第五章 桥梁工程抗震设计2
桥梁工程抗震设计课件
• 桥梁加固技术主要可分为两大类,一种是传统的 针对缺陷构件通过加固提高其强度、变形能力的 加固技术;
• 另一种是减隔震技术,是通过整体降低地震对结 构构件的抗震需求使当前构件能够承担给定的地 震需求。
• 对于具体的桥梁加固,宜经过详细分析比较来决 定选取这两种方法的一种或二者结合的加固方法。
桥梁工程抗震设计
桥梁抗震加固参考以下规范 • 《公路桥梁加固设计规范》 • 《公路桥梁加固施工技术规范》
桥梁工程抗震设计
5.5.1 桥梁场地加固
• 危险的场地条件在地震作用下对任何桥梁结构都 会产生很大的力或相对位移。这样的场地条件包 括临近活动断层、不稳定的陡坡和可能液化的砂 土或淤泥砂土。
• 对于这些条件的加固技术措施是很少的,且很少 能够得到现场证实。
9 承台倾覆抗力的提高可通过扩大承台的平面尺寸、增加 抗拉桩(桩数)、直接锚固到地基或基岩等措施实现。
桥梁工程抗震设计
5.5.3 桥台加固
1 当桥台的破坏影响重要桥梁的使用功能时,宜考 虑对桥台进行加固。
• 桥台破坏很少导致桥梁结构倒塌的,除非是发生 液化破坏。桥台挡土的侧向移动可能影响桥梁的 使用功能,这对于特别重要的桥梁可能是不允许 的。
桥梁工程抗震设计
桥梁工程抗震设计
5.5.4 墩柱的加固
既有桥梁的钢筋混凝土桥墩、柱弯曲强度、延性变形能力 和剪切强度的抗震能力的加固可采用钢管外包加固方法、 复合材料加固方法、加大截面方法等一些加固技术进行。 • 钢管外包技术:最初是针对圆柱桥墩提出。采用两块半
圆形的钢管现场沿竖向接缝焊接,钢管内径比桥墩直径 略大,空隙中灌注添加微膨胀剂的水泥沙浆,钢管的下 端与承台顶面有3-5cm 的间隙,防止桥墩在地震作用下 弯曲时因钢管的受压而增加截面的弯曲强度。 • 钢管提供有效的被动约束应力,这种力来自于混凝土受 压而引起的膨胀受到钢管环向强度和刚度的限制。
桥梁工程的抗震设计与施工技术
桥梁工程的抗震设计与施工技术桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其安全性在地震等自然灾害面前至关重要。
抗震设计与施工技术的合理应用,是确保桥梁在地震中保持稳定、减少损坏甚至不倒塌的关键。
一、桥梁抗震设计的重要性地震是一种具有强大破坏力的自然灾害,它可能导致桥梁结构的严重损坏,影响交通的正常运行,甚至威胁人们的生命财产安全。
因此,在桥梁工程的规划和设计阶段,充分考虑抗震因素是必不可少的。
良好的抗震设计可以提高桥梁的抗震能力,使其在地震发生时能够承受住地震力的作用,减少结构的破坏和变形。
这不仅有助于保障桥梁在地震后的可修复性,降低修复成本,还能尽快恢复交通,为抗震救灾工作提供有力支持。
二、桥梁抗震设计的原则1、整体性原则桥梁结构应作为一个整体进行设计,各个构件之间的连接要牢固可靠,以确保地震力能够有效地传递和分散。
2、多道防线原则设置多道抗震防线,例如在桥梁中采用延性较好的构件作为第一道防线,消耗地震能量,而强度较高的构件作为第二道防线,保证结构在极端情况下不倒塌。
3、强柱弱梁原则在设计中,要使柱子的承载能力大于梁的承载能力,这样在地震作用下,梁先于柱发生破坏,从而保护整个结构的稳定性。
4、合理选型原则根据桥梁所在地区的地震烈度、地质条件、桥梁的类型和跨度等因素,选择合适的结构形式和材料。
三、桥梁抗震设计的方法1、静力分析方法这是一种较为简单的方法,通过计算结构在等效静力作用下的内力和变形来评估抗震性能。
2、反应谱分析方法基于地震反应谱,考虑结构的自振特性,计算结构在地震作用下的响应。
3、时程分析方法输入实际的地震波,通过数值模拟计算结构在地震过程中的动态响应,能够更准确地反映结构的抗震性能。
四、桥梁抗震施工技术1、基础施工确保桥梁基础的稳定性是抗震的关键。
在施工中,要严格控制基础的埋深、尺寸和混凝土的质量。
对于软弱地基,可采用桩基础、加固地基等措施提高基础的承载能力和抗震性能。
2、桥墩施工桥墩是桥梁的主要承重构件,其施工质量直接影响桥梁的抗震性能。
桥梁工程中桥梁抗震设计
路桥科技169 桥梁工程中桥梁抗震设计鲍 伟(安徽省公路桥梁工程有限公司,安徽 合肥 230031)摘要:近年来,我国社会经济快速发展,桥梁工程的建设速度也不断加快。
桥梁的抗震设计也成为一个重要的话题,尤其是处于地震带的区域,更要在桥梁工程的设计时考虑好抗震设计,确保桥梁在使用过程中的安全性与可靠性,满足我国社会经济的发展需求。
基于此,本文将对桥梁工程中桥梁抗震设计进行分析。
关键词:桥梁工程;桥梁抗震设计;桥梁设计1 桥梁震害分析 在城市现代化发展进程中,城市人口形成了聚集状态,加快了区域内经济发展进程。
交通网络应用在城市命脉主体中,旨在全面提升城市抗震性能,加强桥梁抗震效果设计。
依据最近几十年实际发生的地震灾害事件,桥梁工程在地震灾害中极易遭受破坏,作为抗震防灾的关键环节。
桥梁工程在发生破坏时,将会阻断受灾区的交通线路,提升灾区救援困难,使地震引起的关联灾害持续深化,增加了救灾、灾后建设等工作的难度。
与此同时,桥梁在社会组织作为交通性基础设施,在建设时投入大量资金,极具公共性,灾后运维管理存在多重阻碍。
为此,加强桥梁抗震设计,尽可能地减少桥梁在地震中产生的损失问题,保障公共区域的基本安全。
结合往期地震中桥梁震害的具体情况,大致分为四种破坏类型:第一种桥梁工程震害为上部结构破坏,第二种为支座破坏,第三种为下部结构破坏,第四种基础结构破坏。
具体表现为:(1)会对地基产生破坏。
当地震发生后,地基是最先遭受冲击的部分,如果桥梁工程的地基土质松软,对地基的破坏力会更大。
(2)会对桥墩产生破坏。
在发生地震后,桥墩会在地震波的影响下出现偏移,这时就会剪断支座锚栓,极有可能造成桥段断裂或者桥梁坍塌。
(3)会对桥梁支座产生破坏。
当地震发生时,地震的破坏力会得到支座的阻挡与消除,虽然支座能对桥梁主体进行保护,但支座被破坏后,也会发生落梁的问题。
所以,需要做好抗震设计,降低地震产生的破坏。
2 桥梁工程中桥梁抗震设计 地震灾害所导致的桥梁垮塌、墩柱破坏、支座位移过大等震害将直接影响路网畅通甚至造成严重生命和财产损失,这引发了建设行业对抗震设计理念和设计方法的重视。
桥梁工程中的抗震设计
桥梁工程中的抗震设计抗震是桥梁工程设计的重要环节之一,它直接关系到桥梁的耐久性和安全性。
在地震频发的地区,桥梁的抗震设计更加重要。
本文将探讨桥梁工程中的抗震设计原理和方法。
一、地震力的分析和计算抗震设计首先需要对地震力进行分析和计算。
地震力的大小和方向是影响桥梁抗震性能的重要因素。
地震力的计算需要考虑到地震烈度、震源距离、土壤条件等多个因素,并结合地震学和土木工程学的理论进行分析。
通过合理的计算方法,能够准确预测桥梁在地震作用下的响应。
二、桥梁结构的抗震设计1. 抗震设计的目标桥梁结构的抗震设计目标是在地震波作用下,保证桥梁的整体稳定性和结构安全性。
一般来说,桥梁的主要抗震性能指标包括位移限值、加速度限值和应力限值等。
在设计过程中,需要根据桥梁的特点和使用环境确定相应的指标,以确保桥梁在地震中具有足够的抗震能力。
2. 结构抗震设计的方法结构抗震设计的方法有很多,其中常用的包括弹性设计、弹塑性设计和减震设计等。
弹性设计是指在地震荷载下,结构仍然处于弹性状态,通过控制应力、位移等参数,确保结构的安全性。
弹塑性设计考虑了结构的塑性变形能力,在超出弹性阶段后,通过合理的塑性形变控制,提高结构的耗能能力。
减震设计是通过设置减震装置,将地震力转化为其他形式消耗,从而减小结构的震动反应。
三、桥梁基础的抗震设计桥梁基础是支撑整个桥梁结构的关键组成部分,其抗震设计至关重要。
抗震基础设计需要考虑到地震力传递、土壤的动力特性等因素。
一般来说,桥梁基础的抗震设计可以采用加固和加深基础、选用合适的基础形式等方法,以提高基础的抗震性能。
四、监测与维护桥梁工程的抗震设计不仅仅局限于初始设计阶段,还需要在桥梁运行的全生命周期内进行监测和维护。
通过实时监测桥梁的工作状态和结构响应,能够及时发现和处理可能存在的问题,保证桥梁的安全稳定运行。
综上所述,桥梁工程中的抗震设计是确保桥梁安全的重要环节。
通过合理的地震力分析和计算、结构和基础的抗震设计,以及监测和维护工作,可以提高桥梁的抗震能力,保障桥梁的安全性和耐久性。
桥梁工程中的抗震与防震设计
桥梁工程中的抗震与防震设计桥梁工程在现代社会中扮演着重要的角色,连接着交通运输网络,促进着经济的发展。
然而,地震是一个可能给桥梁带来严重破坏的自然灾害。
因此,在桥梁的设计与建设中,抗震与防震设计显得尤为重要。
本文将探讨桥梁工程中的抗震与防震设计的一些关键点。
首先,了解地震特性是进行抗震设计的基础。
地震是地球内部的板块运动引起的地壳震动,具有短时间、高能量的特点。
地震的产生与地震带、板块运动等因素密切相关。
因此,在进行桥梁工程的抗震设计时,需要对该地区的地震特性进行详细的研究和分析,包括地震频率、地震波形等参数。
只有了解了地震的特性,才能设计出具有良好抗震性能的桥梁结构。
其次,采用适当的结构措施来增强桥梁的抗震性能。
桥梁结构的抗震性能是由桥梁的整体刚度和阻尼特性决定的。
为了增强桥梁的刚度,可以采用增加横向刚度的措施,如加大横向梁的剖面积分、增加横向联络梁等。
此外,还可以采用增加纵向刚度的措施,如设置纵向墩柱、加深桥墩基础等。
通过增加桥梁的刚度,可以使其在地震荷载作用下保持相对稳定的形态,从而减小破坏的可能性。
另外,在桥墩的设计中,也需要考虑到地震的影响。
桥墩是桥梁结构中的承重单元,地震作用下易受到破坏。
为了增强桥墩的抗震性能,可以采用加固措施,如设置抗震支撑、加固基础等。
此外,在选择桥墩的材料时,也需要考虑其抗震性能。
一些具有良好抗震性能的材料,如纤维增强复合材料,可以在一定程度上增强桥墩的承载能力。
在桥梁的设计与施工中,还需要充分考虑到震后维修与重建的可能性。
即使采用了先进的抗震设计措施,桥梁在地震作用下仍然有可能受损。
因此,在进行桥梁工程的规划与设计时,需要考虑到震后维修与重建的可能性。
在设计过程中,可以采用模块化设计的方式,使得桥梁的部分结构可以快速更换与维修。
此外,在施工过程中,可以采用可拆卸连接的方式,使得桥梁的部分结构更容易拆卸与更换。
这样一来,即使发生地震破坏,桥梁的维修与重建也可以更加迅速有效地进行。
桥梁工程抗震方案
桥梁工程抗震方案一、前言桥梁是城市交通的重要组成部分,对于一个城市的发展具有重要的意义。
然而,地震作为一种自然灾害,却给桥梁工程带来了严峻的挑战。
因此,在桥梁工程设计和建设中,如何有效地提高桥梁抗震能力,成为了一个亟待解决的问题。
本文将系统地介绍桥梁工程抗震方案,包括抗震设计原则、抗震设计方法、抗震加固技术等内容。
二、抗震设计原则在桥梁工程设计中,抗震设计原则是制定抗震方案的基础。
抗震设计原则包括:避震、减震、抗倒塌和延缓倒塌。
避震是指在地震发生前,通过设计和施工,使得桥梁避免地震的破坏。
减震是指在地震发生时,通过适当的技术手段,减轻地震对桥梁的影响。
抗倒塌是指在地震发生时,桥梁的结构能够抵抗地震力量,不发生倒塌。
延缓倒塌是指在地震发生时,即使发生一定程度的破坏,也能够使桥梁保持一定的完整性,延缓倒塌的过程。
三、抗震设计方法1. 地震动地质条件的研究在桥梁工程抗震设计之前,需要对地震动地质条件进行充分的研究。
主要包括地震动参数的获取和地震动的场地效应分析。
地震动参数的获取是指通过现场观测和文献资料的分析,获取地震动的基本参数,包括地震烈度、地震频谱、地震波形等。
地震动的场地效应分析是指在具体的桥梁工程场地上,通过地质勘察和数值模拟,分析地震动在该场地上的传播特点和影响程度。
2. 抗震性能目标的确定抗震性能目标的确定是指在桥梁工程抗震设计中,根据地震动地质条件的研究结果和桥梁的重要性等因素,确定桥梁的抗震性能目标。
抗震性能目标是指在地震作用下,桥梁可以保持的结构性能,包括抗震等级、破坏规模和破坏程度等。
3. 抗震能力评估抗震能力评估是指通过对桥梁结构的分析和计算,评估桥梁在地震作用下的变形、承载能力和破坏机制。
主要包括静力分析、动力分析和地震作用下结构的非线性分析等。
4. 抗震设计参数的确定在抗震设计中,需要对结构参数进行合理的确定,包括结构材料、结构形式、结构构型和结构尺寸等。
结构材料的选择是指在地震作用下,选择具有良好抗震性能的材料,如高强度混凝土、高强度钢材等。
桥梁工程抗震设计课件
桥梁工程抗震设计
桥梁工程抗震设计
桥梁工程抗震设计
5.3.7 限制条件
• 受功能要求、路线走向以及桥址地质条件等因素的制约,
桥梁结构体系的选择受到很大的限制。
(1)路线走向
• 对桥梁抗震结构体系的要求常常与路线走向相矛盾。从抗
震角度来说,理想的桥梁结构应是越简单、越规则越好。 因此,希望桥梁是直的,各跨分布均匀,各墩的高度基本 相同。但这通常难于做到,例如在城市桥梁中,为了适应 路线走向,大量采用弯、坡、斜桥和立交桥。
对场地进行处理,以降低液化的可能性。
• 在结构布局上,一种是采用简支梁,并通过构造措施连接
在一起,以防落梁。这种方法在过去的地震中并没有特别 成功。
• 另一种替代的方案是确保上部结构与桥墩完全固结,并使
桩基础穿过易液化土层直达坚硬的土层里。这种方案可以 避免由于液化导致地基失效的可能性。
桥梁工程抗震设计
• 结构抗震性能:木结构、钢结构的抗震性能较优,钢
筋混凝土结构次之,砖、石及素混凝土结构最差。
• 预期采用新一代建筑材料建造的结构抗震性能优良。
桥梁工程抗震设计
一、无约束混凝土(普通混凝土)
• 从试验中发现,各种反复荷载(变形)下无约束混凝土的
包络线都与单调加载的全曲线十分接近;
• 而且,由包络线上的峰值点给出的抗压强度和峰值应变也
否则,应采取措施增强基础抗侧移的刚度和 加大基础埋置深度;对于小桥,可在两桥台基 础之间设置支撑梁或采用浆砌片(块)石满铺河 床。
桥梁工程抗震设计
(3)在软弱粘性土层、液化土层或严重不均匀土 层上建桥时,还应根据具体情况采取下列措施:
① 换土或采用砂桩。换土方法适用于软弱粘性土 层或液化土层较薄、埋藏较浅的情况,先将软弱 粘性土层或可液化土挖去,然后分层回填非液化 土,并逐层夯实。
桥梁工程抗震设计的主要内容和方法(完整资料)doc
桥梁工程抗震设计的主要内容和方法(完整资料)doc首先我们了解下地震带给桥梁的具体破坏影响,这样才可以采取相应措施来防止。
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)支承连接部件失败:固定支座强度不足、活动支座位移量不够、橡胶支座梁底与支座底发生滑动,在地震力作用下支座破坏,致使梁体发生位移导致落梁。
2)墩台支承宽度不满足防震要求,防落梁措施设计不合理,在地震力作用下,梁、墩台间出现较大相对位移,导致落梁现象的发生。
3)伸缩缝、挡块强度不足,在地震力作用下伸缩缝碰撞破坏挤压破坏、挡块剪切破坏,都起不到应有作用,导致落梁。
接下来将从两个方面讲述抗震设计。
抗震设计的主要内容目前桥梁工程的设计主要配合静力设计进行,但贯穿整个桥梁设计的全过程。
与静力设计一样,桥梁工程的抗震设计也是一项综合性的工作。
桥梁抗震设计的任务,是选择合理的结构方式,并为结构提供较强的抗震能力。
具体来说,有以下三个部分:1正确选择能够有效抵抗地震作用的结构形式;2合理的分配结构的刚度,质量和阻尼等动力参数,以便最大限度的利用构件和材料的承载和变形能力;3正确估计地震可能对结构造成的破坏,以便通过结构丶构造和其他抗震措施,使损失控制在限定的范围内。
一丶抗震设计流程桥梁工程的设计一般都要包括五个部分,抗震设防标准选定,抗震概念设计,地震反应分析,抗震性能验算和抗震构造设计。
其中地震反应分析和抗震性能验算工作量最多,且最为复杂。
如果采用三级设防的抗震设计思想,上面的两个部分就要做三个循环,即对于每一个设防标准,进行一次地震反应分析,并进行相应的抗震性能验算,直到结构的抗震性能满足要求。
二丶抗震概念设计抗震概念设计是从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策;概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计和设计思想,正确地解决结构总体方案丶材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。
桥梁抗震第二版教学设计
桥梁抗震第二版教学设计1. 教学目标本教学设计旨在:•掌握桥梁抗震设计的基本知识。
•熟悉常用的桥梁抗震设计方法和工具。
•能够应用所学知识,进行桥梁抗震设计。
2. 教学内容2.1 桥梁抗震设计基本知识2.1.1 教学内容•桥梁结构的抗震设计概述。
•抗震设计的基本原理和理论知识。
•抗震设计标准和规范。
2.1.2 教学方法•讲授理论知识,介绍抗震设计的基本原理。
•通过案例分析,教授抗震设计中的关键问题。
•介绍常用的抗震设计软件和工具,进行实例演示。
2.2 桥梁抗震设计方法2.2.1 教学内容•桥梁抗震设计的基本模型和流程。
•桥梁抗震设计中的参数计算和分析方法。
•桥梁抗震设计中的优化和改进方法。
2.2.2 教学方法•讲授抗震设计的基本模型和流程。
•通过实例演示,教授桥梁抗震设计中的参数计算和分析方法。
•通过案例演示,介绍桥梁抗震设计中的优化和改进方法。
2.3 桥梁抗震设计工具2.3.1 教学内容•常用的桥梁抗震设计软件和工具介绍。
•抗震设计模拟实验的基本过程和方法。
2.3.2 教学方法•通过实例演示,介绍常用的桥梁抗震设计软件和工具。
•带领学生进行抗震设计模拟实验,并进行实时监控和分析。
3. 教学方法本课程采用多种教学方法,包括:•讲授理论知识,介绍抗震设计的基本原理和方法。
•通过案例分析,教授抗震设计中的关键问题和挑战。
•采用多媒体手段,进行抗震设计案例的演示和模拟实验。
•带领学生进行实践操作,巩固所学知识和技能。
4. 教学评估本教学设计将采用多种教学评估方法,包括:•课堂测试和作业评估,检验学生掌握情况。
•实践操作,检验学生实际能力。
•同行评估,获得专业人士的建议和意见。
5. 教学资源本课程所需的教学资源包括:•讲授用的教材和参考书籍。
•外部专家和教师的讲解和指导。
•桥梁抗震设计软件和工具。
•实验室和设备。
6. 总结本教学设计以培养学生的实际应用能力为目标,通过丰富的教学内容和多种教学方法,让学生全面掌握桥梁抗震设计的基本知识和常用方法,熟练运用桥梁抗震设计工具,提高抗震设计能力和实践水平。
建设工程中的桥梁抗震设计与施工
建设工程中的桥梁抗震设计与施工在建设工程中,桥梁的抗震设计与施工是至关重要的。
地震是一种自然灾害,具有不可预测性和破坏性,对桥梁的稳定性和安全性提出了很高的要求。
本文将从抗震设计和施工两个方面探讨桥梁在建设工程中的抗震问题。
一、桥梁抗震设计桥梁抗震设计是确保桥梁在地震中具有足够的抗震能力,以减少地震对桥梁的破坏程度。
以下是桥梁抗震设计的几个重要方面:1. 场地选择:在选址过程中,需要考虑地震发生的概率和强度。
通常会根据地震烈度区划和地质灾害潜在性评价结果等因素进行评估,选择相对较安全的地理位置。
2. 结构分析:使用结构动力学方法对桥梁进行抗震分析,对桥墩、桥面、支座等关键部位开展强度和刚度分析。
通过模拟地震作用下的结构响应,评估其在地震中的抗震性能。
3. 抗震设计参数:根据抗震设计规范和地震烈度等级,确定桥梁的抗震设计参数,包括抗震设防烈度、工程设计地震动参数、结构的抗震设防水平等。
这些参数将直接影响到桥梁的抗震性能。
4. 抗震设计方法:根据桥梁结构的不同特点和设计要求,选择合适的抗震设计方法。
常见的方法包括等效静力法、动力时程分析法、谱响应分析法等。
二、桥梁抗震施工除了抗震设计,桥梁的抗震施工也是确保桥梁抗震性能的重要环节。
合理的施工方法和措施能够提高桥梁的整体抗震能力。
以下是桥梁抗震施工中需要注意的几个方面:1. 施工材料:选择具有良好抗震性能的材料,如高强度混凝土、高性能钢材等。
同时,对材料的质量进行严格控制,确保施工材料的品质符合设计要求。
2. 施工工艺:合理的施工工艺对于提高桥梁的抗震性能至关重要。
需要注意施工顺序、施工方法以及各个施工工艺环节的协调与控制。
3. 质量控制:抗震施工中的质量控制是保证桥梁抗震性能的重要保障。
要对施工过程进行全程监控,及时发现和纠正施工中的质量问题。
4. 专业人员:桥梁抗震设计与施工需要有一支技术过硬、经验丰富的专业团队。
这些专业人员在桥梁设计、施工、监理等方面都需要具备相应的专业知识和能力。
桥梁工程抗震设计的概述
桥梁工程抗震设计的概述[摘要] 抗震设计就是抗震设计以及工程经验来获得基本设计原则和设计思想,从而能正确的解决结构总体方案,材料的使用,最终达到合理抗震的目的。
文章主要从桥梁抗震设计原则等设计方法进行归纳和概述[关键词] 桥梁工程抗震设计原则方法概述桥梁工程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。
抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想,正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。
合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震设防的目标。
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。
一、对桥梁震害的概述近几十年来,在全球发生了多次大地震,这就说明桥梁工程作为抗震防灾、危机管理系统的重要组成部分,在地震中必将受到严重的破坏。
一旦桥梁在地震中受到破坏,就会使地震产生的次生灾害进一步加重,也给灾后重建工作带来极大的困难。
桥梁是重要的社会基础设施,提高桥梁的抗震性能是减轻地震损失、加强区域安全的基本措施之一。
一、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:(一)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、钢筋压屈和内混凝土压碎、崩裂,结构失去承载能力。
整个过程可以甩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;⑨随着变形量的增大,混凝土保护层脱落、塑性范围扩大;④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压碎、崩裂。
(二)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截面弯矩达到开裂强度时,截面}乜现水平弯曲裂缝: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。
桥梁工程抗震设计
浅谈桥梁工程抗震设计摘要:地震对道路与桥梁的破坏主要由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的,桥梁由于受到地震后而产生水平及竖直振动,造成桥梁构件的破坏,甚至使桥梁倒塌。
本文主要就桥梁震后产生的原因进行给予探讨方案。
关键词:桥梁工程;抗震设计近几年,我国各地大小地震频发,公路桥梁等交通工程在地震中遭受到严重的破坏,然而目前增强桥梁的抗震能力,加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分关进。
桥梁工程是交通枢纽中的重中之重,强震往往使公路桥梁遭到严重破坏,不但影响着交通的正常通行,有时可能引起二次灾害,阻碍救援工作队的进入。
1.桥梁破坏形式及震害原因分析1.1合理选址桥梁工程在建设施工的前期规划中需要对桥梁主体场地选择问题加以关注。
首先,合理的桥梁建设场地应以坚硬地质结构为首选,避免松软场地在地震时发生地基失效的现象。
其次,当交通运输发展实际要求桥梁工程不得不在松软场地区域建设的时候,桥梁的整体结构设计需要尽可能的提高基建整体性能,将地震造成地质结构不均匀变形的可能性降到最低。
1.2桥梁破坏形式对国内外桥梁震害的调查表明,上部结构震害主要表现为落梁移位,局部碰撞。
下部结构存在桥墩折断,混凝土剥落,系梁开裂,挡块普遍失效,桥台翼挤开裂、倾斜等震害现象。
另外,桥梁附属支座移位与变形,伸缩缝张开和挤压,护栏开裂的现象也非常普遍。
1.3桥梁震害原因分析桥梁震害是多种因素综合作用的结果,主要有:(1)地震作用对桥台和桥墩等薄弱部位的破坏.桥台是桥梁两侧岸边的支撑部分,一般是在岸边的原域填土上,用钢筋混凝土修建三角形或矩形的支台,这是地震作用的薄弱部位,因为桥台的路基高且三面临空,振动大,桥台和下面土的刚度不同,有相互作用,土体本身在地震中会产生液化,震陷破坏,桥台受地震的振动或场地砂土液化影响,填土滑移,滑移土体对桥台产生巨大推力,致使桥台发生破坏。
桥墩是支撑桥身的主要构件,其震害主要包括桥墩的断裂,剪断和裂缝,另外还有因桩柱埋入深度不够等原因遭受破坏。
桥梁结构抗震设计与设防措施
桥梁结构抗震设计与设防措施摘要:随着交通建设项目的发展,桥梁的数量不断增加。
桥梁工程一般处于自然环境下,需要道路桥梁工程整体具备较强的承载力和安全性,因此对道路桥梁工程的设计提出了较高的要求。
抗震设计作为工程结构设计的关键内容,其合理应用能够提高道路桥梁结构的强度,使道路桥梁可以有效地抵抗地震带来的破坏力。
如果道路桥梁结构的抗震性达不到相关的标准,地震一旦发生就会导致结构坍塌,将造成大量人员的伤亡和严重的经济财产损失。
所以,要加强道路桥梁结构抗震设计的合理应用,保证工程的设计水平。
关键词:桥梁;结构;抗震设计引言我国地震频发,桥梁结构因地震而时常发生耐久性下降及失稳等问题,人民的生命和财产安全因此遭受了巨大损失。
道路桥梁震害不但直接危及人们的生命安全问题,还给灾后救援工作带来了极大的困难与阻碍。
因此研究桥梁抗震设计以及设防措施,对于避免桥梁结构震害问题有着重要的研究意义。
1抗震设计的原理1.1结构控制在对道路桥梁结构设计过程中,常采用的结构控制技术有混合控制技术、被动控制技术及主动控制技术3种。
设计中最常采用的为被动控制技术。
这一技术的原理是设计人员通过数值计算实现桥梁结构的最优布置,最大限度地降低地震对桥梁所带来的影响。
经实践可知,在抗震设计过程中采用结构控制技术可以提高道路桥梁的抗震性能。
1.2延性设计针对道路桥梁结构的抗震延性设计,设计人员需要结合道路桥梁结构的具体受力点,选择相应的塑性铰进行合理的安置,加强一些细节的控制,能够保障道路桥梁结构的稳定与安全。
实施延性设计的主要目的是在发生地震时,可以有效地控制和降低地震的能量,使道路桥梁整体结构的强度得到全面提升。
如果发生了较高级别的地震灾害,通过合理的延性设计还可以避免结构坍塌。
然而,在实际地震灾害发生时还是会对道路桥梁结构造成一定的损伤,所以作为设计人员要科学地选择更先进、更适用的隔震设计技术,加强结构的抗震能力。
2道路桥梁抗震设计要点2.1合理选择桥梁施工场地在桥梁抗震设计中应注意对施工场地的合理选择,这是保证桥梁抗震效果的前提。
桥梁工程中桥梁抗震设计
桥梁工程中桥梁抗震设计摘要:地震是最常见的一种地质灾害,一旦发生,就会对桥梁造成不可预测的破坏,导致桥梁主体结构开裂,严重的会造成断裂、破坏,甚至倒塌。
因此,为了抵御地震造成的破坏,我们应该高度重视并做好桥梁工程的抗震设计工作。
在确定桥梁震害的主要表现形式和原因的基础上,提出了桥梁抗震设计应注意的要点。
关键词:桥梁设计;桥梁抗震设计;抗震设计要点引言近年来,我国道路桥梁总里程居世界第一,桥梁数量不断增加,已成为人们生活中不可缺少的建筑结构。
然而,我国地震频发,桥梁结构往往因地震而出现耐久性下降、失稳等问题,给人民生命财产安全造成巨大损失。
公路桥梁的地震破坏不仅直接危及人们的生命安全,而且给灾后救援工作带来了很大的困难和障碍。
因此,研究桥梁的抗震设计和桥梁隔震技术的应用对避免桥梁结构的地震破坏具有重要意义。
1 桥梁抗震结构概述在进行桥梁抗震结构设计之前,有必要了解桥梁抗震结构本身的特点,从而为后续的设计工作提供重要的支持。
桥梁工程是当今时代的重要建设工程,抗震系数的提高直接影响到桥梁工程本身的稳定性。
在抗震设计中,主要根据地震灾害、工程经验等相关内容进行日常设计,选择正确的设计思路,从整体性的角度构建完善的整体结构方案,并进行详细的结构设计。
为了达到抗震效果,规范的抗震设计应在刚度和强度方面符合相关标准,达到强度和刚度的最佳结合,使桥梁的抗震效果得到全面提高。
桥梁是交通的重要组成部分,一旦发生损坏,不仅会影响人们的正常出行,还会带来更为严重的安全问题,因此在实际工作中,有必要对桥梁进行更加科学有序的抗震结构设计。
从以往的工程经验来看,有些桥梁在地震后往往会出现开裂、混凝土剥落等问题,严重时还会出现内部钢筋外露。
因此,在实际工作中有必要更加科学、系统地进行桥梁抗震设计,为后续使用提供重要依据。
2地震对桥梁的破坏性地震自然灾害对桥梁工程结构具有较强的破坏性,主要表现在场地和桥梁地基的破坏作用以及场地的震动作用两大方面。
桥梁工程中的抗震设计与施工
桥梁工程中的抗震设计与施工随着城市化进程的不断推进,越来越多的桥梁工程得以修建,为人们的出行提供了便利。
而在桥梁工程中,抗震设计与施工显得尤为重要。
本文将从抗震设计和抗震施工两个方面进行探讨。
抗震设计是桥梁工程的核心内容之一。
首先,抗震设计需要充分考虑地震作用对桥梁结构的影响。
地震是一种自然力量,具有突发性、瞬时性和不可预测性,会给桥梁结构带来巨大的破坏力。
因此,在设计过程中,需要对不同地震烈度的影响进行分析,并确定相应的抗震设计参数。
通常,抗震设计分为强度抗震设计和位移控制抗震设计两种方法。
强度抗震设计侧重于保证桥梁结构足够的抗震能力,消除或减小结构产生破坏的可能性;位移控制抗震设计则关注桥梁结构的变形控制,以保证桥梁在地震中的安全性。
其次,抗震设计还需要合理选择结构形式和材料。
在桥梁工程中,常见的结构形式包括悬索桥、斜拉桥、梁桥等。
这些不同的结构形式具有不同的抗震性能,工程师需要根据具体情况进行选择。
同时,合理选择材料也是抗震设计中的重要环节。
当前,钢材和混凝土是桥梁工程中常用的材料。
钢材具有良好的韧性和抗震性能,可以在地震中有效吸收能量;而混凝土则具有较高的抗压能力,适合用于梁桥等结构。
因此,在抗震设计中,合理使用这些材料可以提高桥梁的整体抗震能力。
与抗震设计相辅相成的是抗震施工。
抗震施工是确保桥梁工程质量的重要环节。
首先,施工过程中需要采用适当的施工方法和工艺,以提高桥梁的抗震性能。
例如,在施工过程中,应严格控制钢筋混凝土结构的浇筑质量,保证其强度和韧性;在悬索桥和斜拉桥的施工中,应严格控制各个构件的吊装和拼装工艺,确保其连接的稳固可靠。
此外,施工过程中还需要加强质量检测和监控,确保施工工艺符合设计要求。
其次,抗震施工还需要合理选择施工材料。
如前所述,钢材和混凝土是桥梁工程中常用的材料。
在施工过程中,需要选用符合相关标准的高质量材料,并进行必要的质量检测。
同时,还需要合理控制材料的施工时间和温度,避免由于施工材料质量问题导致的桥梁抗震性能下降。
桥梁工程中桥梁抗震设计
桥梁工程中桥梁抗震设计
摘要:最近几年,我们国家建设了一大批的桥梁项目,它们的存在对于国家的经济发展来讲意义非常重大。
然而通过分析实际状况我们发现,我国现有的桥梁项目的品质普遍不高,一旦遇到地震之类的自然灾害的话损失非常严重,导致项目失去了它原有的价值和意义。
所以,为了避免负面现象出现,就要切实提升项目的抗震水平,积极开展相关的设计工作。
具体来讲,作为设计工作者必须要切实意识到开展抗震设计工作的意义所在,同时还要不断完善设计措施,创新设计理念,确保项目的防震水平高超,确保广大群众的日常出行有保障。
作者在这个前提之下,具体分析了项目抗震设计工作有关的内容。
关键词:桥梁工程;桥梁抗震设计;强度
前言
我们国家的国土面积非常广,其中许多地区都位于地震带上,所以为了确保桥梁项目的性能不受影响,就应该在设计的时候,认真考虑它的抗震性特征,积极开展好抗震设计工作。
最近几年,我们国家在对于引发地震的机理,地震波的传递特征和地震波作用下结构产生的动力响应的特点、破坏特征、结构的抗震能力的研究和探索的不断深入,使得抗震设计工作有了很好的发展,获取了显著的成就。
1 地震对桥梁的破坏性
众所周知,地震的影响力非常大。
一旦灾害发生,首先被破坏的是地基,尤其是那些地基处在较陡峭的坡体上面的桥梁,它面对地震灾害的时候,破损更为严重。
因此,我们在选取地基的时候一定要综合分析,。
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二、地基、基础设计
弱粘性土层、液化土和严重不均匀土层不宜直 接用做公路桥梁的地基。当难以避免时,应探 明其埋藏和分布情况,采取以下的抗震措施: (1)在软弱粘性土层、液化土层或严重不均匀土 层上,不宜修建大跨度超静定桥梁。
(2)在软弱粘性土层、液化土层和不稳定的河岸 处建桥时,对于大、中桥,可适当增加桥长, 合理布置桥孔,使墩、台避开地震时可能发生 滑动的岸坡或地形突变的不稳定地段。
5.3.2 抗震结构类型
建于地震区工程结构,可选择三种不同的抗震结构类型:
强度设计
刚性设计
增加结构刚度和基础构成刚性体系导致结构高度、跨度 等受到严重限制,束缚地震多发区结构设计进步。
柔性设计
通过减小结构刚度,减小作用于结构的地震荷载强度, 大震时可能由于结构变形过大导致结构破坏、倒塌, 小震和常规荷载下,由于刚度过低难以满足结构正常使 用要求。
滞回曲线
由于材料的弹塑性性质,当荷载大于一定程度后,在卸 荷时产生残余变形,即荷载为零而变形不回到零,称之 为“滞后”现象。
这样经过一个荷载循环,荷载-位移曲线就形成了一个 环,将此环线叫做滞回环,多个滞回环就组成了滞回曲 线。
滞回曲线物理意义:
地震时,结构处于地震能量场内,地震将能量输入结构, 结构有一个能量吸收和耗散的持续过程。
当结构进入弹塑性状态时,其抗震性能主要取决于构件 耗能的能力。滞回曲线中加荷阶段荷载-位移曲线下所 包围的面积可以反映结构吸收能量的大小;而卸荷时的 曲线与加载曲线所包围的面积即为耗散的能量。 这些能量是通过材料的内摩阻或局部损伤(如开裂、塑 性铰转动等)而将能量转化为热能散失到空间中去。 因此滞回曲线中滞回环的面积是被用来评定结构耗能的 一项重要指标。
(2)桥址地质条件的制约
桥址的地质条件对桥长、跨数以及桥墩的布置 均有很大的影响。在基础施工困难的地带或深 水河床,通常采用大跨、少墩的布置方案。
通常情况下,地震波传播到地表附近不同质点 的时刻并不相同。如果地震波在传播到地表过 程中不产生反射、折射和干涉、叠加、弥散等 现象,则地表不同质点的地震动将具有同一波 形,只是相位不同。这种地震动称为空间相关 的地震动。
5.3.1 一般原则
对采用抗震结构概念设计的延性桥梁,在概念设计阶 段,除了要考虑抗震设计基本原则之外,还必须重点 考虑以下各个要点: 1)应明确结构中抵抗水平地震作用的墩台的位置和数量;
2)应在结构设计强度和位移延性之间,取得适当的均衡; 3)在选择结构塑性变形机制时,宜使预期的塑性铰出现在 易于发现和易于修复的结构部位; 4)应明确结构体系中的延性构件和能力保护构件。
结构控制设计
通过结构上设置的控制装置,由其和结构共同 抵御地震和风。
分类 主动控制 半主动控制 被动控制 混合控制
结构控制设计存在问题
a. 主动控制需要外部巨大的能源,灾害时难以保证;
b. 主动控制的迟时效应;
c. 许多被动控制措施(TMD、TLD)在小震和常规风 荷载下,有较好的控制效果,可提高舒适度。但 在大震、飓风时,难以保证结构的安全性; d. 控制系统要求比结构更高的可靠性,造价高。
由于实际土层的复杂性,地震动不可能是空间 相关的,即相干的。对于大跨径桥梁或多跨的 长桥,不同位置桥墩的地震动往往是相干的, 而且同步的可能性很小,输入地震动的非一致 性和空间相干性的影响不可忽略,这种效应称 为地震动的行波效应。
对于建造在局部地质条件相差很大的场地的情 况,例如跨越峡谷的桥梁,行波效应将更加显 著。桥梁常常跨越不稳定的地段,如果必须将 桥墩建在地震作用下有潜在危险的陡坡或岸坡 上,则需要增加桩的嵌固深度,或采取特殊的 保护措施。
5)破坏位置宜出现在便于检查和便于修复的部位。
5.3.4 场地、地基与基础
一、场地选择
在桥位选择时,应充分利用对抗震有利的地 段,避开不利地段,以避免或减轻在地震作 用下因地基变形或地基失效对公路桥梁造成 的破坏。
除次要公路桥梁(指中断交通对政治、经济 和国防没有较大影响的公路桥梁)外,不应 在危险地段建造公路桥梁。
5.3 抗震概念设计
结构抗震设计包含了两个设计范畴,即概念设计和 参数设计。抗震概念设计是从概念上,特别是从结 构总体上考虑抗震的工程决策;参数设计主要是地 震作用计算、构件强度验算、结构变形验算等。
抗震概念设计定义:在进行结构设计时,首先着眼 于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破 坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决 结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原 则,又顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构 的抗震能力。
(3)从质量分布上看,桥梁上部结构的质量应轻。
(4)从场地条件上看,基础应建造在坚硬场地上。
5.3.6 材料方面的考虑
结构抗震性能:木结构、钢结构的抗震性能较优,钢筋 混凝土结构次之,砖、石及素混凝土结构最差。
预期采用新一代建筑材料建造的结构抗震性能优良。
一、无约束混凝土(普通混凝土)
从试验中发现,各种反复荷载(变形)下无约 束混凝土的包络线都与单调加载的全曲线十分 接近; 而且,由包络线上的峰值点给出的抗压强度和 峰值应变也与单调加载的相应值无明显的差别。
延性设计
适当控制刚度分布,结构构件地震时进入非弹性变形状 态以消耗地震能量,保证结构不倒。
结构构件集两种功能于一身,即结构的使用功能和抗震 性能,存在着局限性。 延性设计是在承载能力不下降的前提下具有较大的塑延 性设计,并利用滞回耗能。 桥梁中的塑性铰按延性设计,其他部分则按能力保护原 则设计,即保持弹性。
这说明在反复荷载(变形)作用下,无约束混 凝土应力-应变曲线的包络线可以取为单调荷载 下的相应曲线。
二、约束混凝土
对混凝土桥梁,由于无约束混凝土的极限压应变较 低,通常仅为0.004~0.005,相应的截面最大塑 性转角也较低,所以,往往无法提供结构在地震动 下所需的位移延性。
为提高混凝土桥梁结构的延性,就需要采用约束混 凝土的概念。约束混凝土——数量足够、配置合理 的横向箍筋和纵向钢筋一起,对核心混凝土起到约 束,并能够有效地限制混凝土的横向膨胀,维持核 心混凝土的完整,提高核心混凝土的极限压应力, 阻止纵向受压钢筋可能出现的屈曲。最重要的是, 核心混凝土受压区在破坏之前,能够维持较无约束 混凝土高得多的压应变。
5.3.5 理想的结构体系
从桥梁抗震角度出发,理想的桥梁结构体系应 是:
(1)从几何线形上看,桥梁应是直的,墩台应与 桥轴方向垂直,因为弯桥或斜桥使地震反应复 杂化;桥梁各墩高度应相差不大,墩高不等会 导致桥墩刚度变化,使抗侧力桥墩中刚度较大 的易于最先破坏。
(2)从结构布局上看,上部结构应是连续的,并使 用尽可能少的伸缩缝;桥梁应保持小跨径;弹性支 座应布置在多个桥墩上;各桥墩的强度和刚度在各 个方向上都应相同。
5.3.7 限制条件
受功能要求、路线走向以及桥址地质条件等因素的 制约,桥梁结构体系的选择受到很大的限制。
(1)路线走向 对桥梁抗震结构体系的要求常常与路线走向相矛盾。 从抗震角度来说,理想的桥梁结构应是越简单、越 规则越好。因此,希望桥梁是直的,各跨分布均匀, 各墩的高度基本相同。但这通常难于做到,例如在 城市桥梁中,为了适应路线走向,大量采用弯、坡、 斜桥和立交桥。
否则,应采取措施增强基础抗侧移的刚度和加 大基础埋置深度;对于小桥,可在两桥台基础 之间设置支撑梁或采用浆砌片(块)上 建桥时,还应根据具体情况采取下列措施:
① 换土或采用砂桩。换土方法适用于软弱粘性土层或 液化土层较薄、埋藏较浅的情况,先将软弱粘性土 层或可液化土挖去,然后分层回填非液化土,并逐 层夯实。 ② 减轻结构自重,加大基底面积,减少基底偏心。 ③ 增加基础埋置深度,使基础穿过液化土层。 ④ 采用桩基础或沉井基础。
桥梁还可能跨越地震中易液化的场地,如果可能的 话,应避免把桥墩建造在这样的场地上。
如果桥址无法改变,就需要考虑改善地基条件的办 法,并对场地进行处理,以降低液化的可能性。 在结构布局上,一种是采用简支梁,并通过构造措 施连接在一起,以防落梁。这种方法在过去的地震 中并没有特别成功。
另一种替代的方案是确保上部结构与桥墩完全固结, 并使桩基础穿过易液化土层直达坚硬的土层里。这 种方案可以避免由于液化导致地基失效的可能性。
5.3.3 结构体系选择
1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。
2)应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震 能量的能力。 3)宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部消弱或突 变形成薄弱部位;对可能出现的薄弱部位,应采取有效 措施提高抗震能力(主要是延性)。
4)宜建造在坚硬的场地上,应尽可能避开发震断 层及其它不利地段和危险地段;对建在可能液 化地基或软土地基上的桥梁,应对地基进行处 理;对不得不建于发震断层或其它不利地段和 危险地段上的桥梁,应进行专门研究。