摘要:对于市政桥梁而言,地震是其结构最有可能遭遇的自然灾害之一,地震十分容易引发桥梁结构的破坏,最终导致桥梁倒塌,而桥梁一旦倒塌,不仅仅会导致其自身的功能丧失,而且还有可能给人们带来生命财产的损失。本文笔者对市政桥梁设计的防震设计进行了分析探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词:市政桥梁,防震,设计
前言:在进行桥梁设计的过程中,抗震设计往往是一个难点,在进行桥梁抗震设计的过程中,必须要考虑多方面因素的影响,同时还必须要结合桥梁工程的实际情况,从而使得桥梁的抗震性能能够最佳,最大限度地保证桥梁在地震来临时结构不发生破坏,所以对于市政桥梁抗震设计问题进行研究有着非常重要的意义。
1市政桥梁震害分析
地震会给桥梁带来非常严重的损害,如果不合理地进行桥梁抗震设计,将会严重影响桥梁的正常使用。对于市政桥梁而言,地震来临时,可能会对其造成的破坏主要包括以下几个方面:首先对于梁式桥梁而言,在地震发生时,受到地震位移的作用会使得桥梁上部活动节点的地方也出现位移,如果梁盖的宽度设置不足,就会使得梁体出现相互碰撞的情况,甚至还有可能造成落梁,进而导致桥梁的破坏。其次,对于拱式桥而言,在地震来临时,其破坏主要是发生在腹拱和拱上建筑,一般在地震的作用下,在拱圈的拱脚以及拱顶处会产生裂缝,严重时甚至还会出现隆起变形。在发生地震之后,桥梁的地基土还有可能出现液化的情况,而一旦桥梁的地基土出现液化的情况,就有可能使得桥梁的基础遭到破坏,同时还会在地表出现位移,使得桥梁结构的稳定性受到严重的影响,进而使得落梁的概率大大增加。还有许多桥梁在设计的过程中没有对于支座的抗震性引起足够的重视,如果支座的抗震性不强,在地震发生时,支座也会出现较大的位移和变形,从而对于上部结构的稳定性造成严重的影响,而且由于支座的抗震性能不强,还有可能对于桥梁结构的其它部位造成更多的破坏。桥梁的下部结构还有可能在地震的作用下出现大量的横向或者是竖向的裂缝,而且这些裂缝还会在地震的持续作用下不断发展,进而使得整个下部结构的稳定性受到严重的影响,最终影响桥梁整体的稳定性。如果桥梁的地基属于软土地基,在地震发生之后,地基十分容易受到破坏,而地基一旦遭到破坏,桥梁就有可能移动。所以可见地震给市政桥梁所带来的危害是非常严重的,如果不有效地进行抗震设计,将会使得桥梁受到非常严重的影响。
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2市政桥梁抗震设计要点
2.1桥梁减隔震技术
减隔震技术是桥梁设计过程中常用的一种抗震设计手段,而桥梁减隔震技术的原理就是将破坏桥梁结构的地面运动与结构分离开,这既是隔震的本质同时也是隔震的目的,而为了实现这一目的,常常采用的方式包括将结构周期延长和降低地震对结构的破坏力,如果采用延长结构周期的方式,就会使得结构位移有所增加,此时设计的难度往往就会有所提升,而且如果结构较为柔软,即使是在正常的使用情况下,在受到荷载作用时结构也会发生有害震动,为了使得结构的有害振动得以有效地降低,同时将结构的变形也降到最低,可以采取增加结构阻尼的方式,通过这种方式来吸收一部分地震能量,进而使得地震的结构反应能够得到有效地降低。减隔震技术可以被分为地基隔震方法和基础隔震,其中地基隔震方法又可以被分为绝缘和屏蔽两种,绝缘所指的是对于地基自身的输入波加以降低,而降低的方法主要包括采用高刚性基础、软弱地基以及利用地基逸散衰减的方法,而屏蔽则是通过在建筑物的周围埋设屏蔽板,或者是在建筑物周围挖深沟,都可以有效地进行屏蔽。基础隔震指的是通过在基础结构和上部结构之间设置隔震装置来达到隔震的目的的一种方法,基础隔震主要可以分为能量吸收、周期延长以及绝缘等方式,所谓的能量吸收指的是通过隔震装置的安装来对于地震所产生的能量加以吸收,从而有效地避免桥梁结构在地震发生时出现较大的变形,而周期延长法则是指的通过对于特定装置的利用来使得整体结构体系的周期得以加长,从而起到隔震的作用。并不是所有的市政桥梁都适合听过减隔震技术来进行抗震设计,也不是在所有的情况下都适合采用减隔震技术,在运用减隔震技术时,如果场地较为软弱或者是在延长了桥梁结构的周期之后,桥梁结构十分容易出现共振的情况,此时就不适合采用隔震技术。因此在对于减隔震技术加以应用之前,必须要对于桥梁进行判断。
2.2基于性能的抗震设计方法
目前基于性能的抗震设计方法是桥梁设计中常用的一种方法,在进行桥梁抗震设计的过程中,该方法对基于性能抗震设计的目标性能进行了明确,其先定义了一组合适的桥梁结构的抗震性能水平,性能水平就是指的一种有限的破坏状态,其涉及到结构构件和非结构构件的破坏因素,比如说“一般不损坏、不需修复可继续使用和不致倒塌”等都属于性能水平。其次,该方法还定义了一组参照的地震风险和相应的设计水平,美国从功能和破坏程度两个方面对于桥梁结构在两级设计地震水平下的性能准则进行了相应的规定。再次,此方法还确定了桥梁结构抗震设计的目标性能,所谓的目标性能就是指的在一定超越概率的地震发生时,结构期望的最大破坏程度,在《公路桥梁抗震设计细则》中,对于公路桥梁的目标性能进行了规定。此外,该方法还实现了目标性能的等级化,从而能够针对不同的人群来对目标性能进行表述。最后还通过目标性能矩阵来计划赋予结构的要求性能。在进行桥梁设计的过程中,基于性能的抗震设计方法,通过该方法,有效地克服了当前桥梁抗震设计的局限性,对于桥梁的性能要求加以明确,而且还能够通过不同的方式方法来使得桥梁结构满足这些性能要求。
3结语
桥梁是一个非常重要的基础设施,当前为了满足社会发展的需求,必须要对于桥梁设计引起足够的重视,而抗震设计又是桥梁设计的一个重要内容,采取合理地方法来进行桥梁抗震设计,更加有助于提高桥梁的稳定性和安全性,从而有效地延长桥梁的使用寿命,提高桥梁抵御自然灾害的能力。
参考文献
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[4]沈兴调.市政桥梁抗震设计分析[J].城市建筑,2014(12):92.
论文作者:刘海波
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/14
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