大跨桥梁抗震设计若干建议论文_陈涛

武汉中交路桥设计咨询有限公司 湖北省武汉市 430052

摘要:地震时我们遭受最为惨重的自然灾害,地震作用的不可预测性和毁灭性,在及其短的时间内就造成极大的人员伤亡和经济损失,因此本文对典型大跨度桥梁进行粉嫩系计算,对桥墩抗震设计提出建议。

关键词:大跨度桥梁 抗震设计 动力时程

地震时我们遭受最为惨重的自然灾害,地震作用的不可预测性和毁灭性,在及其短的时间内就造成极大的人员伤亡和经济损失,我国是一个多震的国家,进几十年来也发生了多次强烈的地震,这些强烈的地震带来的次生灾害非常严重。特别是一些高强度的地震对于桥梁建筑具有非常大的破坏,地震对于大跨度桥梁结构的稳定性和安全性具有较大的危害,并且在震后桥梁的修复也存在较大的困难,影响震后道路的使用,造成地震后灾区的次生灾害频发。目前已经有很多学者对大跨度桥梁抗震进行了研究,并取得了一些成果,但是目前的大多数的桥梁工程抗震设计规范,仅仅是对桥梁进行抗震分析,但是对抗震设计并没有进行具体的规定。

1 桥梁抗震设计的基本理论和方法

(1)静力法

早期采用的抗震计算方法大多是静力法,将地震波进行假设,认为结构与地面具有相同的震动,静力法忽略了建筑结构的动力特性,具有较大的局限性,计算公式如下式所示:

(2)动态时程法

随着计算机技术的不断发展,动态时称分析方法,广泛的应用于抗震分析,动态时程分析法的基本原理是,通过建立多节点的有限元计算模型,采用逐步积分的方法进行求解,动态时程分析方法可以使工程师更加了解抗震的能力。

(3)功率谱法

功率谱法用功率谱密度函数表征地面随机振动,是一种概率性的分析方法,功率谱和设计加速度反应谱的转换关系入下式所示:

式中:S为反应谱值,P为不超越概率,取0.5,T为周期,ω为圆频率。

2 大跨度桥梁计算模型

对实际工程中大跨度桥梁的抗震设计进行研究,由于桥梁的桥墩相对较高,且采用高烈度地震进行分析,因此采用动力时程大金星三维抗震分析,采用人工合成波对桥梁的横向和纵向进行抗震计算。计算模型如图1所示,地震波如图2所示。

图1 三维动力分析模型

图2 人工合成波

3 计算结果

通过上述分析可知,在0.3g的高烈度地震区内,桥梁结构对于地震的反应较大,因此采用较为普通的盆式支座难以保护构件的设计。采用摩擦支座时,顺桥向弯矩降低70%-75%,横桥向降低30%-40%。采用高阻尼支座时,顺桥向弯矩降低为84% ~90%,横桥向降低为30% ~ 40%,因此通过主墩、边墩分配更合理。

目前我国桥梁抗震设计的规范与发达国家相比还存在较大的差距,因此需要及时的对抗震设计规范进行修改,不能局限于原先公式化的知道,而是应该通过多方面的试验,对抗震设计规范进行合理有效的研究。

4 结论

我国是一个多震的国家,进几十年来也发生了多次强烈的地震,这些强烈的地震带来的次生灾害非常严重。特别是一些高强度的地震对于桥梁建筑具有非常大的破坏,地震对于大跨度桥梁结构的稳定性和安全性具有较大的危害,并且在震后桥梁的修复也存在较大的困难,影响震后道路的使用,造成地震后灾区的次生灾害频发。因此本文对典型大跨度桥梁进行粉嫩系计算,对桥墩抗震设计提出建议。

参考文献:

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[4]吴文朋. 考虑不确定性的钢筋混凝土桥梁地震易损性研究[D].湖南大学,2016.

[5]郭华东. 大跨径桥梁在长周期地震动作用下的响应及减震措施研究[D].长安大学,2011.

论文作者:陈涛

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第13期

论文发表时间:2018/8/21

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