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摘要:近年来,随着科学技术的快速发展,桥梁的建设越来越完善。桥梁作为重要的交通结点工程,其抗震能力越来越受到相关部门的重视。再者,因为我国是一个地震较频发的国家,所以,对城市桥梁的抗震设计非常关注。简要分析了当前震后桥梁的主要缺陷,主要解析了城市桥梁抗震设计的方法。
关键词:城市桥梁;抗震;减隔震
引言
近年来,地震灾害频发,这对楼房、桥梁等建筑造成了极大的破坏,城市桥梁是城市建筑的重要组成部分,其质量的好坏关系着人们出现的安全,地震发生时,抗震结构设计起着重要的保护人们生命财产安全的作用,这也考验了相关人员的设计水平。本文分析了地震对桥梁的危害以及震害现象,希望通过这些内容可以有效的提高我国城市桥梁抗震结构设计的质量,增强城市桥梁的抗震性能,从而保证人们的出行安全。
1城市桥梁震害分析
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。对于城市桥梁而言,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。所以可见地震给城市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。
2城市桥梁抗震的要点
2.1设计原则
城市桥梁的设计是在满足设计要求的强度和刚度的前提下,还对桥梁结构和形状的美观性进行完美的设计。以往桥梁的设计主要从自然灾害对桥梁的影响进行考虑,往往忽视了桥梁的防震和隔震效果,随着经济的不断发展,桥梁技术也在不断地更新发展,在对桥梁进行防震设计时,要对桥梁的总体强度进行提升,提高重要部位的性能来达到隔震的效果。在对桥梁进行抗震设计时,必须掌握抗震设计的基本原则,采用合理的措施对城市桥梁的抗震进行设计。在抗震方面,要想桥梁的抗震性得到很好的发挥,首先,桥梁的结构必须具有合理的抗震传播途径和设计桥梁的计算简图;其次还要有合理的承载能力分布,避免局部发生变化影响桥梁较弱的部位;最后,桥梁应该有很好的变形和耗能能力,能承受自然灾害对其的影响。只要严格的做到以上几点,桥梁的抗震性才能够得到很好的保证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,在设计桥梁结构时,根据几何线性上来看,桥梁必须是直的,桥墩的高度要相差较小,因为,在发生地震时,弯桥和斜桥随着地震的发生反应会很复杂,如果桥墩的高度相差很大,就会影响桥墩的刚度,刚度大的桥墩就会遭到地震的严重破坏。在结构上,桥梁的跨径要尽量小,这样才能降低桥墩承受的轴压,保证桥梁的延性,避免地震发生时,因承受压力大发生变形。
3.2减隔震方法
减隔震方法是城市桥梁设计过程中一种抗震设计方法,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。
3.3节点抗震设计
节点是连接桥墩和盖梁的传力构件,是保证整个结构良好工作的关键部位,属于能力保护构件。因此,对其强度和刚度要求都较高。在桥梁结构中,如果桥墩和盖梁刚度比较接近,则在地震作用下,结构受到侧向赓性力作用,节点核心区箍筋受力很大,容易出现节点刚度退化。一方面会导致节点核心区混凝土剪切破坏;另一方面又会导致桥墩内力重分布,墩底截面弯矩加大,更快达到屈服状态,降低桥梁结构横桥向整体的抗震能力。而在盖梁和桥墩抗弯刚度相差较大时,在地震横桥向作用下,墩底和墩顶部位的塑性铰更容易形成,节点部位相对更加安全,符合能力抗震设计思想。当节点部位出现刚度软化以后,对墩顶截面的约束减弱,从而导致墩顶截面弯矩减小。在桥梁结构中,节点构造形式与房屋框架结构中的节点相差较大,而且桥梁结构在横向地震作用下主要依靠墩柱的延性发生变形,而不是依靠盖梁的延性,因而不能套用房屋框架结构节点抗震设计。但是毫无疑问的是,桥梁节点部位属于能力保护构件,在地震作用下需要保持较高的强度和刚度。
结束语
城市桥梁是城市中的重要建筑,每天在桥梁中通过的人流与车流量较大,保证其质量与安全对保证人们的生命安全有着重要的作用。地震灾害是对城市桥梁最大的破坏力,这也考验了其抗震结构设计的质量,提高城市桥梁的质量可以在地震发生后起到帮助救灾的作用,桥梁的安全可以保证救灾车辆的通行,通过加强抗震结构的设计,可以增加桥梁的稳定性,可以减少其在地震中受到的破坏,所以,有关人员一定要提高专业技术,增强桥梁的抗震性,提高人们的生活质量。
参考文献
[1]曹友伟.桥梁设计中的抗震设计要点探讨[J].城市建筑,2018(33):258.
[2]乔东华,王磊.桥梁结构抗震分析方法研究[J].山西科技,2018(1):151-153.
论文作者:潘常建
论文发表刊物:《建筑实践》2019年10期
论文发表时间:2019/9/2
标签:桥梁论文; 结构论文; 城市论文; 节点论文; 桥墩论文; 地基论文; 刚度论文; 《建筑实践》2019年10期论文;