地裂地面錯(cuò)動(dòng)邊坡倒塌沙土液化時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)如何抗當(dāng)長(zhǎng)橋高墩時(shí)應(yīng)在規(guī)范基礎(chǔ)上給予更多的安全富余例如：都汶高速公路岷江大橋第跨跨徑墩高雖然蓋梁寬度高達(dá)根據(jù)橋梁抗震細(xì)則要求，含伸縮縫寬度取即可，但該橋還是發(fā)生縱向落梁，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意長(zhǎng)橋高墩特別是設(shè)置有伸縮置根據(jù)國(guó)外規(guī)范以及抗震設(shè)計(jì)細(xì)則精神，同時(shí)應(yīng)設(shè)置縱向防落梁構(gòu)造，同時(shí)應(yīng)注意2.支座型式和布置方式支座的布置是否合理至關(guān)重要，汶川百花大橋第聯(lián)采用一個(gè)固定支座，其余墩為活動(dòng)支座，導(dǎo)致全聯(lián)上部結(jié)構(gòu)水平地震力幾乎完全由固定支座下的橋墩承擔(dān)，該3.柱式橋墩的合理設(shè)計(jì)柱式墩是橋梁設(shè)計(jì)中最為常見的結(jié)構(gòu)形式，日本阪神地震中抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)首先盡量避免選用抗震性能差的圓形獨(dú)柱結(jié)構(gòu)，同時(shí)優(yōu)先選擇矩形截效應(yīng)的出現(xiàn)，造成結(jié)構(gòu)的第一塑性鉸出現(xiàn)在墩柱之上，而不是橫梁上，致使結(jié)構(gòu)失5.維護(hù)結(jié)構(gòu)連接件當(dāng)支承連接件不能承受橋梁上下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的相對(duì)位移時(shí)可能會(huì)失去相應(yīng)的作用，并導(dǎo)致梁體墜毀而這種情況往往都是由施工單位和養(yǎng)護(hù)單位在橋梁支承連接件的性能質(zhì)量的重視度不夠所引起的因此，我們應(yīng)定期對(duì)橋梁支座伸縮縫等連接構(gòu)件進(jìn)行維護(hù)在國(guó)內(nèi)目前采用較多的維護(hù)方法有采用擋塊連梁裝置等安的地震能量增加耗能裝置及減隔震支座；增加支承面的寬度等措施此外，在橋梁使6.加固上部結(jié)構(gòu)加固上部結(jié)構(gòu)主要有粘貼鋼板加固法增大截面加固法和構(gòu)體系轉(zhuǎn)換法粘貼鋼板加固法主要在梁板橋的主梁底部出現(xiàn)嚴(yán)重橫向裂縫時(shí)使用在粘貼鋼板鋼以提高主梁的抗彎能力同時(shí)，如果增設(shè)的鋼筋較多可考慮將主梁下部的截面面積增下部結(jié)構(gòu)的加固主要有柱罩填充墻連梁加固支座加固帽梁橋臺(tái)和加固基礎(chǔ)等措施填充墻具有提高柱的橫向能力和限制柱的橫向位移等特點(diǎn)，可用于多柱橋梁；連方式，此外還有用鉛芯橡膠支座或者纜索與彈性支座配套使用代替彈性支座的方是支座延長(zhǎng)裝置，二是用木材混凝土或鋼筋填塞夾縫，后者采用較多；通常基礎(chǔ)加固的方法是增設(shè)覆蓋層均勻增加基礎(chǔ)增加接觸面積或?qū)⒒A(chǔ)通過對(duì)目前所采用的抗震措施，主要采用的是以隔震支座來達(dá)到消能減震目參考文獻(xiàn)：[2]宋恒揚(yáng),汶