摘要:由于我国处于地震多发地带,桥梁工程的快速发展,对桥梁的抗震性能需要预先考虑到。这便要求相关工程建设单位了解地震对桥梁的破坏作用,同时在具体的桥梁抗震设计中结合地震波的传递特征进行抗震合理设计,提高桥梁安全性。
关键词:桥梁工程;抗震设计分析
引言
在桥梁结构设计的过程中,应该充分保证其具备较高的安全性以及强度,避免在发生地震之后桥梁结构发生损坏,确保交通运行的安全性。因此,在地震多发地域中进行桥梁工程的建设时,更应该提升其抗震性能。对于地震多发地区要加强分析和研究,了解地质条件以及桥梁结构的影响,确保在发生地震之后桥梁的主体结构部分不会发生严重的损坏,并且可以保证交通的正常通行,然后再根据需要来进行维修和使用。
1抗震破坏的主要形式
1.1弯曲破坏
在水平地震荷载的作用下,由于受到较大的作用,结构外部的混凝土保护层很有可能会出现脱落的现象,这就会导致桥梁的整体结构失去相应的承载能力,而在其作用的全部过程当中,一共会出现四个阶段:在第一个阶段当中,如果弯矩达到了一定的开裂程度,桥梁结构的截面上就会出现水平弯曲的裂缝;进入第二个阶段之后,裂缝的发展以及荷载强度的增加,都会使得受拉一侧的纵筋逐渐达到屈服的强度;在第三阶段当中,由于变形量的不断增大,混凝土保护层脱落的范围也会不断扩大;第四阶段,由于钢筋受到不断的压力作用,最终会使内部的混凝土产生崩裂的情况。
1.2剪切破坏
当结构受到剪切力时,会发生剪切破坏,而在这一过程当中,也包含有四个阶段:当弯矩的强度足够让结构开裂时,在截面会出现水平弯曲裂缝;随着裂缝的发展,柱内会出现斜方向的剪切裂缝;箍筋屈服使得剪切裂缝继续增大;发生剪切破坏。
1.3落梁破坏
在梁体水平位移过长时会产生落梁破坏。落梁破坏是由于梁体位移过大,使得制作丧失相应的约束能力而产生的。落梁破坏经常发生在地震造成的桥墩位移过大、支座破坏等情况下。
1.4支座损伤
支座能够使得上部结构受到的惯性传送到下部结构,在传递的过程当中,一旦荷载超过支座能够承受的强度,就会导致支座损伤的形成。而支座损伤也是桥梁破坏形成的主要原因之一。就下部结构来讲,支座损伤可以避免地震荷载传送到桥墩当中,从而避免桥梁破坏的产生。
2桥梁抗震设计原则
合理的抗震设计,要求设计出来的结构能够达成最佳的组合,从而达到利用最经济的手段实现抗震设防的目标。想要达成这样的要求,就需要工程师对结构地震反应的相关因素进行深入的了解以及研究,同时还要求工程师就要丰富的经验以及一定的创造能力,本文在下文当中对抗震设计应该遵循的一些原则进行探讨。
2.1场地选择
在桥梁的抗震设计过程当中,一方面要根据地震的危险性选择安全的厂址,另一方面还应在一个地区内进行场地的选择,对场地的选择应注意,避免选择会导致地震致使地基失效的松软场地,坚硬质地的场地是较好的选择。
2.2体系的整体性以及规则性
在对桥梁的防震设计过程当中,应注意保证桥梁的整体性,尽量保持上部结构的连续性整体性,能够保证在地震过程当中,结构构件以及非构件不会被震动掉落,与此同时,结构的整体性也能保证结构发挥自身的作用。不管是在任何部位,设计人员都应该注意到,结构的布置应力求质量和刚度的均匀、规整,以防止突然发生变化。
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2.3提高结构的强度以及延性
对于造成桥梁结构的地震破坏诸多因素来讲,地震所引起的桥梁结构震动是十分重要的原因之一。因此在桥梁的防震设计过程当中,就需要利用多种方法来减小低级传入结构的震动能量,并在此基础上保证结构的强度以及延性,防止破坏的产生。地震的产生会造成桥梁结构的变形,这就会使桥梁结构的强度不断下降,因此这就更需要重视桥梁构建强度的基础上同样保证桥梁构建的延性。
2.4能力设计原则
能力设计思想强调强度安全度的差异,也就是说在不同的构建以及不同的破坏模式当中,要确立不同的强度以及安全度。通过强度安全度差异能够确保在地震之后不发生脆性的破坏模式。
2.5多道抗震防线
在对桥梁的防震设计过程当中,应尽量使桥梁具有多道抗震防线,在一道防线被破坏之后还有其余的防线能够继续对结构产生支撑作用,从而避免倒塌的产生。
3桥梁工程抗震设计方法分析
地震灾害的出现以及长期车辆荷载物的通行引起的震动现象,对于桥梁工程的稳定性造成了一定的影响。因此,在桥梁工程施工中进行抗震设计则为必要的环节。随着我国经济的快速发展,各类桥梁工程的施工快速推进,因此在桥梁工程的抗震设计发展中,也积累了较多的施工设计经验。在实际发展的过程中,主要应用的几类抗震设计方法为:基于强度性能的设计方法、材料延性设计、基于性能基础的设计方法。
3.1基于强度性能的设计方法
基于强度性能的设计方法为当前桥梁抗震设计中主要的应用方法之一。在设计的过程中,其将工程地基作为静荷载测试的对象,之后根据结构构件的强度以及抵抗性能,进行桥梁结构施工有效性的分析。实际应用的过程中该类方法对于桥梁抗震性能的提升,具有较好的参考作用。但在具体进行抗震设计的过程中,如地质结构稳定性较差则该类方法的应用效果较低。实际应用的过程中还存在较大的局限性,但由于该设计方法的应用实用性较好,目前在进行桥梁抗震设计时,整体的应用项目还较多。
桥梁工程在施工中主要由混凝土钢结构、锚固件、钢索、桥墩、支座、桥梁、近地连接工程组成。施工中主要的应用材料为混凝土及各类金属材料,因此在抗震设计中关于材料及其结构方面的设计,也为主要的设计方向之一。具体设计中首先假设一定的模拟地震力,之后通过更换材料的方式,比对地震力下试验工程的稳定性,以此进行抗震设计。该类设计方法在设计中称之为材料延性设计,材料延性方向的抗震设计较为全面,并且应用效果较为良好,有效地提升了工程应用的安全性,并且保障了抗震设计的有效性。
3.3基于性能基础的设计方法
基于性能基础的桥梁抗震设计方法在当前应用的过程中为多类设计项目的总体设计思想,该设计方法在应用中首先针对桥梁抗震设计所要达到的效果进行分析,之后针对其预想应用效果进行针对性的设计。设计方法实施之后,能够在一定地震等级下保障区域范围内人员及财产的安全性,并且一定程度上保障震后的有效应用。具体设计中通过量化地震危害性以及防护范围的方式,进行设计方法的落实。因此整体分析基于性能基础的桥梁抗震设计方法,整体的设计内容较为复杂,设计应用效果可靠性高,适用的桥梁抗震设计工程较多。
结语
为了有效提高桥梁的质量及安全性,相关设计人员需要掌握桥梁抗震设计方法,根据实际情况设计出符合要求的桥梁,加强桥梁抗震设计,为人们的生活提供保障。
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论文作者:孙业祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签:桥梁论文; 结构论文; 强度论文; 方法论文; 支座论文; 延性论文; 性能论文; 《基层建设》2018年第36期论文;