桥梁抗震概念设计？公路桥梁抗震设计及加固技术研究

本文目录

• 桥梁抗震概念设计
• 公路桥梁抗震设计及加固技术研究
• 桥梁抗震设计中的计算方法主要有哪些各有什么特点
• 桥梁是如何抗震的桥梁抗震原理
• 桥梁的抗震试验类型
• 桥梁抗震设计方法
• 桥梁抗震性能最好的是什么结构
• 桥梁节点部位的抗震解析
• 公路桥梁抗震加固技术的应用
• 公路桥梁抗震设计的细则分析

桥梁抗震概念设计

桥梁抗震概念设计是非常重要的，了解设计的初衷是为了更好的保障使用安全，每个细节的处理都很关键，要结合实际。中达咨询就桥梁抗震概念设计和大家说明一下。桥梁是交通生命线工程中的重要组成部分，震区桥梁的破坏不仅直接阻碍了及时救灾行动，使得次生灾害加重，导致生命财产以及间接经济损失巨大，而且给灾后的恢复与重建带来困难。在近30年的国内外大地震中，桥梁破坏均十分严重，桥梁震害及其带来的次生灾害均给桥梁抗震设计以深刻的启示。在以往地震中城市高架桥或公路上梁桥的墩柱的屈曲、开裂、混凝土剥落、压溃、剪断、钢筋裸露断裂等震害，桥梁防震越来越受到各国工程师的重视。1.典型桥梁震害简介历史上发生的大地震给人们带来了巨大的生命财产损失，促使人们去研究和了解这种特殊的自然灾害，探讨减轻震害的对策和方法。至20世纪60年代世界性的地震工程研究与结构抗震理论研究已取得了较大进展，大多数国家根据本国国情，制定了相应的结构抗震设防原则与抗震设计规范。但是，1971年圣费南多地震(M6.6)；1989年美国洛马普里埃塔地震(M7.0)；1994年诺斯雷奇地震(M6.7)以及1995年日本阪神地震(M7.2)均为中等强度的地震，而桥梁的破坏却十分严重。这迫使各国工程师对桥梁震害进行分析，对结构的抗震设防标准与抗震设计原则提出新观点。下面简要介绍几个典型的桥梁震害。1999年台湾地震中乌溪桥南下线桥墩受剪破坏情况(见图1)。1995年日本阪神地震中阪神高整线在神户市内高架桥的倒毁，一共18根独柱桥墩被剪断，长500m左右的梁部侧向倾倒(见图2)。阪神地震中西宫港大桥系杆拱主跨的东连接第一跨的引桥由于支座抗剪承载力不足而破坏导致落梁破坏(见图3)。1989年美国洛马普里埃塔地震中高整公路880号线塞普里斯高架桥。地震中该桥有一段800m长的上层桥面因桥墩断裂塌落在下层桥面上，上层框架完全毁坏(见图4)。2.桥梁震害分析桥梁上部结构由于受到墩台、支座等的隔离作用，在地震中直接受惯性力作用而破坏的实例较少，由于下部结构破坏而导致上部结构破坏则是桥梁结构破坏的主要形式，下部结构常见的破坏形式有以下几种：(1)墩台位移使梁体由于预留搁置长度偏小，使得桥跨纵向位移超出支座长度而引起落梁破坏；(2)支座在地震作用下由于抗剪承载力不足而破坏，导致落梁；(3)配筋设计不当，承载力不足，引起结点部位破坏；(4)墩柱失效引起落梁破坏。3.关于桥梁抗震概念设计的一些想法建筑结构抗震设计有如下原则：强柱弱梁：要求同一结点柱端截面受弯承载力总和大于梁端受弯承载力总和；强剪弱弯：控制截面的抗剪承载力大于抗弯承载力；强结点弱构件：梁柱结点是保证结构整体性和关键部位，要保证结点有足够的强度和刚性，建筑结构抗震的一般原则同样适用于桥梁结构。如前所述，桥梁在地震中往往下部结构破坏，所以在抗震设计中桥墩比桥梁重要。并且桥墩是桥梁结构中最重要的承重构件，桥墩破坏将导致整个桥梁结构的倒塌。在地震作用下，它是压、弯、剪构件，其变形能力不如以弯曲作用为主的梁，因此要使桥梁结构具有较好的抗震性能，应该确保桥墩有足够的承载力与延性。即从桥梁整体结构的角度出发进行桥梁抗震设计，应该要求“强墩弱梁”。如今人们对地震的研究还有待深入，提高结构的变形能力，增加结构延性，提高结构耗能能力对于改善结构的抗震性能有着重要的意义。结构的弯曲破坏是塑性破坏，发生弯曲破坏时，钢筋屈服形成塑性铰，从而具有塑性变形能力，构件表现出很好的延性，而且结构的塑性变形使得刚度下降，其所分担的地震作用也相应减少。当结构发生弯曲破坏时可以有效地通过变形来吸收和耗散能量。而结构剪切破坏时，其破坏形态是脆性破坏或者延性很小，不能满足桥梁延性设计的要求。桥墩在地震作用下要有足够的延性，其控制截面处的抗剪承载力要大于抗弯承载力，在弯曲破坏之前不发生剪切破坏。即从个别受力构件的角度出发进行桥梁抗震设计应该要求受力构件“强剪弱弯”。以往的桥梁震害中，支座破坏引起桥梁结构塌落毁灭屡见不鲜，它历来被认为是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节。城市高架桥梁柱的结点，桥墩与盖梁的结点，桥墩与基础等结点也经常发生破坏。结点是保证结构整体工作的重要构件，在地震作用下结点受到水平、竖向剪力和弯矩的共同作用，受力复杂，并且一旦受损难以修复。由于结点受力复杂，目前美国的AASHro规范，欧洲的Eurocode规范和我国的公路抗震设计规范对结点的设计和构造都没有特别的规定。在桥梁抗震设计中除了要保证桥墩、桥梁有足够的承载力和延性外，还要保证桥梁节点有足够的承载力，避免节点过早破坏。即“强节点，弱构件”。4.结语(1)如今人们对地震作用的研究还有待深入，单从理论上进行抗震设计的方法不可取，桥梁工程师要从震害中吸取教训，凭借经验进行概念设计在桥梁抗震设计中显得尤为重要。(2)桥梁震害多种多样，包括桩基折断，地层不均匀震沉陷，砂土液化等，文中只简要介绍了桥墩、支座、结点的震害。(3)无论桥梁结构还是建筑结构其受力构件的受力性质都是拉、压、弯、剪、扭的一种或几种的组合，两种结构具有相似性，建筑结构中的一些成功经验同样可以用于桥梁结构中。桥梁抗震概念设计是非常重要的，了解设计的初衷是为了更好的保障使用安全，每个细节的处理都很关键，要结合实际。***隐藏网址***

公路桥梁抗震设计及加固技术研究

近些年来，在我国乃至世界地震灾害频频发生，公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重的破坏，为了在灾害中减轻公路桥梁的损害程度，我们都觉得有必要增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震的研究。在桥梁的设计与施工当中对桥梁的抗震能力有着特殊的要求，要做到预防为主兼顾治理，对现有的桥梁做好全面的调查，建立档案，做好抗震设计工作，开展桥梁的抗震设计理论研究和试验，做好抗震强度和稳定的设计工作，满足抗震要求。　　一、桥梁的震害原因分析　　现结合国内外以往的地震，大部分桥梁都会受到不同程度的破坏，分析其震害原因，主要有以下几点：　　1.桥台震害其主要表现为桥台与路基一起滑动并移向河心，以致桥头、重力式桥台的胸腔及桩柱式桥台的桩柱不同程度沉降、开裂、倾斜和折断等。另外，桥头的沉降会导致翼墙损坏并开裂，而重力式桥台胸腔开裂会引起整个台体被移动并下沉。　　2.桥墩震害在地震力作用下桥墩会不同程度的倾斜、沉降、滑移、开裂、剪断和钢筋裸露扭曲。　　3.支座震害根据以往工作经验，会发现某些桥梁的支座设计并未充分考虑抗震的需求，如某些支座形式和材料上存在缺陷、在构造上连接与支挡等构造措施不足等，以致支座在地震力作用下会发生较大的变形和位移。　　4.地基与基础震害在地震力作用下地基中的砂土会被液化，以致地基失效，基础沉降或不均匀沉降，从而导致地面较大变形，地层发生水平滑移、下层、断裂等。地基与基础震害会使桥梁发生坍塌，给震后修复工作带来困难。　　5.梁的震害梁的震害主要是有桥台震害、桥墩震害、支座震害等引起的，其主要表现为主梁坠落，这也是最严重的震害现象。　　二、关于桥梁的抗震设计　　1.体系的整体性和规则性　　桥梁的整体结构要协调，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性结构可有效防止构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。不管是在平面还是在立体上，结构的设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称，避免突然变化。　　2．提高结构和构件的强度和延性　　桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。　　3.强度安全度差异适中　　能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件与不同破坏模式之间建立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑工程抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。　　4.设置多道防线　　尽量使桥梁设计成具有多道抵抗地震侧向力的体系，在高强度的地震中，一道防线遭到破坏后，则有另一道防线可以支撑着桥梁，不至于使桥梁出现倒塌的现象。因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。　　5.多阶段设计方法　　随着对地震产生机理、地震动特性以及地震作用下各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同，促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。　　三、桥梁抗震加固技术　　地震波传到地基，使桥梁因受地震的影响而引起垂直和水平运动，导致桥梁桥体也会因此产生垂直和水平运动。桥体结构同时增加地震的荷载惯性力，加大他的变形和受力。竖直的惯性力只对不对称的、双悬臂结构的桥产生较大的地震力。　　1．1伸缩缝加固　　设置拉杆是针对桥梁结构出现位移时的一种有效方式。其在限制结构位移的同时，也可在相邻框架间传递纵向地震力。他们之间的相互作用是复杂的，并不能用简单的弹性分析方法就能获得结果，基于伸缩缝相对复杂的模型进行的非弹性动力分析，表明他们的最大纵向位移可以通过一定的公式计算出来。另外，可使用的方式还有拓宽支撑面，螺旋连接等方式进行加固。　　1.2落梁抗震加固　　落梁抗震加固可以从两方面入手，一方面是纵向落梁的抗震加固，一方面是横向落梁的抗震加固。横向落梁加固方面通常采用钢丝绳横向连接加固，另外可用横向挡板方式进行加固。　　1.3结构抗弯能力加固　　加固效果问题，与桥梁上部结构加固方法相类似，同时应确定上部结构强度在发挥出来时所需要的变位程度是否会落在桥台上，即地震是否被限制在纵向反应范围之内；上部结构是否有足够的延性承受等。此种方式主要从以下两个方面入手：提高强度问题：减少作用力。　　2.1拱桥上部结构抗震加固技术与方法一般来讲，大跨径拱桥比小跨径拱桥更容易遭受地震破坏；高墩台比低墩台更容易遭受地震破坏；多孔连续拱桥比单孔桥更容易遭受地震破坏；双曲拱桥比板式拱桥更容易遭受地震破坏，这些都要引起足够的重视。拱桥的加固，主要以整体加固为主，并对薄弱部分进行强化处理。　　1）石拱桥的加固中，在拱圈跨中，1/4跨处增设三道钢板、钢筋混凝土、预应力混凝土锚箍拱圈，对于拱上建筑的处理与梁式桥的处理方式相同。　　2）双曲拱桥的加固。在拱波个拱肋之间的裂缝，可以用环氧混凝土、混凝土进行压浆处理；拱板上增设钢筋网并用混凝土填筑，厚度应达10cm；钢筋网的搭接应保证了拱圈的整体性；拱肋之间采用加强筋或梁进行连接；对桥墩、桥台的放拱脚处采用加强钢筋再浇筑混凝土进行增强处理，此时要注意负弯矩作用的影响。　　2.2桥梁下部结构抗震加固技术与方法　　在桥梁抗震加固设计中，基础加固可能是最昂贵的，所以，根据原来结构的受损状况，考虑到在受力状态下地震对整体结构的影响，确定出加固方法。除了地基土液化及斜坡上土体体滑移所引起损害外，其他应进行基础专项性考虑。　　1）加固盖梁一柱节点区。其主要方法有减少盖梁中的地震力作用；提高盖梁的抗弯强度；提高盖梁的抗剪强度；提高盖梁的抗扭强度；修复的可行性处理；连接节点预加力应力；用外套层加固结构连接点；更换节点；　　2）提高基础稳定性。在地震中，基础摇摆可以认为是隔震的一种措施，说明这种隔震方式有效的削减了桥墩和上部结构的地震影响。主要使用的加固方法有：锚杆法；增大基脚平面尺寸法；增设阻尼装置法；连续梁法；　　3）提高基础抗剪能力。　　四、结束语　　总之，桥梁的抗震设计及抗震加固技术是一项很复杂的工程，我们应该充分吸收国外已有的研究成果，针对我国桥梁的实际情况，开展必要的试验研究和理论分析工作。以更好的实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准，确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度，使公路交通成为安全、可靠的“生命线工程”。***隐藏网址***

桥梁抗震设计中的计算方法主要有哪些各有什么特点

桥梁抗震设计中的计算方法主要包括静力分析法、动力分析法和时程分析法，特点介绍如下：。

1、静力分析法：是一种基于静态平衡原理的计算方法，适用于简单、刚性结构的抗震设计。该方法计算简单，不需要考虑振动频率和阻尼等因素，但是无法反映动态响应和非线性效应等因素。

2、动力分析法：是一种基于结构动力学理论的计算方法，可以考虑结构的振动频率和阻尼等因素，适用于中等复杂度的结构抗震设计。该方法可以反映结构的动态响应和非线性效应，但是计算量较大，需要大量的计算资源和专业知识。

3、时程分析法：是一种基于地震动力学理论的计算方法，可以考虑地震波的时程特征和结构的非线性效应，适用于复杂、非线性结构的抗震设计。该方法可以反映结构的动态响应和非线性效应，但是计算量非常大，需要大量的计算资源和专业知识。

总之，在桥梁抗震设计中，不同的计算方法具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况选择合适的方法进行计算和分析，以提高桥梁的抗震能力和安全性。

桥梁是如何抗震的桥梁抗震原理

下面是中达咨询给大家带来关于桥梁抗震原理的相关内容，以供参考。桥梁抗震的两大方法是隔震和耗能。隔震原理下的延性设计和隔震设计已经被规范收录采用，而采用耗能原理的各种阻尼器还未在规范中体现，所以我们说说阻尼器。其实基于耗能原理的减震设计已经被建筑规范采用10多年，可以相信阻尼器和阻尼支座在桥梁上一定会有应用空间。▲粘滞阻尼器。根据流体运动，特别是当流体通过节流孔时会产生粘滞阻力的原理而制成的，是一种与刚度、速度相关型阻尼器。（粘滞阻尼器采用内填硅油的油缸式结构，通过活塞的往复运动带动内部硅油的流动，进而产生阻尼效果）粘滞耗能阻尼器的研发和应用，等于给建筑或桥梁装上了"安全气囊"。在地震来临时，阻尼器最大限度吸收和消耗了地震对建筑结构的冲击能量，大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。***隐藏网址***

桥梁的抗震试验类型

静力试验、地震模拟试验、加固试验。1、静力试验。对选定的混凝土桥墩进行静力试验，测定其受力性能和变形性能。2、地震模拟试验。通过地震模拟试验，模拟地震作用下混凝土桥墩的受力和变形情况，评估其抗震性能。3、加固试验。对不同类型的混凝土桥墩进行加固试验，评估加固后的抗震性能。

桥梁抗震设计方法

一、工程概况工程为江苏南通中心河路大桥，该桥横向为双幅布置，其中单幅桥跨径布置为（4×30）+（42.5+70+45）+（3×30）m，上部结构主桥采用变截面预应力混凝土连续箱梁，墩顶梁高4.2m，跨中梁高为2.0m，梁高变化按照抛物线方式，引桥为等高度预应力混凝土连续梁桥，梁高为2.0m.单幅面宽15.0m，箱梁底宽9.5m，为单箱直腹板截面。桥梁上部结构采用双向预应力体系，即纵向与竖向预应力，纵向预应力采用Ф15.24钢绞线，竖向预应力采用JL32螺纹钢筋。支座采用抗震系列盆式橡胶支座，下部结构为双柱式桥墩，墩柱为矩形截面，墩高最大为8.2m。二、建模计算全桥抗震计算采用MIDAS/civil有限结构主梁、下部桥墩、桩基础等采用支座空间梁单元模拟，考虑桥台尺寸及刚度相对较大，故采用支座约束模拟。模型中桩基础考虑桩土间相互作用，采用“M法“计算土弹簧刚度，并模拟土的抗力系数。盆式支座采用连接单元模拟，支座刚度及恢复力模型参照抗震细则选取。模型中对结构的刚度、质量、阻尼进行了合理的模拟。有限元模型如图1。图1计算模型三、反应谱计算本桥位于6度地震区，按照7度地震设防计算，E1作用时，特征周期0.40s，调整值为0.55s，全桥阻尼取0.05.抗震计算按照08细则做E1及E2作用分析，本桥梁工程为规则桥梁，具体地震作用以反应谱法进行分析计算，地震力按照水平向考虑纵向及横桥向两个地震作用工况。四、抗震验算按照08公路桥梁抗震细则规定，B类桥梁必须进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震设计验算。1.E1地震作用下验算E1地震作用下，结构在弹性工作范围内，基本不损伤，因此应对桥墩结构的强度进行验算。具体为顺桥向及横桥向E1地震作用效应组合后，按照《公路桥梁设计规范》中偏心受压构件对桥墩强度进行验算。利用软件的抗震验算功能进行验算，经验算，E1作用下各桥墩强度均能满足要求。2.E2地震作用下验算（1）在E2作用下应对桥墩截面长宽比小于2.5的矮墩进行强度验算，验算方法同桥墩在E1作用下的强度验算。（2）E2作用下桥墩变形验算，根据08抗震细则，对于规则桥梁应验算E2作用墩顶位移，验算公式为△d≤△u，△d为地震墩顶位移，有E2作用反应谱计算得到，△u桥墩容许位移，通过静力弹塑性分析计算得到验算结构如表1.表1E2作用墩顶位移验算E2作用下桥墩可能进入塑性变形阶段，墩柱位移需采用有效刚度计算，截面有效抗弯刚度为：，EC为桥墩弹性模量（KN/m2），为桥墩有效截面抗弯惯性矩（m4），My为屈服弯矩（KN.m），Фy为等效屈服曲率（1/m）。（3）墩柱塑性铰区抗剪强度验算：根据08抗震细则，桥墩在E2作用应作为能力保护构件设计，应验算其塑性铰区抗剪强度。验算公式为：其中：VCO为剪力设计值（KN）。MXC为墩柱下端截面按实配筋，采用材料强度标准值和最不利轴力计算的顺桥向或横桥向正截面抗弯承载力所对应的弯矩值（KN.m）：Hn为一般取墩柱净长度（m）;Ф0为桥墩正截面抗弯超系数，Ф0=1.2;=26.8MPa;Vs为箍筋提供的抗剪能力（KN）。Ae为核心混凝土面积（cm2）;SK为箍筋间距（cm）;fyh为箍筋抗拉强度设计值（MPa），fyh=280MPa;b为沿计算方向墩柱宽度（cm）;Ф为抗剪强度折减系数，Ф=0.85。将各桥墩数据代入计算公式可以得出验算结果见表2。表2E2作用墩柱塑性铰抗剪强度验算结论通过以上对连续梁桥的抗震分析计算，可以明确以下几点：（1）分析模型中应合理模拟桩土间相互作用，一般可以采用“M”法来模拟，在软件中可以通过弹性连接来实现。（2）应考虑桥面系二期恒载的影响，并转化为质量。（3）支座采用一般连接模拟，支座各方向刚度及滞回性质，应按照抗震细则及支座实际的属性来准确输入。（4）振型分析数量应保证在各计算方向上获得不小于90%***隐藏网址***

桥梁抗震性能最好的是什么结构

钢结构桥梁。钢结构的桥梁抗拉、抗压、抗剪钢材的塑性和韧性好，使钢结构桥梁的抗震性能好，强度相对来说较高，钢构件断面小、自重轻。强度高，适于建造荷载很大的桥梁。钢结构桥梁即采用钢结构建造的桥梁，一般这种桥梁整体用钢量达50%以上称为“大型钢结构桥梁”。

桥梁节点部位的抗震解析

下面是中达咨询给大家带来关于桥梁节点部位的抗震的相关内容，以供参考。基于震害现象和有关实验与理论研究，结合能力抗震设计的思想，按照我国公路桥梁的特点，探讨影响极限强的因素，并提出抗震设计的方法，具有重要的论意义和工程应用价值。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。本文结合我国公路桥梁的特点，对影响极限强的因素做出了探讨，具有重要的论意义和工程应用价值。一、我国桥梁节点受力特点点的受力机理受到多种因素的影响，包括:混凝土强度，钢筋屈服强度，核心区内箍筋的构造以及梁柱主筋的锚固状况等。在正常配筋的情况下，节点核心的受力过程，一般经历以下四个阶段:（一）初裂当加载使核心区出现第一条斜裂缝时，称为核心区初裂阶段。此时箍筋应力水平很低，节点可认为处于弹性工作阶段，节点剪力主要由混凝土承担。（二）通裂初裂后继续增加荷载，节点核心区中部陆续出现第二条、第三条斜裂缝，将核心区分割成若干小块，然后逐渐形成贯通节点核心对角线的主斜裂缝。通裂时节点内箍筋应力很快增加至屈服应力，节点进入弹塑性阶段，刚度明显降低。试验显示，通裂时的承载能力约为极限承载能力的80%左右。（三）极限通裂后外荷载还可以继续增加，核心区裂缝宽度越来越宽，结构变形明显加大，核心区剪切变形成倍增长。混凝土保护层开始起壳、剥落。此时承载能力达到最大值，称为极限阶段。极限时节点内箍筋几乎全部屈服。（四）破损虽然变形持续加大，但是节点承载能力开始降低，核心区混凝土大块剥落。破损时节点的承载能力约为极限时的80%一90%。二、加强节点强度在地震作用下，希望塑性铰出现在梁端，这样就不会引起高层结构太大的侧向变形，避免了倒塌的后果。但是在桥梁结构中，如果梁端出现较大的转角，就会引起桥面系极大的破坏，甚至使桥梁结构完全丧失使用功能，这是人们所不愿看到的。因此在桥梁抗震设计中，一般选择塑性铰出现在桥墩中。由于桥梁结构都是单层或者双层，即使墩柱中出现塑性铰，在设计预期的地震作用下，只要墩柱的延性能力满足塑性铰转角的需求，都不会引起倒塌的后果。对于桥梁节点部位的抗震要求，则与建筑抗震规范一致。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。（一）在由桥墩和盖梁组成的框架结构中，在横向地震作用下，塑性铰可能出现在墩底截面，墩顶截面，节点，梁端截面。根据能力抗震设计思想，盖梁的极限强度一般要比桥墩截面大，如果盖梁中配有预应力筋，其极限强度会更大，因而一般不会称为结构的薄弱环节。在横向作用力增大的过程中，墩底截面弯矩最大，首先进入屈服状态。在墩底截面出现塑性铰以后，截面上的弯矩会保持平稳状态不再增长，而墩顶截面的弯矩会随框架变形的增加而持续增大，节点核心区域内的箍筋应力也会随之增加直至屈服。此时，节点区域的刚度出现退化，会削弱对墩顶截面的约束，甚至形成铰接约束，从而引起结构中的内力重分布，使结构侧向变形加速变大，对结构横向抗震性能是很不利的。节点核心区的箍筋如果在墩底截面的塑性铰出现以前就进入屈服，会削弱对墩顶截面的约束，甚至形成铰接约束，从而引起结构中的内力重分布，墩顶截面弯矩减小，墩底截面弯矩增大，使得墩底更快进入屈服状态，从而降低框架结构的横向抗震性能。（二）在不同的纵筋配筋率下，墩底截面总是首先进入屈服状态，梁端截面基本不屈服，在配筋率小于3%时，墩顶截面也会达到屈服，当配筋率超过3%时，墩顶截面并未达到屈服状态。这说明在不同的配筋率下，节点部位并不是保持相同的刚度。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。（三）节点区域的配箍率对结构的横向抗推极限承载能力影响并不大，这是因为计算中假定梁柱中延伸入节点区域的主筋和混凝土粘结良好，核心区混凝土所承受的剪力都能完全传递到主筋中去。这样梁柱的主筋就承担了节点核心区中的剪力，因而箍筋的作用体现不明显。事实上在混凝土开裂以后，随着裂缝的发展，主筋与混凝土之间的粘结恶化导致滑移的产生，混凝土中的剪力就不能完全传递到主筋，此时就需要依靠节点中的箍筋承担抗剪作用。如果箍筋配置过少，节点就无法将上部结构的惯性力传递到桥墩中去，节点核心区出现脆性剪切破坏，对结构抗震非常不利。节点核心区内的竖向箍筋始终应力很大，其主要原因，是因为靠近节点外侧承托附近的竖向箍筋，为了要平衡小斜压杆中的压力，内力很大，很容易就达到屈服，在设计中需要给予重视。节点核心区中配置适量的箍筋，除了能起到约束混凝土，提高混凝土强度的作用以外，在混凝土开裂后能箍筋直接参与受力，是保证节点裂缝不会充分开展，刚度不出现急剧退化的有效措施。综上所述，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。三、结语在由桥墩和盖梁组成的框架结构中，在横向地震作用下，塑性铰可能出现在墩底截面、墩顶截面、节点和梁端截面。盖梁的极限强度一般要比桥墩截面大，如果盖梁中配有预应力筋，其极限强度会更大，因而一般不会成为结构的薄弱环节。在横向作用力增大的过程中，墩底截面弯矩最大，首先进入屈服状态。在墩底截面出现塑性铰以后，截面上的弯矩会保持平稳状态不再增长，而墩顶截面的弯矩会随框架变形的增加而持续增大，节点核心区域内的箍筋应力也会随之增加直至屈服。此时，节点区域的刚度出现退化，会削弱对墩顶截面的约束，甚至形成铰接约束，从而引起结构中的内力重分布，使结构侧向变形加速变大，对结构横向抗震是很不利的，这些都是在实际施工中应该注意的地方。***隐藏网址***

公路桥梁抗震加固技术的应用

公路桥梁抗震加固技术的应用是非常重要的，了解技术以及应用才能在实际施工中发挥作用，每个细节的处理都很关键。中达咨询就公路桥梁抗震加固技术的应用和大家说明一下。我国的地理位置使得我国部分地区处于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，个别地区地震发生几率高，作为经济命脉的交通干线也同样是地震发生时救灾的生命线。桥梁作为交通的重要组成部分，是地震灾害发生时容易损坏的一个环节，成为制约公路交通发挥作用的关键部位。近年来我国多次大地震的发生中，均造成了桥梁的严重损坏，间接导致了更大的生命和财产损失，因而加强我国公路桥梁的抗震加固工作具有着十分重要的意义。一、我国公路桥梁抗震加固技术的现状近年来世界各国都加大了对公路桥梁抗震加固技术的研究，我国的抗震加固技术是在借鉴其他国家先进技术的基础上建立起来的。我国的抗震评估主要包括优先研究和结构分析两个阶段。第一个阶段主要确定需要进行抗震加固的结构，第二阶段对该结构进行相应的抗震加固结构分析。在抗震评估的第一阶段主要需要分析该结构的作用、特点、易损性和结构基础、场地的土质等各项特征等等；第二阶段要对该结构进行抗震性能的评估，尽可能明确其性能和地震作用下的状态以便于选择合适的抗震加固技术和措施。二、公路桥梁地震情况下损坏的原因1.地震发生时地面地质产生巨大的变化导致桥梁的损坏，如地裂、断层导致的北川县龙尾大桥的损坏。2.地震使得砂土液化，使得桥梁的地基受损而引起的损坏。3.地震时由于地震产生的作用力使得桥梁结构受力超限形成不同程度的损坏。4.曲线桥梁自身结构形式的特点使得其在地震时容易由于自身上部中心偏离造成损坏甚至倒塌。5.地震时产生的塌方和滑坡等灾害对公路桥梁的冲击造成公路桥梁的损坏桥梁。6.公路桥梁自身施工质量不过关，使得地震时造成桥梁损坏。三、公路桥梁抗震的建议1.桥梁选址时就需要明确知道地区的地震烈度、地形地貌等地质条件，避开可能产生严重崩塌、滑坡、砂石液化的区域以及可能在地震时坍塌、沉陷的溶洞、暗河等地区，充分考虑其可能对于桥梁的影响。2.在地震多发区域建设公路桥梁时需要尽量选择结构简单、稳定性好的桥梁形式，并且主要对桥梁连接部位进行加强加固。四、公路桥梁抗震加固技术的应用对公路桥梁进行抗震加固首先是防止桥梁倒塌，然后是尽量控制损坏程度。桥梁弹性设计的上部结构是抗震加固的重要环节，提供稳定支持的下部结构是抗震加固的基础。桥梁上部结构的抗震加固地震时上部结构的损坏主要是由于下部结构不稳和桥段间撞击引起的，对其进行加固是为了避免上部结构造成落梁破坏。1.伸缩缝加固技术（1）地震发生时桥梁间框架容易因为不同相位移动造成框架在铰处发生碰撞或是铰连接分离，前者造成的损伤一般影响较小，后者则有可能导致落梁情况的产生。常用方法是通过缆索约束装置来加固简支钢梁，缆索在设计时要考虑减少占用下部路面和梁间的竖向净空。需要纵向位移比有效支座的宽度还大时，可以结合使用加宽墩帽支座和缆索加固简支钢梁两种措施。由于地震中相邻跨的相对位移不会有简支桥梁大，用缆索加固的方式就不适用于多跨连续桥梁，而适用于多跨简支桥梁。还有种加固钢梁的办法是把腹板用拼接板相连使钢梁保持连续。另外，国际上多使用限位器来安装在相邻跨各个方位以连接支座来限制相对位移，比较先进的是使用记忆性合金限位器，该限位器具有极强的弹力，能够承受更大的变形，可能有效限制相对位移。（2）当钢梁的跨中有铰时需要加设铰的约束装置，铰支座加宽或将框架连接可以很好的避免地震时支座发生损伤。2.侧向支撑加固技术横隔梁或某种其他横向的支撑体来提供梁间侧向的刚度，由于侧向支撑要抵抗各种荷载引起的离心力，难以承受剪切键和支座承载能力那般的力。一般加固措施是额外增加接近支座的支撑或横隔梁等等。3.混凝土边梁加固技术边梁可以连接相邻排架来提高混凝土桥梁的纵向抗震能力。单层桥梁结构可以加强外伸墩帽并保持弯曲固定连接和柱顶的扭转，或是将柱顶进行铰接来避免外伸梁扭曲；双层桥梁结构要加强边梁的强度和刚度来避免损伤。桥梁下部结构的抗震加固桥梁下部结构损坏一般指的是桥墩等桥梁基础的失效，桥台、桥墩等在地震时承受不住地震力和自身惯性力就会造成开裂、折断的情况。桥墩抗震加大的技术主要是加大截面和加设纤维、钢板，还可以进行桥墩的延性设计来避免桥墩过大的损坏。混凝土结构的桥梁可用多种纤维、复合材料加固法等多种方法进行加固，砖石结构的桥梁可用钢板和混凝土衬套方法进行抗震加固。1.柱罩技术柱罩技术可有效提高桥墩的抗震性。首先是钢罩，用钢板焊接成柱子的套管可以提高柱子的抗弯、抗剪能力，对于圆形或方形的桥墩柱可以用圆形钢罩，对矩形的桥墩柱可使用椭圆形的罩，另外为了避免钢罩承受支座反力，在桥墩柱顶部留有不小于50mm的间隙；其次是混凝土罩，在需要不改变桥墩柱形状时可以用混凝土罩来加固桥墩柱，先在桥墩柱表面用钢筋包住环箍钻入柱子里，然后用混凝土浇筑；第三种是高级复合材料罩，这种罩子的科技水平较高，不仅大大提高桥墩柱的抗震能力，还可以保持桥墩柱的原有形状，通常用CFRP、FRP等对桥墩柱进行加固，可以加强桥墩柱抗侧向变形和延性，CFRP对已有裂缝的柱子加固效果特别好，FRP可以显著改善柔性桥墩的性能。2.填充墙技术填充墙可以提高多柱桥梁桥墩柱的横向能力，不仅费用比较小，还可以对桥墩柱横向位移进行限制。3.支座的加固技术尽量不使用刚滚轴式支座，使用铅芯橡胶垫支座或隔震支座可以保障支座的抗震性，支座比较不易损坏。4.帽梁加固技术添加垫板并且施加预应力可以有效加固帽梁，避免其弯曲、剪切等。5.桥台加固技术填塞横隔梁与背墙间的夹缝，加设支座延长装置可以有效加固桥台。6.基础加固技术均匀加宽基础或是增加基础覆盖层，还可以连接基础、承台、桩，或是固定基础锚等可以有效加固基础。由于基础较不容易损坏且加固的费用较高，一般采取的抗震加固措施比较少。总结：国际上对于桥梁抗震加固技术的应有已取得了相当的进展，近年来我国频发的地震灾情才使得公路桥梁建设者们对桥梁结构抗震加固技术的应用产生足够的重视，我国的公路桥梁抗震加固工作需要充分借鉴国外的先进经验和技术，并大力开展自身对相关技术的研究和应用，以确保我国的公路交通成为经济发展和抗震救灾安全、可靠的生命线。***隐藏网址***

公路桥梁抗震设计的细则分析

我国早在1990年1月1日就颁布施行了《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)，使用至今已长达将近20年，许多方面已显得落后，不能满足我国公路桥梁快速发展和建设的需要。在此期间，国内外公路桥梁抗震技术有了长足的发展，而且，从国外的情况来看，美国、日本等发达国家都有专门的桥梁抗震设计规范。因此，经过长时间的准备、讨论与修正，交通运输部将公路桥梁抗震设计的要求和规定单独成册，终于在2008年8月29日发布并于2008年10月1日正式实施了《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)，以供公路桥梁设计部门进行抗震设计时遵循。《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)较《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)在设计思想、安全设防标准、设计方法、设计程序和构造细节等诸多方面均有很大的变化和深入。1.桥梁抗震设防标准抗震设防标准是桥梁结构抗震设计的最基本问题。过去的几十年的时间里，研究者和工程师都提出分级抗震设防的原则：即小震不坏；中震发生有限的结构或非结构构件的破坏；大震发生严重的结构和非结构构件的破坏，但不产生严重的人员伤亡；而在可能袭击工程场地最严重的地震作用下，结构不倒塌。这些基本的结构性能目标至今仍被大多数的设计规程所采用。但传统的作法是，只针对单一的地震作用水平进行结构的抗震设计，如《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)就是这样。现在的问题是针对每一个目标都给出相应的具体设计程序。这样一来，就需要对目前实际上还是单一水准强度抗震设计原则进行修订，采用多水准、多设防目标和多阶段的抗震设计原则。《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)参照国外桥梁抗震设防的性能目标要求，同时考虑了和《公路工程抗震设计规范》(JTG/T B02-01-2008)中桥梁抗震设防性能目标要求的延续性和一致性，规定：A类桥梁的抗震设防目标是中震(El地震作用，重现期约为475年)不坏，大震(E2地震作用，重现期约为2000年)可修；B、C类桥梁的抗震设防目标是小震(El地震作用，重现期约为50～100年)不坏，中震(重现期约为475年)可修，大震(E2地震作用，重现期约为2000年)不倒；D类桥梁的抗震设防目标是小震(重现期约为25年)不坏。《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)中桥梁的分类情况如表1所示：各抗震设防类别桥梁的抗震设防目标如表2所示：2.桥梁延性抗震设计和能力保护设计2．1 桥梁延性抗震设计延性抗震设计主要是利用结构、构件自身的延性耗能能力来抵抗地震作用，设计时是通过增加结构、构件延性来实现，对结构允许出现塑性铰的部分进行专门的延性设计。在该方法中，容许很大的地震力和能量从地面传递给结构，而抗震设计时要考虑的问题是如何为结构提供抵抗这种地震力的能力。由于《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)只采用一阶段设计，通过引入综合影响系数来折减地震力后采用弹性抗震设计，其隐含的意思是允许结构进入塑性，对结构的延性性能有相应的需求，但在设计上又没有进行必要的延性抗震设计，其延性能力能否满足延性需求是不确定的，这也是该规范存在的一个较大缺陷。因此，《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)对E2地震作用的抗震设计阶段，对延性抗震设计作了明确的规定，弥补了原规范的不足。2．2 能力保护设计《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)中引入了能力保护设计原则。1971年美国圣弗尔南多(San Fernand)地震爆发以后，各国都认识到结构的延性能力对结构抗震性能的重要意义；在1994年美国北岭(Northridge)地震和1995年日本神户(Kobe)地震爆发后，强调结构总体延性能力已成为一种共识。为保证结构的延性，同时最大限度地避免地震破坏的随机性，新西兰学者Park等在20世纪70年代中期提出了结构抗震设计理论中的一个重要原则一能力保护设计原则(Philosophy of Capacity Design)，并最早在新西兰混凝土设计规范(NZS3101，1982)中得到应用。以后这个原则先后被美国、欧洲和日本的等国家的桥梁抗震规范所采用。能力保护设计原则的基本思想在于：通过设计，使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异，确保结构构件的地震破坏只发生在预定的部位，而且是可控制的，不发生脆性的破坏模式。具体来说，就是要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力；而不利的塑性铰位置或破坏机制(脆性破坏)则要通过提供足够的强度加以避免。如今，能力保护设计思想已越来越广泛地被国内外专家学者所接受。3.桥梁减隔震设计桥梁结构减、隔震和耗能技术经过数十年的研究和开发后，已经逐渐进入实用阶段。未来桥梁结构的抗震设计规范应对这些技术在桥梁抗震设计中的应用作出具体、细致的规定。实际上，日、美、欧、新西兰等主要地震国家的桥梁抗震设计规范已经引入相应的条款。我国新的《城市桥梁抗震设计规范》和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)中也将桥梁减隔震设计单独成章，体现出其重要性。应当注意，这一技术对桥梁的实际减震效果虽有少量的验证，但其减震规律变化和经济合理性都有待深入论证。并且，隔震技术的应用并不是在任何情况下均适用。4.实例分析某桥梁总体布置为40m+40m+40m的连续刚构桥，截面是单箱单室(如图1所示)，桥宽9.3m，墩高l0m，桥墩截面如图2所示。该桥所在区域抗震设防烈度为Ⅶ度，按《中国地震动参数区划图》(GBl8306-21)规定，地震动峰值加速度为0.1g。根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)，采用Ⅱ类场地土反应谱，取结构重要性系数1.3。经计算，得出结构在恒载、《公路工程抗震设计规范》反应谱描述的地震动作用下第一跨桥墩底、墩梁刚接处、主梁跨中三个控制截面的内力。如表3所示。《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)出版及实施后，其在设计思想、安全设防标准、设计方法、设计程序和构造细节等方面的较大变化必将引起相关设计、科研人员的极大兴趣。本文分别从桥梁抗震设防标准、桥梁延性抗震设计和能力保护设计、桥梁减隔震设计等几个主要方面将之与原《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)进行比较，得出两者之间的一些不同之处，其实为抛砖引玉，以利于对新规范的理解和掌握。查询建筑企业、中标业绩、建造师在建、企业荣誉、工商信息、法律诉讼等信息，请登陆中达咨询、建设通或关注中达咨询微信公众号进行查询。***隐藏网址***