摘要:进入21世纪,全球自然灾害频发,人类在自然灾害面前显得更为脆弱,尤其是地震灾害,给人类带来的损失是巨大的,我国在经历汶川地震后,越来越重视建筑物的设计规范。本文从桥梁的设计角度出发,探究桥梁抗震设计相关规范现状及前景。
关键词:桥梁;抗震设计;现状
地震一直是严重危害人类社会的一种自然灾害。如果在地震中造成交通线的受损,就会对救援工作带来很大的困难,并且会影响灾后的恢复工作。桥梁工程作为交通运输线的咽喉,桥梁抗震设计就显得尤为重要。然而随着地震的到来,原有宁静的生活被打破,同时也使得很多桥梁没有经受住地震的考验。路面开裂桥梁倒塌导致灾害程度和损失逐渐上升,增加了地震灾区的严重程度。在工程施工领域中占一定比例的桥梁建设,也相应制定了诸多的抗震设计规范,以用来规避地震灾害所带来的风险。
1桥梁抗震设计概述
抗震设计主要是指是在桥梁设计过程当中,针对性增强桥梁结构抗震性的设计要素,这样的设计方式能够保证桥梁在水平方向上得到柔性的支撑,以确保桥梁整体服务寿命延长。近年来部分发达国家在桥梁的减隔震设计方面研究取得了一定的突破,这是可喜的发展方向。但由于缺乏重视,所以国内对于桥梁抗震设计的研究依然相对较少,并且缺乏系统性。所以要确保国内设计企业对桥梁抗震设计的作用与意义进行深入的了解,才能确保桥梁抗震设计逐步完善。其优点主要包含以下几点。其一是防震设计能够确保地震时桥梁各支座的受力分布更加平均,维持整体受力平衡。即便是遭遇罕见的大地震,仅支座产生弹塑性变形,也能维护其他构件不受严重影响。其二是这样的设计能够起到调节桥梁结构横向刚度的作用,这样能够使桥梁结构扭转平衡的问题得到改善,降低地震的影响力。其三是利用这样的设计能够进一步削减甚至消除在地震之后桥梁整体结构超出建设弹性范围的问题,防止局部变形的问题出现。其四是这样的设计能够确保在少增加或者不增加工程成本投入的情况下,进一步提升桥梁的抗震性。其五是这样的设计在桥梁面临震情时候可确保整体结构对于位移的承受能力有一定的提升,为伸缩缝的缩减提供了便利。其六是这样的设计可以确保在经历较为严重的地震后,维修时间的进一步缩减,并达到节省维修成本的目标。可见抗震设计对于桥梁建设的重要性。
2我国桥梁抗震设计规范的发展现状
2.1现行抗震标准
随着我国桥梁工程作为基础设施的迅猛发展及我国对于抗震技术的逐渐展开研究,原有的桥梁抗震设计已经越来越难满足现如今公路桥梁抗震设计的需要。2008年 10 月 1 日,我国正式实施了新的《公路桥梁抗震设计细则》,该细则明确规范了国家在公路桥梁抗震设计中的思想和方法,较之旧规范有很大的创新,并更加合理。
2.2抗震设计要点
最早出现的桥梁抗震设计主要是单一强度方面的设计,也是大部分工程建筑技术发达国家十分认可的抗震设计方案之一,它可以使用计算机来测量地震的效应,以此作为设计抗震桥梁的基础强度结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前,桥梁抗震设计的方式主要集中在位移、强度、能量以及性能的设计。
首先,在桥梁抗震设计的初期,主要将设计的重点考虑的是强度方面。借助计算机实现地震效应的策略,以此为基础,实现桥梁基础结构的强度的增强。其次,在建筑初期。如果能够保证强度,那么也会有些阻止结构大规模的变形,延性是解决桥梁抗震的重要方法之一,但是随着科学技术的不断发展,原有的抗震设计不能适应桥梁建设发展的需要。现在根据位移因素考虑的设计方式,就很好的适应了桥梁建设发展的需要。现阶段,抗震设计理论就是在充分考虑经济因素之后,保证桥梁的安全性,并逐渐成为了抗震设计的主要方向。
2.3城市桥梁抗震设防分类
随着国内外震害资料的不断增加,人们对地震动特性以及地震作用下各类结构的动力响应、破坏机理、构件能力的研究和认识也不断加深。而另一方面,由于不同地区经济的发展水平相差较大,区域建设管理和工程项目投资方对结构在抗震性能方面有不同的要求。这些因素,间接地促进桥梁结构抗震设计思想和方法的发展,不能满足社会需求的单一设防水准一阶段设计理论逐渐被取代,进而逐步发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计,以及多水准设防、多性能目标准则的基于性能的抗震设计理论。我国现行的《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166-2011,按E1(小震)、E2(大震)地震进行两阶段设计。根据桥梁上部结构形式和桥梁所处道路等级抗震设防分为四类。
3桥梁抗震设计的发展趋势
3.1桥梁减隔震技术的发展
减隔震技术是桥梁抗震方式发展过程中诞生的一种新兴抗震设计思想,也是新的技术发展趋势,其最主要的作用是削减因并非抵抗地震带来的影响,进而达到确保桥梁结构不受损的目标,提升桥梁的整体抗震能力。在针对桥梁进行减隔震设计的过程中,最重要的一点,是要确保设计的合理性,保证抗震系统的构件能够具备较强可塑性及弹性。
3.2位移、延性发展趋势
新的桥梁抗震技术是在原有的传统的抗震设计方法上加入新的指标,位移和延性的引入,将强度抗震加入到抗震方法上来。位移和延性两个指标作为公认的检测指标参数,可以计算桥梁建造的工程误差,通过减少误差来保证桥梁建造的稳定性。那么用什么方法和计算公式才能够准确反映上述指标的准确定就是研究人员需要攻克的下一个课题了。
3.3 基础结构发展趋势
在桥梁抗震设计中,最重要的设计部分是桥梁的基础部分,基础部分是桥梁构建的根基,是用来支撑整个桥梁的框架结构。根据实践经验,在地震发生时,桥梁基础是决定桥梁是否出现破坏或者坍塌的基础,因此,桥梁基础结构的设计是桥梁抗震的中最难的部分。因此,在做基础结构设计的时候,对基础机构的设计和施工过程的详细规定是保证桥梁基础结构符合目标要求的重中之重,是未来技术发展的突破口。
4结束语
前我国公路桥梁抗震设计已经取得了长足的进步,设计人员和施工人员已经将桥梁抗震设计规范做更加深入和详细的梳理,在抗震要求不断加强的条件下,不断完善抗震减压方法,力求在公路桥梁抗震中从源头上降低损失和危害。
参考文献
[1]庄卫林,陈乐生.汶川地震公路震害分析(新梁与隧道)[M],北京:人民交通出版社,2013.
[2]韩凤丽.城市高架桥梁结构的减震研究[J].中国建材报,2006.11.30
论文作者:任俭飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/29
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