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桥梁结构方面论文范例,与桥梁工程抗震设计中的问题与相关发表论文
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、国内外的抗震设防水准国内外桥梁抗震设计规范中规定的抗震设防水准,可以看出美国、加拿大、欧洲规范都采用重现期来描述设防水准.[3]美国AASHTO规范将50年超越概率10%（重现期475年）的地震水平作为设计地震动.给出了2个地震动水准：功能评价地震动（由认可的组织进行确定）和安全评价地震动（由地震危险性分布图得到,重现期1000～2000年）.欧洲规范（EC8）设计地震水平近似具有475年的重现期.加拿大抗震设计规范生命线桥梁按1000年重现期的地震进行设计；其他桥梁按设计地震（475年重现期）进行设计.由于当地地理、环境等多种因素,日本并不信任概率法,对于大多数地区准确的重现期是不清楚的.我国公路工程抗震设计规范将50年超越概率10%的地震作为工程抗震设防依据.国内已建的一些大型桥梁工程如南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥、汕头海湾二桥、虎门大桥、南澳大桥、江阴长江公路大桥、南京长江二桥、润扬长江公路大桥以及苏通大桥主航道桥均采用双水准设防.
七、重大桥梁的设防标准
设防标准是指根据地震动背景,为保证工程结构在其寿命期内的地震损失不超过规定的水平或社会可接受的水平,规定工程结构必须具备的抗震能力和重要性等级.确定抗震设防标准需要自然科学、工程科学以及社会科学多方面的合作,在保证地震安全和最佳经济效益之间寻求最佳平衡点.设防标准包含了设防原则、设防目标、地震危险性、设防参数、设防水准和设防等级等内容,其核心是如何正确解决设防水准与设防原则以及设防目标之间的关系.随着人们对地震认识的深入和震害资料的积累,抗震设防水准由原来的单一设防水准逐渐发展成为双水准、三水准、多水准,并通过研究建立设防水准与设防原则、目标的关系.分级设防的思想是在核电站抗震设计中首先提出的,目的是为了在不同概率水准的地震动作用下保证正常的生产和安全,后来逐步应用到其他重大工程.小震不坏、中震可修、大震不倒是结构抗震中最普遍的分级设防思想.在世界各国抗震规范中,基本上都采纳了分级设防的思想,但是在具体设防要求和实施保障上还存在一定的差异.必须注意到：一般情况下,抗震设计规范只适用于普通桥梁的抗震设计,大型桥梁工程所采用的抗震设防标准一般要略高于普通桥梁,但并不是越高越好.目前,大型桥梁工程具体采用的抗震设防标准,一般参考其他大型桥梁工程已采用的抗震设防标准,并结合工程的重要性、业主自身的经济能力以及所能承受的风险水平来确定.前面提到的国内已建的一些大型桥梁工程均采用了两阶段抗震设计方法,即第一阶段进行设计地震作用下承载力计算,第二阶段为罕遇地震作用下位移、变形验算.随着认知水平的提高,桥梁抗震设防标准也逐渐得到细化和明确.
八、桥梁结构抗震设计的重点
1、桥型和桥位的选择.桥梁结构抗震设计应该做好桥位的选择,即桥位应该处在最适合抗震的区域,而不应该选在粘土层等不良土层区域,尤其是在地震断层带等区域.如果因为一些特殊原因,桥位必须设定在这些不良土层区域中,那么应该把桥梁的长度适度的加强,从而保证整个桥台处在土层坚实、稳定性强的土层上,同时对于桥梁的桥墩也应该有更高的要求.在桥型选择方面,应该优先选择抗震性能好的结构,比如连续梁等.
2、桥梁结构的抗震设计烈度.设计烈度主要是指建筑工程设计时的地震烈度.一般来说,桥梁结构抗震设计中,设计烈度都会按照基本烈度来作为标准,尤其是桥梁的一些重要设计区域还应该经过审批以后提高一级的烈度.根据目前我国桥梁地震灾害的实际情况来看,当基本烈度为七级以下的时候,桥梁一般不会受到太大的地震影响.因此对于基本烈度为七级以下的桥梁,不必可以的进行抗震设计.
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3、桥梁结构的抗震设计方法.对于一般的桥梁来说,其抗震设计都会按照相应规范中的简化方法进行.我国抗震设计规范中所采用的方法为反应谱原理,即结合桥梁的抗震设计烈度和地震荷载,计算出地震发生时桥梁所受到的内力和可能产生的位移,从而进行地震预防.对于一些重要的桥梁结构,应该对其进行必要的地震反应谱分析,分析的方法主要是结合地面振动的速度和相关的力学原理,进行必要的地震动力分析.在分析中如发现建成的桥梁不符合相关的抗震要求,应该进行科学合理的加固方案.对于强烈地震发生区域,桥梁结构抗震设计为了满足经济和实用两方面的要求,可以使桥梁某些不重要的区域出现一些很容易修复的塑性变形,但出于安全考虑,应该增强桥梁主要承重结构,从而保证桥梁的可靠性.除此之外,在桥梁抗震设计方法上,即可以采用较为常用的反应谱法和动力时程分析法,而在遇到高墩和大跨的桥梁结构时,也可以考虑使用行波效应等方法来进行更加科学的抗震设计,从而进一步增强桥梁的抗震性能.九、抗震措施
1、支座抗震设防措施.一是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.二是对高烈度区的桥梁设计应在纵向设置一定的消能装置,如采用聚四氟乙烯支座、迭层橡胶支座、铅芯橡胶支座等减、隔震支座以及在梁体与墩台的连接处增加结构的柔性和阻尼,以便共同受力和减小水平桥梁荷载的作用.三是由于拱桥对支座水平位移十分敏感,同时两边桥台的非同步激振会引起较大的伪静力反应,有时甚至会大于惯性力所引起的动力反应,因此要求震区的拱桥墩台基础务必设置于整体基岩或同一类型的场址上,以保证地震时各支座的同步激振.
2、下部结构和基础抗震设防措施.桥梁位置应选在良好和稳定的河段,如果必须在稳定性差的软弱场地的河段上通过时,应尽量采用桥梁中线与河流正交,这样即使地震产生河岸滑移,影响也较小；若采用斜交,地震时极易产生河岸向河心滑移,会使桥梁随之发生错动或扭转破坏.其次,还应注意在主河槽与河滩分界的地形突变处,尽量避免设墩,否则应采取加强措施以减免滑移.另外,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和效力.
3、由于工程场地可能遭受的地震的不确定性,以及人们对桥梁结构地震破坏机理的认识尚不完备,因此桥梁抗震设计上还不能完全依靠定量的计算方法.实际上,历次大地震的震害表明,一些从震害经验中总结出来或经过基本内力概念启示得到的一些构造措施被证明可以有效地减轻桥梁的震害,如主梁与主梁或主梁与墩之间适当的连接措施可防止落梁.但构造措施的使用不能与定量的计算结果相矛盾.简单地说,定量的设计计算是桥梁抗震的最基本部分,这包括延性设计概念和减隔震设计概念.构造措施的使用不能导致上述设计结果的失效.桥梁结构地震反应越强烈,就越容易发生落梁等严重破坏现象,构造措施就越重要,因此处于高烈度区的桥梁结构需特别重视构造措施的使用.[4]
十、结束语
随着我国社会经济的发展,人们对于桥梁的质量要求也会有新的内容.而桥梁的抗震设计作为桥梁质量的重要保证,在未来的发展中必将有其新的意义和内涵.本文经过科学合理的探究,较为系统的探究了桥梁结构的抗震设计,给广大桥梁设计人员带来了操作性较强的实践经验.因此,作为一名优秀的桥梁设计人员,在当下更应该对桥梁结构抗震设计的核心内容进行深入的了解,积极借鉴其他区域关于桥梁结构抗震设计的先进技术经验,给桥梁结构抗震设计的发展做出自己的贡献.
参考文献
[1]
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