大跨度桥梁抗震设计减震隔震桥研究(梁桥).ppt

大跨桥梁抗震设计减震隔震桥研究 硕0606班 肖赟1.大跨桥梁抗震设计现状 目前，国内外现有的绝大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨径的普通桥梁，超过适用范围的大跨度桥梁的抗震设计，则无规范可循。许多设计规范只适用于跨径150m以下的梁桥。 对于大跨桥梁的抗震设计国内外已经进行了许多的研究，取得了许多科研成果，不过大跨桥梁抗震设计目前还是没有一个统一的标准。 2.大跨桥梁抗震设计特点，难点 与中等跨径普通桥梁相比，大跨度桥梁的地震反应比较复杂，相应地，抗震设计也比较复杂。如高阶振型的影响比较明显，以及需要考虑多点激振和行波效应、各种复杂的非线性因素、桩－土－结构相互作用等。 另一方面，又没有可遵循的抗震设计规范。因此，大跨度桥梁的抗震设计目前还比较困难。 由于工程项目建设期短，而专业科研人员又不能参与设计，只能被动地进行桥梁结构在地震作用下的强度变形验算，因而不能将先进的抗震设计思想充分应用于抗震设计，影响抗震设计的效果。 3.基本的桥梁震害－上部结构 落梁破坏，这是最为常见的桥梁震害之一。 桥墩部位两跨梁相互撞击的破坏 。 由于地基失效引起的上部结构的震害。 墩柱失效引起的落梁破坏。 基本的桥梁震害－下部结构 桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力的作用所致。高柔性的桥墩多为弯曲破坏，粗矮的桥墩多为剪切型破坏，长细比介于两者之间的则呈现弯剪型破坏。此外，配筋设计不当还会引起盖梁和桥墩的节点部位破坏。 4.梁式桥梁震害 梁式桥梁（钢板梁及钢筋混凝土梁等）遭受地震时，最常见的严重破坏情况是墩台毁损，主梁坠落。这种严重破坏，大都发生在地震的高烈度地区，而且一般是地质体条件较差的桥梁。 桥梁震害图片 梁式桥梁震害－因素 地震烈度高，设计上又没有考虑抗震设防。这些桥一般位于地震烈度9-11度区域，大部分都是解放后新建的，但是过去的规范中没有关于抗震方面的要求。 地质条件差，砂土液化现象严重，是这些桥梁破坏的重要因素。 桥端路堤下沉，岸坡向河心滑移，台间距离缩短。 支座不适应抗震要求。 墩、台等下部结构断裂或者倒塌。这个可能分为两种情况：一是墩、台的强度不够；另一种情况是地震引起桥梁的上部结构坠落，从而将墩台结构砸坏。 5.大跨桥梁抗震设计 大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作。 目前国内采用得是三水准设防目标，两阶段抗震设计方法。 此外还提出了基于性能得设计方法。这是今后抗震研究方向。 大跨桥梁抗震设计 两水平的抗震设计方法（two－level design approach）要求结构在两个概率水平的地震作用下分别达到两个不同的性能标准。 能力设计思想要求在一座桥梁内部建立合理的强度级配，以保证地震破坏只发生在预定的部位，而且是可控制的。 大跨桥梁抗震设计 大跨度桥梁抗震设计实用方法认为，大跨度桥梁的抗震设计应分两个阶段进行： （1）在方案设计阶段进行抗震概念设计，选择较理想的抗震结构体系； （2）在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计，并根据能力设计思想进行抗能力分析、验算，必要时要进行减、隔震设计以提高结构的抗震能力。 6.大跨桥梁抗震概念设计 70年代以来，人们在总结大地震灾害经验中发现：对结构抗震设计来说，“概念设计”，（Conceptual Design）比“计算设计”（Numerical Design）更为重要。 由于地震动的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难有效地控制结构的抗震性能。因而，不能完全依赖“计算”。 结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。在桥梁的方案设计阶段，不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍，而要综合考虑桥梁的抗震性能，尽可能选择良好的抗震结构体系。 大跨桥梁抗震概念设计 诚然，桥梁的长度、跨径、桥宽以及平面布置要受到地形条件及交通流量的制约，但从抗震设计的观点来看，还有很大的余地。例如上部结构和桥墩的连接形式，桥墩形式，桥墩截面形式等等。 总之，要从内力和变形两个方面综合考虑，选择整体抗震性能好的方案。 尤其值得注意的是，大跨度桥梁的过渡孔在地震中较易遭受破坏，在方案设计时要特别更视过渡孔处连接构造的设计。 大跨桥梁抗震概念设计 为了同时保证桥梁结构的经济性和抗震安全性，通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态，在预期的部位形成塑性铰以耗散能量，但不允许出现脆性破坏。 对于桥梁结构，通常希望塑性铰出现在便于检查和易于修复的，并且经过特殊配筋的墩柱处，而一般不希望上部结构和基础等处出现塑性铰。 大跨桥梁抗震概念设计 为了保证所选定的结构体系在桥址的场地条件下确实是良好的抗震体系，须进行分析： 首先，应建立桥梁结构的计算图式，分析结构的动力特性，从而对结构的