桥梁结构论文抗震性能论文
钢筋混凝土梁桥抗震性能的研究
钢筋混凝土梁桥抗震性能的研究一、研究背景随着城市化的快速发展,建设更加安全可靠的桥梁已经成为城市建设的重要任务之一。
然而,地震等自然灾害的不断发生,也对桥梁的抗震性能提出了更高的要求,因此,深入研究钢筋混凝土梁桥的抗震性能,对于提高城市桥梁的抗震能力具有重要意义。
二、梁桥结构的抗震性能1.梁桥结构的基本构成梁桥结构由桥面板、支座、梁体、墩身等多个组成部分构成。
其中,梁体是梁桥结构中最为重要的部分,它承担着桥面板和车辆荷载的重量,并通过支座和墩身传递到地基。
2.梁桥结构的抗震性能梁桥结构的抗震性能主要由梁体和支座的抗震能力决定。
梁体的抗震能力受到混凝土强度、钢筋配筋、梁截面形状等因素的影响。
支座的抗震能力取决于支座的刚度和阻尼系数。
因此,提高梁体和支座的抗震能力是提高梁桥抗震性能的关键。
三、钢筋混凝土梁桥抗震性能研究方法1.试验方法试验方法是研究钢筋混凝土梁桥抗震性能的主要手段之一。
在试验中,通过对梁桥模型的抗震试验,可以获得梁桥在不同地震作用下的受力变形规律,从而评估梁桥的抗震性能。
2.数值模拟方法数值模拟方法是研究钢筋混凝土梁桥抗震性能的重要方法之一。
通过有限元分析等方法,可以模拟梁桥在不同地震作用下的受力变形规律,从而评估梁桥的抗震性能。
四、钢筋混凝土梁桥抗震性能研究现状1.试验研究方面国内外学者对钢筋混凝土梁桥的抗震性能进行了大量的试验研究。
通过试验研究,发现混凝土强度、钢筋配筋、梁截面形状等因素对梁桥抗震性能具有重要影响。
2.数值模拟研究方面近年来,随着计算机技术的不断发展,数值模拟方法在钢筋混凝土梁桥抗震性能研究中得到了广泛应用。
通过数值模拟,可以更加直观地模拟梁桥在不同地震作用下的受力变形规律,从而更加准确地评估梁桥的抗震性能。
五、提高钢筋混凝土梁桥抗震性能的措施1.加强混凝土强度提高混凝土强度是提高梁桥抗震性能的重要措施之一。
通过增加混凝土的强度,可以增加梁体的刚度和抗震能力,从而提高梁桥的抗震性能。
道路和桥梁结构的抗震性能研究
道路和桥梁结构的抗震性能研究摘要:道路和桥梁结构的抗震性能一直是土木工程领域的重要研究方向之一。
地震是一种常见的自然灾害,对道路和桥梁结构的破坏可能导致灾难性的后果,如交通瘫痪、人员伤亡和财产损失。
因此,研究和提高道路和桥梁结构的抗震性能至关重要。
本文将综述当前关于道路和桥梁结构抗震性能研究的最新进展,包括抗震设计准则、地震模拟和结构改进等方面的内容。
通过深入了解这些方面,我们可以更好地理解如何提高道路和桥梁结构的抗震性能,以应对未来可能发生的地震灾害。
关键词:道路、桥梁、抗震性能、地震模拟、结构改进引言地震是一种具有破坏性的自然灾害,经常造成重大人员伤亡和财产损失。
在地震发生时,道路和桥梁结构通常处于最前线,因此它们的抗震性能至关重要。
为了减少地震对交通和基础设施的影响,研究如何提高道路和桥梁结构的抗震性能已经成为土木工程领域的一个关键任务。
抗震设计准则是研究抗震性能的出发点之一。
这些准则通常由国际和国家标准机构发布,旨在规定在建设道路和桥梁结构时需要遵守的抗震要求。
这些要求涵盖了材料的选择、结构设计、施工规范等方面。
通过遵守这些准则,工程师可以确保新建或维护的道路和桥梁结构具有一定的抗震性能。
地震模拟是另一个关键领域,用于研究道路和桥梁结构的抗震性能。
通过使用数值模拟技术,工程师可以模拟不同强度的地震事件对结构的影响。
这种模拟有助于确定结构的脆弱点,并指导改进措施的制定。
地震模拟还可以用于评估现有结构的抗震能力,以确定是否需要进行升级或修复。
结构改进是提高道路和桥梁结构抗震性能的重要方法之一。
这包括采用新的材料、设计方法和施工技术,以增强结构的抗震能力。
例如,使用抗震减震器、增加结构支撑、加固桥墩等方法都可以提高结构的抗震性能。
此外,定期维护和检查现有的道路和桥梁结构也是确保其抗震性能的关键因素之一。
本文将深入探讨上述抗震性能研究的各个方面,以帮助读者更好地理解如何提高道路和桥梁结构的抗震性能。
桥梁结构的抗震性能分析
桥梁结构的抗震性能分析桥梁是人类历史上重要的建筑结构之一,不仅满足交通运输需求,更是现代城市发展的重要支撑。
随着现代建筑技术的不断发展,桥梁的设计和施工已经越来越复杂。
对于桥梁结构来说,抗震性能是一个至关重要的问题,因为地震灾害可能会严重破坏桥梁,使得交通运输瘫痪。
因此,本文将对桥梁结构的抗震性能进行分析。
一、桥梁的结构桥梁根据结构形式不同可以分为梁桥、拱桥、索桥和刚构桥等四种类型。
梁桥是由平行的梁及其支座组成,多用于跨越短距离和交通量小的地段。
拱桥则是由拱脚、拱顶和拱肋等多个构造组成,其结构特点是各构造部件间呈连续的曲面式关系。
由于其特殊的结构形式,拱桥被广泛应用于跨越峡谷、江河等大跨度地段的桥梁建设。
索桥则是一种桥梁结构体系,以索缆为受力构件并通过锚固点固定支撑,经过多次数值分析和实际工程实践证实,索桥可以通过调整索缆的受力长度来有效地适应抗震和其他外力的要求。
刚构桥的结构框架由梁、柱、墩和短梁等构件组成,是由于其体系拥有较好的整体刚度及稳定性,而广泛应用于复杂地形、大站场、长跨度等场地的建设。
二、桥梁的抗震问题由于桥梁通常跨距大,所以抗震问题是一个很大的挑战。
通常,桥梁在地震中承受两个主要影响:地震的动力荷载和基础地震波动。
前者来自地面的水平震动及桥梁结构的固有振动,后者是由地震波产生的地基动力传递至桥墩、承台和桥面加速度的结果。
为了保证桥梁在地震时的抗震性能,需要考虑三种不同的层面:桥梁整体体系的层面、各组件的层面和基础的层面。
三、桥梁抗震设计方法桥梁抗震设计的基本要求是在最大地震荷载作用下,保障桥梁能够安全运行并尽可能地减少损失。
其设计方法有以下几个方面:1、选择抗震放大系数:为保证桥梁对地震的安全性能,在抗震设计时通常会采用安全系数的方法,也就是抗震放大系数的方法来进行设计。
在设计时需要选择适当的放大系数,一般根据历史地震资料、地震区域分类等进行科学合理的选择。
2、固有周期平衡:固有周期是指桥梁在水平向上受到弹性竖向外荷载时完成一个完整周期振动的时间。
桥梁抗震研究综述
桥梁抗震研究综述桥梁是城市交通的重要组成部分,承担着连接城市道路、促进经济发展的重要功能。
地震是威胁桥梁安全的重要自然灾害之一,一旦发生地震,可能对桥梁造成严重破坏,甚至导致交通中断和人员伤亡。
桥梁抗震研究备受关注,针对其抗震性能进行深入研究,以提高桥梁的抗震能力,保障城市交通的安全。
一、桥梁抗震研究的背景和意义随着城市化进程的加快和交通工程的发展,城市桥梁的数量和规模不断增加,而我国又处于地震多发区域,地震灾害的频发给城市桥梁的安全带来了严峻挑战。
地震对桥梁的破坏主要表现为结构倒塌、桥墩破坏和桥面变形等,严重影响城市交通运行和灾后救援工作。
加强桥梁的抗震研究,提高桥梁的抗震能力,对于城市交通安全和城市灾害防护具有重要意义。
二、桥梁抗震研究的现状和发展趋势1. 现状目前,桥梁抗震研究已经取得了一定的进展,在结构设计、材料选用、施工工艺等方面不断进行优化和改进,以提高桥梁的抗震性能。
国内外学者也针对不同类型和规模的桥梁进行了大量抗震试验和仿真分析,积累了丰富的经验和数据。
2. 发展趋势随着科学技术的不断发展和研究手段的完善,桥梁抗震研究将不断深入和拓展。
未来的桥梁抗震研究趋势包括:结构材料的新型应用,如高性能混凝土、新型钢材等;结构设计的先进理论和方法,如抗震设计的整体性能要求、桥梁结构的隔震设计等;抗震试验和仿真分析技术的完善,如大型桥梁的振动台试验,多场耦合数值模拟等。
三、桥梁抗震研究的关键问题和挑战1. 结构设计桥梁的抗震设计需要考虑多种因素,包括地震作用、风载作用、交通荷载等,而这些因素的相互影响和叠加效应使得桥梁的抗震设计显得更加复杂和困难。
如何在结构设计中兼顾各种力学作用,确保桥梁结构的整体安全性和稳定性是桥梁抗震研究的一个重要问题。
2. 结构材料结构材料是桥梁抗震性能的关键因素之一,目前新型材料的应用为提高桥梁的抗震能力提供了新的途径。
新型材料的性能参数和工程应用存在一定的差距,如何充分发挥新型材料的优势,确保桥梁结构的安全可靠性是桥梁抗震研究的另一个挑战。
桥梁结构的抗震性能研究
桥梁结构的抗震性能研究近年来,地震频繁发生,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
而桥梁作为城市交通的重要组成部分,其抗震性能的研究显得尤为重要。
本文将探讨桥梁结构的抗震性能研究,从地震的原因、桥梁结构的抗震设计、抗震加固技术等方面进行讨论。
地震是由地壳运动引起的地球表面振动现象。
地壳运动主要有板块运动、地震活动、火山喷发等形式。
地震是一种自然灾害,对人类社会造成了严重的破坏。
地震的震级和震源深度是衡量地震强度的重要指标。
地震的震级通常用里氏震级表示,震级越高,地震破坏力越强。
地震的震源深度也会影响地震波的传播和破坏范围。
因此,地震的原因和特点对桥梁结构的抗震设计有着重要的指导意义。
桥梁结构的抗震设计是确保桥梁在地震中能够保持稳定和安全的关键。
抗震设计的目标是使桥梁在地震中不发生倒塌,同时尽量减小震害。
抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料性能、地震荷载等因素。
常见的桥梁结构形式有梁桥、拱桥、斜拉桥等。
不同结构形式的桥梁在地震中的响应和破坏方式也有所不同。
因此,在抗震设计中,需要根据桥梁的特点选择合适的结构形式,并采取相应的抗震措施。
抗震加固技术是提高桥梁抗震性能的重要手段。
抗震加固技术主要包括增加桥梁的刚度、提高桥梁的耗能能力、增加桥梁的阻尼等措施。
增加桥梁的刚度可以减小桥梁在地震中的位移和变形,提高桥梁的耗能能力可以吸收地震能量,阻尼可以减小桥梁的振动幅度。
抗震加固技术需要根据桥梁的具体情况进行选择和设计。
目前,常用的抗震加固技术有加固横向连接、加固纵向连接、加固桥墩等。
此外,桥梁结构的抗震性能还需要进行抗震性能评估和监测。
抗震性能评估可以评估桥梁在地震中的破坏程度和安全性能,为抗震设计和加固提供依据。
抗震性能监测可以实时监测桥梁的动态响应和结构状态,及时发现问题并采取相应措施。
抗震性能评估和监测需要使用一系列的测试设备和方法,如振动台试验、地震动记录仪等。
综上所述,桥梁结构的抗震性能研究是一个复杂而重要的课题。
基于地震工程的桥梁结构抗震性能研究
基于地震工程的桥梁结构抗震性能研究1 概述近年来,世界范围内发生了几次影响较大的地震,如汶川地震、海地地震、智利地震、日本福岛地震等。
这些地震都造成了重大人员伤亡,更重要的是作为生命线工程的桥梁倒塌,直接影响了震后救援的及时展开,造成了更大的经济损失和社会灾难。
因此,直到20世纪90年代,美国抗震专家提出了基于地震工程的抗震设计思想,即Performance-basedSeismic Design[1]。
这种设计方法是针对不同的结构形式和地震设防水准,制定相应的性能目标,通过合理的抗震设计使结构对不同水准地震的响应满足该目标。
基于性能的抗震设计理论已成为21世纪世界各国抗震理论研究的热点问题之一。
2 国内外桥梁抗震设计规范的现状地震给人类造成的惨痛教训使得人们不停地改进桥梁设计思想,以期使地震造成的桥梁破坏最小化。
从最初的静力设计方法,到基于强度与位移的设计方法,经历了一个长期的过程,并形成了规范或指导性的设计文件,如[2]:美国也在几次大震中汲取教训,对桥梁的抗震规范进行了修编,得到了美国联邦公路局以及加州政府的大力资助。
对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减隔振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。
桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写,完成了ATC-32和ATC-40等研究报告或指南等。
这次修编更加注重桥梁的抗震设计思想和方法,甚至在设计细节和计算程序上都有了很大程度的改进。
日本于1995年阪神大地震之后,针对桥梁结构的抗震安全性能、桥梁减震隔振方法、防震措施等各方面进行大量的研究,并开发出许多桥梁减震耗能构件,如减震橡胶支座、钢阻尼支座等等,在桥梁设计上也得到了大量的应用。
在桥梁结构抗震理论不断发展的今天,结合实际震害对现行规范进行反思,也仍有不足之处,如:与结构性能有关的设计参数选择不适当;规范的性能概念不明确,设计透明度小;规范标准缺少灵活性;结构的性能水平没有用来进行经济评估等。
钢结构桥梁的超高层抗震性能
钢结构桥梁的超高层抗震性能桥梁是城市交通和基础设施建设中不可或缺的一部分。
在地震频发的地区,确保桥梁的抗震性能尤其重要。
钢结构桥梁作为一种常见的桥梁类型,由于其优异的力学性能和施工灵活性,被广泛应用于长跨度和高高度的桥梁。
本文将探讨钢结构桥梁的超高层抗震性能以及相应的设计要求和增强措施。
一、加强设计与细节超高层桥梁的抗震设计要求相对于普通桥梁更加严格,需要充分考虑桥梁结构在地震作用下的整体反应和各个部分之间的相互作用。
在设计阶段,应采用现代抗震设计方法,如性能设计或位移设计,以确保桥梁在大地震中的安全性能。
此外,钢结构桥梁的抗震性能还与细节设计密切相关。
在设计细节时,应充分考虑连接节点的刚度、强度和耐震性能。
选取适当的节点类型和材料,使用高强度螺栓连接,并采用适当的预应力措施来提高桥梁的抗震性能。
二、加强结构的承载能力超高层桥梁在地震荷载下容易出现屈曲和塑性变形,因此承载能力的提高是关键。
首先,应选用适当的材料和截面形状以提高桥梁的刚度和强度。
高强度钢材和合理的横断面形状可以有效减小桥梁的挠度和变形。
其次,在施工过程中应注意控制桥梁的预应力和裂缝宽度,以提高桥梁的抗震承载能力。
预应力措施可以通过应用预应力钢束、预应力混凝土或纤维增强材料等方式来实现。
此外,还可以采用加固措施,如增加横梁和纵梁的截面面积,以提高桥梁的整体刚度和承载能力。
三、增强桥梁的耐震性能提高桥梁的耐震性能是确保其在地震中保持完整性和安全性的关键。
为了增强桥梁的耐震性能,可以采用以下措施:1. 控制桥梁的自振频率。
通过调整桥梁的几何形状和质量分布,使其自振频率远离地震频率,降低共振风险。
2. 添加减震装置。
减震装置可有效减小地震作用下桥梁的振动幅度,如添加隔震支座、液压缓冲器或摩擦阻尼器等。
3. 增加桥墩和桥面板的抗震能力。
桥梁的抗震性能与桥墩和桥面板的刚度和强度密切相关,因此可以采用加固措施,如添加加强筋或砌体墙壁,来提高桥梁的耐震性能。
桥梁结构的抗震性能分析
桥梁结构的抗震性能分析摘要:桥梁结构的抗震性能一直是土木工程领域的重要研究方向之一。
抗震性能的分析对于确保桥梁在地震发生时能够安全稳定地运行至关重要。
本文旨在探讨桥梁结构的抗震性能分析方法,包括地震荷载的特性、结构的响应以及改善抗震性能的方法。
通过深入研究桥梁抗震性能,我们可以更好地设计和维护这些关键基础设施,提高其在地震中的生存能力。
关键词:桥梁结构、抗震性能、地震荷载、结构响应、改善方法引言桥梁作为城市交通系统的重要组成部分,承担着车辆和行人的重要交通负荷。
然而,地震是一种严重的自然灾害,可能导致桥梁结构的倒塌和损坏,对交通和社会功能造成严重影响。
因此,研究桥梁结构的抗震性能成为至关重要的任务。
桥梁结构的抗震性能分析涉及多个关键方面,包括地震荷载的特性、结构的响应以及改善抗震性能的方法。
在本文中,我们将详细讨论这些方面,并提供一些实用的建议,以提高桥梁的抗震性能。
地震荷载的特性地震是由地壳运动引起的地球表面振动。
地震荷载是桥梁结构所面临的主要外部力量之一。
了解地震荷载的特性对于准确评估桥梁的抗震性能至关重要。
地震荷载的特性包括地震波的幅值、频率、方向和持续时间等因素。
不同地区的地震荷载特性各不相同,因此在设计和分析桥梁结构时,必须考虑当地的地震条件。
地震荷载的特性也取决于地震的震级和震源距离,因此需要对可能的地震情景进行详细的研究。
结构的响应桥梁结构在地震作用下会发生振动,其响应取决于结构的几何形状、材料特性和支座条件。
抗震性能分析的关键是评估桥梁结构在地震荷载下的响应,并确定是否会出现危险情况。
桥梁结构的响应可以通过数值模拟和实验测试来分析。
数值模拟通常使用有限元分析等方法,以模拟桥梁在地震下的动力行为。
实验测试包括在地震模拟台上对实际结构进行振动试验,以获取真实的响应数据。
这些方法可以帮助工程师了解桥梁的位移、应力、应变等参数,从而评估其抗震性能。
改善方法为提高桥梁结构的抗震性能,可以采取多种措施。
高速铁路桥梁抗震性能研究
高速铁路桥梁抗震性能研究随着交通运输的发展和人们对出行速度的要求,高速铁路在全球范围内得到了广泛的建设和推广。
而在高速铁路系统中,作为连接各个车站和路段的重要组成部分,桥梁的抗震性能显得尤为重要。
本文将探讨高速铁路桥梁抗震性能的研究。
首先,我们需要明确高速铁路桥梁在地震中所承受的力学作用。
地震是地球内部能量释放的结果,能够引发地面的激烈震动。
在地震中,位于地震震源附近的地质构造和人工结构都会受到地震波的影响,其中包括桥梁结构。
因此,高速铁路桥梁需要具备足够的抗震能力,以保证列车行驶的安全和桥梁本身的完整性。
其次,为了提高高速铁路桥梁的抗震性能,研究人员通过实验和理论分析探索了各种方法和策略。
一方面,他们通过建立桥梁模型,进行地震模拟实验,以观察桥梁的动态响应和破坏形态。
在实验中,研究人员可以模拟各种地震波的输入,并记录桥梁在不同震级下的应力-应变关系曲线,从而评估桥梁的抗震能力。
另一方面,他们还借助计算机仿真技术,基于结构力学理论,研究桥梁的动力响应和结构破坏机制。
这些研究方法和手段为高速铁路桥梁抗震性能的改进提供了基础。
第三,根据研究成果和实际工程需求,工程师们提出了一系列针对高速铁路桥梁的抗震加固措施。
一个常见的方法是采用更加坚固和灵活的材料来制造桥梁的构件,比如使用高强度钢材和延性混凝土。
这些材料可以在地震中具备更好的强度和韧性,增强桥梁的抗震性能。
此外,采用新型的桥梁结构形式,如斜拉桥和悬索桥,也能有效提高桥梁的抗震能力。
在实际工程中,工程师们还会根据桥梁的具体情况设计合适的加固措施,比如设置隔震装置、加固桥墩和支座等。
最后,随着科学技术的不断进步,高速铁路桥梁抗震性能的研究也在不断发展。
未来,研究人员可能会进一步深入探索桥梁的动力响应机理和抗震设计理论,以提升桥梁的抗震性能。
同时,他们还可以结合大数据和人工智能技术,分析桥梁的运行数据,及时识别和修复潜在的结构问题,保障桥梁的安全性。
综上所述,高速铁路桥梁的抗震性能研究是一个重要的课题。
桥梁设计中的抗震性能分析
桥梁设计中的抗震性能分析近年来,地震频发成为世界各地存在的一种巨大自然灾害。
为了减少地震灾害对结构物的影响,桥梁设计中的抗震性能分析变得至关重要。
本文将从桥梁抗震性能的基本概念、分析方法和加固措施三个方面展开讨论。
首先,我们需要了解什么是桥梁的抗震性能。
抗震性能是指桥梁在地震发生时所能承受的震动力量和保持结构完整性的能力。
桥梁结构应该在地震发生时能够稳定地工作,从而保证交通通畅和人员安全。
抗震性能的评估主要包括震害程度、结构位移、结构应力等参数的计算和分析。
接下来,我们来看桥梁抗震性能分析的方法。
依据桥梁的复杂性和地震作用的多变性,目前采用的主要方法有静力弹塑性分析法、时程分析法和模态分析法。
静力弹塑性分析法适用于简单桥梁结构的抗震性能分析。
该方法通过将桥梁结构在地震作用下的变形划分为弹性变形和塑性变形两部分来进行计算。
根据充分弹塑性分析法,我们可以确定桥梁结构在地震作用下的抗震性能,进而制定相应的设计和加固措施。
时程分析法则更加适用于结构体系复杂、地震作用急剧变化的桥梁。
该方法基于地震波在结构中的传播特点,以时间为基准进行数值模拟。
通过时程分析,我们可以更准确地分析桥梁结构在地震作用下的位移和应力情况,从而进一步评估抗震性能。
模态分析法是一种把桥梁结构的反复频率和模态形式作为分析的基础方法。
通过计算得到桥梁结构的模态响应,可以确定其在不同频率下的位移和应力响应。
模态分析法主要适用于设计复杂的大跨度桥梁,对于预测结构的位移和应力分布有更高的准确性。
在分析桥梁抗震性能的基础上,我们可以采取一些加固措施来提高桥梁的抗震能力。
常见的加固方法包括改善桥梁的抗震位移能力、增加结构的抗震受力能力和提高结构的整体性能。
首先,我们可以通过增加桥梁的抗震位移能力来提高其抗震性能。
例如,在桥梁的支座处增加摩擦阻尼器或液体阻尼器等装置,可以有效地减缓桥梁结构的变形速度,从而降低地震作用对其产生的影响。
其次,我们可以通过加强桥梁结构的抗震受力能力来提高其抗震性能。
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作者还设计了一组不同抗震方案的数值模拟实验,并对结果进行了对比和分析。
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桥梁工程抗震设计相关问题论文
浅谈桥梁工程抗震设计相关问题摘要:目前桥梁工程抗震的研究问题是当今热点问题,本文在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,阐述了桥梁抗震设计原则,最后对于桥梁抗震设计方法进行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析及设计方法的改变以及多阶段设计方法等内容。
关键词:桥梁工程抗震破坏抗震设计0 引言桥梁工程又是交通网络中的重中之重,桥梁工程抗震研究的重要性不言而喻。
本文主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题,为今后桥梁设计起到借鉴作用。
1 桥梁结构地震破坏的主要形式根据桥梁过去的地震破坏情况,除了如液化、断层等凼地基失效引起的破坏以外,混凝上桥梁最常见的破坏形式有以下四种[1]:1.1 弯曲破坏。
结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂,结构失去承载能力。
整个过程可以用以下四个阶段来描述:①当弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的提高,受拉侧的纵筋达到屈服强度;③随着变形量的增大,混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大;④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压碎、崩裂。
1.2 剪切破坏(弯剪破坏)。
在水平地震倚戟作用下,当结构受到的剪切力超过截而剪切强度时发生剪切破坏,整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述:①截血弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的提高,柱内出现斜方向的剪切裂缝;③局部剪切裂缝增大,箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长;④发生脆性的剪切破坏。
1.3 落梁破坏。
当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。
落梁破坏是由于梁与桥墩(台)的相对位移过大,支座丧失约束能力后引起的一种破坏形式。
发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地震碰撞等情况。
1.4 支座损伤。
上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构,当传递荷载超过支座设计强度时支座发生损伤、破坏。
浅谈桥梁的抗震设计
浅谈桥梁的抗震设计论文导读:铁路桥梁、公路桥梁、城市高架桥等受到损坏,会使后续救助工作变得更加艰难。
为了保障人民财产的安全及公路桥梁设施的完好,更好地发挥公路运输在抗震救灾中的作用,在桥梁设计中应充分重视抗震设计。
该法在当前桥梁抗震设计中经常用到,桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性,以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。
关键词:桥梁,抗震,设计我国是一个多地震国家,地震灾害会使大量地面建筑物和各种设施遭到破坏,造成大量人员伤亡,甚至严重地阻断交通。
铁路桥梁、公路桥梁、城市高架桥等受到损坏,会使后续救助工作变得更加艰难。
为了保障人民财产的安全及公路桥梁设施的完好,更好地发挥公路运输在抗震救灾中的作用,在桥梁设计中应充分重视抗震设计。
1.桥梁震害现象分析二十世纪七十年代以来,国内外了发生过一系列较大的地震,有许多桥梁遭受了不同程度的破坏。
通过对这些震例进行调查研究,分析桥梁结构的抗震性能、震害特点及产生原因,可以总结出以下几点:1.1地基与基础破坏。
地基破坏主要是指因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素引起的地层水平滑移,下沉、断裂,进而导致结构物的破坏,震害较重。
基础的破坏与地基的破坏紧密相关,当结构周围的地基受到地震作用强度降低时,基础就会发生沉降或滑移,桩基础可能发生剪断、倾斜破坏,进而引起墩台倾斜、倒塌或折断。
1.2桥台沉陷。
当地震作用下,由于桥台后填土与桥台并非完全固结,桥台填土的纵向土压力增大,桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力,使桥台有向桥跨方向移动的趋势。
由于桥面的支撑作用,桥台将以桥台顶端为支点产生竖向旋转,从而导致基础破坏。
论文检测。
若桥台基础建造在液化土上,则可能引起桥台垂直沉陷,最终导致桥台因承受过大的扭矩而破坏。
1.3墩柱破坏。
墩柱破坏主要包括弯曲强度不足、弯曲延性不足、纵筋搭接区的抗弯能力以及剪切强度不足等。
桥梁工程抗震设计研究现状及发展论文
桥梁工程抗震设计研究现状及发展论文桥梁工程抗震设计研究现状及发展论文摘要:桥梁抗震设计是目前桥梁建设过程中重点考虑的一个环节,桥梁工程抗震设计经历了漫长的发展历程。
本文从桥梁工程抗震设计研究的现状出发,详细地对目前的桥梁工程抗震设计技术进行了探究,并进一步提出了桥梁工程抗震设计的展望,希望为桥梁工程抗震设计发展提供积极借鉴和建议。
关键词:桥梁工程;抗震设计;现状;展望随着我国经济的迅猛发展以及贸易的自由化,我国兴建了大量的高等级公路及城市高架桥等工程,目前国内桥梁设计均参考90年代制定的《公路工程抗震设计规范》,但随着科学技术的发展,以往的规范中已经出现了众多不适应桥梁设计方面的条款。
因此,我国桥梁工程抗震设计研究正在积极进行并取得了重要的成果。
若桥梁抗震做的不好,那么一旦发生地震将会产生灾难性的后果,不仅对于交通发展产生严重的影响,同时也不利于我国经济社会的安定,造成的巨大损失可能会引起经济瘫痪。
因此,我们有必要进行桥梁抗震设计的研究工作。
1桥梁工程抗震设计研究的现状1995年,日本阪神发生了大规模的地震,造成了不可估量的经济损失,因此,日本有关建筑设计技术人员对结构性抗震问题进行了深入的研究。
因此,在房屋设计或桥梁设计中,日本就十分重视结构抗震这方面,并重新编写了桥梁设计规范,以防止在发生地震时,桥梁发生倒塌现象,给人们带来生命财产损失。
与此同时美国也进行了桥梁抗震设计规范的重新编写工作,新的设计规范在设计手法、设计思想、设计程序以及设计细节方面都有了重大的突破,对于增强桥梁抗震设计的规范性意义重大。
我国也认识到了桥梁抗震设计的重要性,进行了一系列的理论和实践研究,修订了桥梁工程抗震设计规范。
结构性抗震的基本思路作为桥梁设计最为重要的一个方面,有利于实现桥梁设计的科学合理,减少因地震带来的桥梁损毁现象,因此,无论是哪一个国家进行的理论研究,都是以结构性抗震为理论基础的。
桥梁的结构性抗震设计主要包括两个方面:功能设计和安全设计。
浅谈桥梁抗震及发展趋势
浅谈桥梁抗震及发展趋势1. 引言1.1 桥梁抗震的重要性桥梁作为重要的交通基础设施,承载着运输车辆和行人的重要任务,一旦发生地震,桥梁抗震能力的重要性就显而易见了。
地震是一种破坏性极强的自然灾害,其所带来的破坏往往是不可估量的。
在地震发生时,桥梁承受着地震波传递来的巨大力量,如果桥梁抗震能力不足,就很容易发生倒塌或严重损坏,给人们的生命和财产带来无法估量的损失。
提高桥梁的抗震能力至关重要。
只有具备良好的抗震能力,桥梁才能在地震发生时保持稳定,不受严重破坏,从而保障交通的畅通和人们的生命安全。
桥梁抗震的重要性不容忽视,需要在设计和建设过程中充分考虑和加强。
通过科学的抗震设计和技术加固措施,可以提高桥梁的抗震能力,保障桥梁在地震中的安全性和稳定性。
1.2 桥梁抗震技术的发展桥梁抗震技术的发展是跟随着现代科技的不断进步而不断完善和发展的。
随着地震频率的逐渐增加,桥梁作为城市交通的重要组成部分,其抗震性能显得尤为重要。
随着科学技术的不断发展,桥梁抗震技术也在不断创新和完善。
目前,主要的桥梁抗震技术包括减震设备的应用、结构加固技术、抗震监测技术以及新型抗震材料的应用等方面。
这些技术的发展使得桥梁在地震发生时能够更好地保护人们的生命财产安全。
在桥梁抗震技术的发展过程中,不仅要注重技术的创新和应用,还要加强对桥梁抗震设计与建设、持续推动桥梁抗震技术创新、并提高桥梁抗震能力等方面的工作。
只有这样,才能更好地保障桥梁在地震灾害中的安全性,为城市交通的正常运行提供保障。
2. 正文2.1 抗震设计原则抗震设计原则是指在桥梁设计过程中,为了提高桥梁的抗震性能和抗震能力,所需遵循的一系列设计原则。
抗震设计原则主要包括以下几个方面:1. 结构合理性:抗震设计要遵循结构合理性原则,即结构设计应符合结构力学原理,保证结构整体的稳定性和受力均匀性。
合理的结构布局和截面设计能够有效提高结构的抗震性能。
2. 质量控制:抗震设计中需要严格控制结构的质量,包括施工质量和材料质量。
桥梁抗震论文
梁式桥震害分析土木0812 孙宝龙0820104217摘要:为了研究梁式桥的震害影响因素,通过国内几次大地震中梁式桥震害调查资料,对梁式桥震害现象进行分类分析其原因,从地震烈度、建设年代、结构体系、地震次生地质灾害等4个方面对桥梁震害的影响分别进行分析,得到了关于梁式桥地震破坏的影响因素、破坏机理等方面的认识。
关键字:梁式桥;震害;影响因素国内外很多从事桥梁工作者对桥梁震害模式及机理进行了总结,并每次大地震发生之后都会对桥梁震害资料进行整理,深入研究桥梁震害机理进行了总结,并且每次大地震发生之后桥梁震害资料都会更加丰富,为深入研究桥梁结构震害机理及抗震措施等奠定了基础。
如2008 年5 月12 日四川汶川发生的8 级大地震,极震区烈度高达Ⅺ度,地震造成24 条高速公路、161 条国省干线、8 618 条乡村公路、6 140 座桥梁、156 条隧道受损,这次地震同样为桥梁抗震研究留下了宝贵的震害资料。
本文对国内外几次大地震中的梁式桥震害现象进行了研究,结合汶川8. 0 级大地震中梁式桥的震害,从震害特点和影响因素两方面进行了总结分析。
一、梁式桥震害特点本文收集了海城7. 3 级地震( 1975 年) 、唐山7. 8 级大地震( 1976 年) 、洛马·普里埃塔7.1 级地震( 1989 年) 、美国北岭6. 6 级地震( NorthridgeEarthquake) ( 1994 年) 、云南丽江7.0 级地震( 1996年) 、土耳其伊兹米特7. 8 级地震( 1999 年) 、我国台湾集集7. 3 级大地震( 1999 年) 、汶川8. 0 级大地震( 2008 年) 等地震中的梁式桥震害资料,共包含112 座梁式桥梁的震害,并进行了分类统计( 表1) 。
由表1 可知,梁式桥梁可能出现的8 类震害,在震害调查中均有发现,出现前4 类震害的桥梁占多数,显然,这4 类震害是最为常见的震害。
地震对桥梁结构的影响及其抗震设计研究
地震对桥梁结构的影响及其抗震设计研究摘要:地震是一种常见的自然灾害,对桥梁结构造成的破坏往往导致严重的人员伤亡和经济损失。
因此,研究地震对桥梁结构的影响以及抗震设计策略具有重要意义。
本论文旨在探讨地震对桥梁结构的影响,并提出相应的抗震设计理念和方法。
通过分析地震荷载作用下的桥梁动力响应特性和与地震波的相互作用,我们强调了地震事件对桥梁结构的破坏机理和案例研究。
基于结构抗震设计原则和准则,我们阐述了地震工程中的重要概念和技术要求。
此外,我们还详细介绍了桥梁抗震设计的关键措施和改进方法。
最后,通过实例分析和结构响应评估,我们验证了抗震设计的有效性,并展望了未来桥梁抗震设计的发展趋势和挑战。
关键词:桥梁结构;抗震设计;动力响应一、引言地震是一种自然灾害,对桥梁结构的破坏性影响严重。
随着城市化进程的加快和桥梁网络的不断发展,保障桥梁结构在地震中的安全性和稳定性变得尤为重要。
因此,研究地震对桥梁结构的影响以及相应的抗震设计策略具有重要的理论和实际意义。
本文旨在通过分析地震对桥梁结构的影响,探讨如何提高桥梁结构的抗震能力,为桥梁抗震设计提供科学依据和方法。
通过深入研究地震荷载作用下桥梁结构的动力响应特性及与地震波的相互作用,我们可以更好地了解地震对桥梁结构的破坏机理,并为抗震设计提供指导。
二、地震对桥梁结构的影响地震对桥梁结构的影响是一个动力学问题。
地震波的传播和作用会引起桥梁结构的动力响应,主要包括以下几个方面的特性,地震波的频率范围通常包括结构的固有振动频率范围内的频率成分。
当地震波的频率与桥梁结构的固有频率相近时,共振现象可能会导致结构受到更大的动力响应。
地震波的加速度是桥梁结构受到的主要动力荷载,它会引起结构的振动加速度响应。
振动加速度可以导致结构内部应力和变形的增加,进而可能引发结构的破坏。
地震荷载的作用下,桥梁结构往往会发生非线性行为,例如材料的非线性变形,接缝的开裂,支座的滑移等。
这些非线性行为可能导致结构的刚度和耗能能力降低,增加结构破坏的风险。
桥梁抗震论文
梁式桥震害分析摘要:为了研究梁式桥的震害影响因素,通过国内几次大地震中梁式桥震害调查资料,对梁式桥震害现象进行分类分析其原因,从地震烈度、建设年代、结构体系、地震次生地质灾害等4个方面对桥梁震害的影响分别进行分析,得到了关于梁式桥地震破坏的影响因素、破坏机理等方面的认识。
关键字:梁式桥;震害;影响因素国内外很多从事桥梁工作者对桥梁震害模式及机理进行了总结,并每次大地震发生之后都会对桥梁震害资料进行整理,深入研究桥梁震害机理进行了总结,并且每次大地震发生之后桥梁震害资料都会更加丰富,为深入研究桥梁结构震害机理及抗震措施等奠定了基础。
如2008 年5 月12 日四川汶川发生的8 级大地震,极震区烈度高达Ⅺ度,地震造成24 条高速公路、161 条国省干线、8 618 条乡村公路、6 140 座桥梁、156 条隧道受损,这次地震同样为桥梁抗震研究留下了宝贵的震害资料。
本文对国内外几次大地震中的梁式桥震害现象进行了研究,结合汶川8. 0 级大地震中梁式桥的震害,从震害特点和影响因素两方面进行了总结分析。
一、梁式桥震害特点本文收集了海城7. 3 级地震( 1975 年) 、唐山7. 8 级大地震( 1976 年) 、洛马·普里埃塔7.1 级地震( 1989 年) 、美国北岭6. 6 级地震( NorthridgeEarthquake) ( 1994 年) 、云南丽江7.0 级地震( 1996年) 、土耳其伊兹米特7. 8 级地震( 1999 年) 、我国台湾集集7. 3 级大地震( 1999 年) 、汶川8. 0 级大地震( 2008 年) 等地震中的梁式桥震害资料,共包含112 座梁式桥梁的震害,并进行了分类统计( 表1) 。
由表1 可知,梁式桥梁可能出现的8 类震害,在震害调查中均有发现,出现前4 类震害的桥梁占多数,显然,这4 类震害是最为常见的震害。
1. 1 支座破坏在调查的112 座桥梁中有53 座桥梁约占65. 2%发生了支座破坏,综合国内外几次大地震的调查结果,在中、美、日等国的多个地震中,支座的破坏现象均较为普遍。
钢结构桥梁抗震性能分析与设计
钢结构桥梁抗震性能分析与设计随着现代城市化进程的加速,人民生活水平的提高和城市交通规模的扩大,桥梁的重要性也越来越凸显。
作为重要的城市交通基础设施之一,桥梁的安全性和稳定性显得尤为重要。
地震是一种常见的自然灾害,严重地威胁着桥梁的安全。
因此,研究桥梁的抗震性能成为了一项重要的工程任务。
钢结构桥梁作为一种优秀的桥梁类型,以其优良的抗震性能和较长的使用寿命成为了当今城市交通建设中广泛采用的一种桥梁形式。
本文旨在从理论和实践的角度来深入探讨钢结构桥梁的抗震性能分析与设计。
1.抗震设计的目的与标准地震振动是一种非常复杂的动力载荷,它对桥梁的破坏性作用非常大。
因此,抗震设计的目的是设计出高度安全、抗震性能强的桥梁。
根据国家有关规定,抗震处理一般分为抗震等级1至抗震等级3三个等级,不同的抗震等级要求不同的抗震能力。
国家规定的钢结构桥梁的标准是GB50010-2010《建筑抗震设计规范》,其中规定了抗震设计的要求和标准。
这部规范主要涵盖了结构体系、结构抗震预设性能、地震动、结构抗震分析与验算、建筑抗震设防烈度和抗震设防措施等方面,对于钢结构桥梁的抗震设计提供了基础和基本要求。
2.抗震设计的评估指标在抗震设计过程中,需要对桥梁的抗震性能进行评估。
评估指标包括韧度、刚度、强度等等。
在众多指标中,韧度是影响桥梁抗震能力的重要因素。
韧度是指材料在外荷载作用下发生变形所吸收的能量,它反映了材料的抵抗损伤以及吸收能量的能力。
对于抗震性能较好的结构来说,其韧度通常是较高的。
因此,韧度是评估钢结构桥梁抗震性能的主要指标之一。
同时,弹性力学和塑性力学参数也是钢结构桥梁抗震设计中常用的评估指标。
3.钢结构桥梁的抗震设计方法钢结构桥梁抗震设计的方法较为复杂,设计过程中需要综合考虑许多因素,包括地震动的特性、结构的动力响应特性、结构的尺寸、力学特性、材料特性等等。
传统的方法是根据建筑抗震设防烈度和结构的抗震等级,确定桥梁的设计地震动力性能,进而进行结构抗震分析和验算。
桥梁结构抗震减灾技术研究
桥梁结构抗震减灾技术研究桥梁是现代交通运输的重要组成部分,而地震是世界各地普遍面临的自然灾害之一。
因此,研究和发展桥梁结构的抗震减灾技术变得尤为重要。
本文将探讨当前桥梁结构抗震减灾技术的研究进展,并展望未来的发展方向。
1. 研究背景地震是一种破坏性极大的自然灾害,其对桥梁结构的影响可以导致严重的财产损失和人员伤亡。
因此,在设计和建造桥梁时必须考虑地震力的作用,采取相应的抗震应对措施,以确保桥梁在地震中的安全性。
2. 抗震减灾技术的研究进展(a) 增强桥梁结构的抗震性能研究者通过使用新材料、新技术和新设计概念来提高桥梁结构的抗震性能。
例如,采用高性能混凝土和钢铁合金等材料可以提高桥梁的抗震性能。
此外,新的技术和设计概念,如高强度螺栓连接和框架控制装置等,也可以增强桥梁结构的抗震能力。
(b) 减震技术的应用减震技术是一种通过降低地震对桥梁结构的冲击力来减轻损坏的方法。
这些技术包括使用液压缓冲器、摩擦滑动装置和基础隔震等。
减震技术的应用可以大大减轻地震对桥梁结构的冲击力,从而保护桥梁的完整性和稳定性。
(c) 监测和预警系统的发展随着科技的不断进步,桥梁结构的监测和预警系统得到了很大的发展。
这些系统可以实时监测桥梁的结构变形和振动情况,并通过预警系统及时提醒人们采取行动。
这种监测和预警系统的发展使得桥梁在地震来临之前可以采取相应的措施,降低受损风险。
3. 未来的发展方向(a) 利用人工智能技术未来的研究可以利用人工智能技术来提高桥梁结构的抗震能力。
通过分析大量的数据和模拟地震情景,人工智能技术可以帮助研究者更好地理解桥梁结构在地震中的行为,并提供相应的建议和解决方案。
(b) 探索新型材料和结构设计随着科学技术的不断进步,研究者可以继续探索新型材料和结构设计,以提高桥梁结构的抗震能力。
例如,纳米材料和复合材料等新材料的应用可以提高桥梁的强度和稳定性。
(c) 跨学科合作未来的研究可以加强跨学科合作,将工程学、地震学、计算机科学等不同领域的知识融入到桥梁结构的抗震减灾技术研究中。
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桥梁结构论文抗震性能论文:
SAP2000桥梁结构抗震性能评价
摘要:介绍了SAP2000程序中的Pushover方法的基本原理和方法,阐述了利用SAP2000程序进行桥梁结构Pushover分析的计算步骤,结合桥梁破损极限状态的定量准则进行桥梁抗震性能评价,并给出了一个应用实例。
结果表明,SAP2000程序可以较方便地实现桥梁结构的Pushover分析,并且可以对一般桥梁结构的抗震性能做出合理的评价。
关键词:Pushover分析;桥梁;抗震性能;SAP2000
1 Pushover方法的基本理论
1.1 基本原理
SAP2000程序提供的Pushover分析方法,主要基于两本手册,一本是由美国应用技术委员会编制的《混凝土建筑抗震评估和修复》(ATC-40),另一本是由美国联邦紧急管理厅出版的《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274)。
混凝土塑性铰本构关系和性能指标来自于ATC-40,钢结构塑性铰本构关系和性能指标来自于FEMA273/274,而Pushover方法的主干部分,即分析部分采用的是能力谱法,来自于ATC-40。
其主要步骤如下:(1)用单调增加水平荷载作用下的静力非线性分析,计算结构的基底剪力-顶点位移曲线;(2)建立能力谱曲线和需求谱曲线;(3)性能点的确定;(4)结果分析和性能评价。
1.2 能力谱和需求谱的建立
Pushover分析最终要形成结构的能力谱曲线和需求谱曲线,并确定两曲线的交点,能力谱曲线由Pushover分析得到,需求谱曲线由反应谱转换得到。
能力谱由结构的荷载-位移曲线转换得来,见图1,具体转换过程如下:结构的荷载-位移曲线上任一点坐标设为(V t,△ r);能力谱曲线上任一点的坐标设为(S ai ,S式中:r m-结构的第m 振型的振型参与系数;m i-结构的第i层的质量; im -结构的第m振型在第i层的振幅;N-结构的层数。
需求谱曲线分为弹性和弹塑性两种需求谱。
对弹性需求谱,可以通过将典型(阻尼比为5%)加速度S a反应谱与位移S d反应谱画在同一坐标系上,根据弹性单自由度体系在地震作用下的运动方程可知S a和S d之间存在下面的关系:
对弹塑性结构的AD格式的需求谱的求法,一般是在典型弹性需求谱的基础上,通过考虑等效阻尼比ξ e或延性比μ两种方法得到折减的弹塑性需求谱。
ATC-40采用的是考虑等效阻尼比ξ e的方法。
在图2中,d p为等效单自由度体系的最大位移,ATC-40中等效阻尼比ξ e由最大位移反应的一个周期内的滞回耗能来确定,按下式计算:
式中:E D-结构单周期运动阻尼所消耗的能量,即滞回环所围成的平行四边形的面积;E s-结构最大应变能,等于图2所示阴影部
分三角形面积。
为确定ξ e,需要首先假定a p、d p,有了ξ e后,通过对弹性需求谱的折减即可得到弹塑性需求谱(见图3)。
将能力谱曲线和某一水准地震的需求谱画在同一坐标系中(见图3),两曲线的交点称为性能点,性能点所对应的位移即为等效单自由度体系在该地震作用下的谱位移。
将谱位移按式(1)转换为原结构的顶点位移,根据该位移在原结构V i-△ i曲线的位置,即可确定结构在该地震作用下的塑性铰分布、杆端截面的曲率、总侧移及层间侧移等,综合检验结构的抗震能力。
程序中的地震反应谱与我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的地震反应谱表达方式略有不同,需经等效后换成程序中的系数。
2 在SAP2000中实现Pushover分析的步骤
(1)建立结构的分析模型;(2)定义铰属性,选择默认的铰属性或者自定义铰属性,并将其指定给框架单元;(3)定义荷载工况:定义结构设计时需要的所有静力与动力荷载工况;(4)运行设计所需要的分析;(5)当铰属性是基于程序计算的默认值时,必须进行混凝土设计;(6)定义Pushover分析所需要的荷载工况;(7)运行Pushover分析;(8)查阅Pushover分析结果。
3 桥梁破损极限状态划分
根据以往的桥梁震害的经验,可以认为桥梁震害主要产生于其下部结构,即使上部结构有破坏,也往往是由下部结构破坏或墩顶过大
位移所致。
因此,按照桥梁下部结构的破坏程度的不同,桥梁破损极限状态划分为五级:
(1)弹性完好极限状态:结构处于弹性工作状态,对应延性系数μ Δ<1。
(2)轻微破损极限状态:这个阶段的位移延性系数取决于截面性质、轴向荷载水平和结构延性性能,但通常μ Δ均值在2左右,对应混凝土极限压应变:ε cu ≤0.004,钢筋极限拉应变:ε s≤0.015。
(3)损伤控制极限状态:该状态对应于结构已经接近达到或略超过最大承载力,对应结构位移延性系数3≤μ Δ≤8,在欧洲通常认为该状态的上限μ Δ≤4,对应混凝土极限压应变ε cu ≤1.5(0.04+0.9p s[f y/300]);(Scott公式:f y为箍筋屈服强度,P s为体积配筋率)。
(4)严重破坏极限状态:对应混凝土极限压应变。
大于按上式计算结果,多个截面验算表明,此时结构构件截面抗力已进入下降段。
(5)塌破坏极限状态:倒塌破坏极限状态评价需考虑以下几个因素:①框架已成为机构体系,并且至少有一个塑性铰转动达到极限塑性转角;②纵筋拉断,对I,11级钢筋(ε s=0.10;3)•P-Δ效应,当柱承受的荷载能力减少至低于恒载的水平,结构将会发生倒塌;④构造措施。
4 实例
4.1 工程概况
该曲线梁桥设计荷载为城-B级,设计车速为30km/h,按基本烈度7度设防,重要性修正系数1.3,场地土为Ⅱ类。
跨径为31.4+31.4+31.4m,曲率半径为60m,对应的圆心角为90度,支座处横梁厚2m,跨中处加一道0.5m厚的横隔板,梁体为现浇箱梁,横截面形式如图4。
曲梁平面及桥墩布置如图5所示。
桥面宽度L设为18m;两端为门式框架墩(编号为①,②,⑤,⑥),中间为独柱墩(编号为③,④),墩高H均在6m左右,统一取为6m;框架墩直径D为1.5m,关于曲梁轴线对称布置,中心间距为4m;独柱墩直径1.8m,布置在曲梁轴线上。
主梁采用C50混凝土,弹性模量3.45e10Pa,桥墩采用C40混凝土,弹性模量3.25e10Pa,钢筋混凝土密度为2500kg/m 3,剪切模量1.35e10Pa。
该桥支座均为盆式橡胶支座,除⑥号桥墩顶部设置了一个固定支座和横向活动支座外,其余各桥墩顶部均设置纵向活动支座,支座的剪切刚度为5e6N/m。
4.2 全桥抗震性能评价
该桥在SAP2000中进行建模,不考虑桩基础和场地土的影响;结构在墩底固结;全桥采用框架结构,只考虑了纵向预应力筋布置。
其中三维坐标X方向是顺桥向,Y方向是横桥向,Z方向是竖向。
对该桥进行推倒分析时,假定曲线梁两端的弦线连接方向为顺桥向,与之相垂直的方向为横向,选取顺桥向和横桥向两个方向进行推倒分析。
桥梁震害调查发现:桥梁结构遭遇强震时,主要是墩柱发生破坏。
因此,在分析模型中主梁不考虑材料的非线性性能,仅在桥墩的上下端设定塑性铰。
在墩柱两端添加PMM铰,主梁不添加塑性铰;并设定线性静力分析工况DEAD,非线性静力分析工况GRV及非线性分析工况PUSHOVER用作Pushover分析,其中GRV工况为PUSHOVER工况的初始条件;取③号墩墩顶位移为检测位移来控制Pushover分析过程。
本文考虑了地震烈度为6度、7度、8度,9度的情况,Pushover 分析得到的结构的性能点见表1~表2。
不同地震烈度水平下的桥梁破损极限状态见表3~表4。
可以看出,该桥具有足够的抗震能力。
5 结语
本文介绍了运用SAP2000程序进行桥梁结构Pushover分析的基本原理,结合桥梁破损极限状态的划分,对一实际曲线梁桥进了抗震性能评价。
结果表明Pushover方法简便易操作,可以对一般桥梁结构的抗震性能做出合理的评价。
当然,该方法还存在进一步需要研究的问题,比如塑性铰特性的定义,侧向荷载的加载模式等。
参考文献
[1] Imbsen R A.Penzien J.Evaluation of Energy absorbing characteristics of highway bridges under seism is conditions [R].Rep.UBC/EERC-84-17 Univ.Cal. Berkley.
[2] 北京金土木软件技术有限公司.中国建筑标准设计研究
院.SAP2000中文版使用指南[M].北京:人民交通出版社,2006.。