我国公路桥梁抗震设计规范存在的问题及改进建议论文_杨俊

我国公路桥梁抗震设计规范存在的问题及改进建议论文_杨俊

广州大学 广东省 广州市 510006

摘要:在我国公路桥梁抗震规范设计规范的修订中,是借鉴了国外的成功方法和经验,在分析我国桥梁抗震设计后,找出我国公路桥梁设计规范的中的突出问题,并提出相关的解决建议,以期能够加快我国桥梁抗震设计水平的提升。

关键词:公路桥梁;抗震设计;问题;建议

工程的安全性是工程结构设计中的重要环节,尤其是保证偶然荷载下工程的安全,地震属于主要的偶然荷载,因为人们难以预测地震发生,而且地震造成后果极其严重。这就要求科学设计工程结构的抗震设计,制定科学的设计指标与方法,以保证桥梁结构设计的经济性与安全性。我国已经出现较多起地震,地震的发生会对桥梁结构造成那个严重损坏,以至于耽误抗震救灾的最佳时机,导致灾害的损失继续扩大,所以需要保证地震作用下桥梁机构的安全性就是桥梁研究人员和设计人员值得思考的问题。

一、我国桥梁设计特点和震害特点

我国的桥梁大多是中小跨径的混凝土桥梁,主要是使用简支或者连续梁桥的结构型式,桥梁的上部结构主要是使用多肋式界面,而且板式橡胶支座的应用是最普遍的,但在地震作用下,最容易受损的就是支座,在支座受到损坏后,就切断上部结构和下部结构之间的传力,使上部结构的保持较好,下部结构受到的惯性力也能控制,可以保证整体结构的安全性。

从零八年汶川地震的调研中得出:中小跨径桥梁受到的震害主要是支座和挡块被破坏、主梁移位、桥墩局部的混凝土开裂等一些情况,在调查中的两千多座简支梁桥中出现桥墩受损的只有几十个,约占百分之五,远远小于主梁、支座以及挡块的受害比例,这主要原因就是因为我国使用的是多肋式桥梁配合板式橡胶支座,可以将地震作用从底部桥墩传送到支座,因为板式橡胶支座所具备的耗能特性以及变形特性,就会使上部和下部的结构变形,以导致板式橡胶支座出现位移以及病害,从而致使挡块破损,但因为上下部结构的联系被切断,地震作用就不会传送到上部结构,但下部结构的桥墩主要表现出根部局部受损的情况[1]。一些桥梁在地震中国会出现落梁的问题,经过研究后发现主要是因为防落梁措施的构造不足而导致的。在一零年的玉树地震中,桩基和桥梁墩柱基本没受到震害问题,也就是支座与挡块受损,这就保证了桥梁的整体安全性。

二、公路桥梁抗震规范中的问题

我国公路桥梁的设计特点、震害特点和国外存在明显差别,而我国当前的抗震设计规范中也借鉴了国外抗震设计的先进方法,但是在实际应用中依然存在一系列的问题,这就需要考虑到我国桥梁设计的情况进行相应的改进,以及对抗震设计规范进行整改。

1、支座抗震的设计问题。从地震后桥梁震害的调查中可以得出,支座是受震害最明显的桥梁构建,同时也是影响地震桥梁行为的重要因素。在桥梁结构中,支座是确保上部结构和下部结构进行传力的重要构建,在地震中支座的力学行为会造成明显影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

因为美国桥梁主要使用的使框架式和整体式型式,所以支座在桥梁规范中没有涉及较多的内容,支座还是通过使用状态下的承载性能而设计的,在适当考虑到支座的破坏模式和耗能能力,在日本的设计规范中,足够重视到了支座的抗震作用,其将制作分为两类,一类包括位移限制、塔接长度以及防落梁措施,另一类包括塔接长度与防落梁措施的设计要求,而防落梁设计有三道防线与三重设计标准。从中我们可以知道支座是抗震设防中的第一道防线。

在我国的《公路桥梁抗震设计细则》中,要求了B类与C类的支座验算,以及要求了支座的厚度以及抗滑稳定性,但在汶川地震的震害结构来看,中震以及大震即使会导致梁体出现较大的唯一,但挡块与制作的损伤过程属于分级耗能的一个过程,梁体和制作的滑移明显减弱了下部结构的抗震能力。所以,若没有发生落梁现象,板式橡胶支座的抗滑稳定和变形并不能当制作桥梁抗震的衡量标准,而是需要结合桥梁的防落梁构造进行处理,要合理地确定支座的剪切变形、损伤和防落梁的构造措施等,使用分级设计的方法确保工作效率。

2、设防地震标准和地震动参数。当前,我国使用的是地震动峰值加速度区划图、反应谱特征周期区划图以及调整表进行抗震设计。这对我国大多数地区的抗震设计都可以满足要求,但考虑到当前抗震设计理念中的性能要求,广泛使用多水准多级别的设计方法。我国公路桥梁的设计规范,对于设防抗震的目标是小型地震不损坏、中型地震可以修复、大型地震可以不到。但这是从宏观的角度制定的抗震目标,并没有根据不同结构、不同水准、不同受力型式等建立相应的标准和目标,相应的指标并没有表现出结构受力的特征。另外,当前抗震设计依然使用烈度来作为评价指标,但实际上其指标缺乏对地震特性的描述,而且需要根据其他物理量构建全面的标准。

3、抗震规范改进的建议。由于支座和防落梁装置会对桥梁结构造成直接的地震震害,以及结合我国桥梁震害的特点,对制作抗震就需要建立准确和详细的设防方法与目标,比如使用多参数、多级别的设防方法,针对不同级别的支座滑移、变形、防落梁措施等一些情况进行相应的设计建议,还要明确各类不同目标体系的设计方法,而且需要考虑不同类型支座的抗震设计方法[2]。

其次,我国当前公路桥梁抗震设计中,小型地震不损坏、中型地震可以修复、大型地震可以不倒的设计思想仍过于简单,需要根据构建的不同而制定相应的设计目标。比如,在基础、支座、桥墩、盖梁等结构中,需要设计人员掌握构件强度以及延性指标的实际应用和差异性。

最后,当前的桥梁抗震主要还是针对中震水平的设防设计,但实际地震可能会远超于这个水平,在设计中应该考虑到对突发性大型地震的应对,而且抗震设计和构造措施,需要结合桥梁重要性与地震危险性别进行判别,以烈度为基础的划分指标仍存在问题,需要进一步进行改革和完善。

三、结束语

保证桥梁结构能够在偶然地震作用下结构的安全性,是设计值得思考的重要问题,而我国公路桥梁抗震的设计规范也已经经过多年的改进,也可以基本满足现在的设计要求了,但相关标准语方法依然是借鉴国外的思想,但我国的桥梁设计特点与震害特点合格国外存在差别,就需要分析当前我国公路桥梁抗震设计规范中的问题,以及提出相应的改进意见,以促进我国桥梁抗震设计水平的提升。以上就是本文对我国公路桥梁抗震设计规范所进行的全部研究分析,以供参考。

参考文献:

[1]庄卫林,刘振宇,蒋劲松。汶川大地震公路桥梁震害分析及对策[J]。岩石力学与工程学报,2009,28( 7) : 1377 - 1387。

[2]王光裕,刘保东,李鹏飞。新旧公路桥梁抗震设计规范的对比和分析[J]。工程抗震與加固改造,2010,32( 3):68 - 72 + 98。

作者简介:

杨俊(1993-10),男,汉族,籍贯:四川省巴中市,学生,硕士,研究方向:桥梁抗震

论文作者:杨俊

论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期

论文发表时间:2018/12/7

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

我国公路桥梁抗震设计规范存在的问题及改进建议论文_杨俊
下载Doc文档

猜你喜欢