桥梁工程抗震设计课件.pptVIP

桥梁工程抗震设计桥梁工程抗震设计桥梁工程抗震设计5.3.1一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。桥梁工程抗震设计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：桥梁工程抗震设计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，要求。小震和常规荷载下，由于刚度过低难以满足结构正常使用桥梁工程抗震设计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。桥梁工程抗震设计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。桥梁工程抗震设计滞回曲线物理意义：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。桥梁工程抗震设计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桥梁工程抗震设计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。桥梁工程抗震设计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）。桥梁工程抗震设计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。5）破坏位置宜出现在便于检查和便于修复的部位。桥梁工程抗震设计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。桥梁工程抗震设计二、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。桥梁工程抗震设计（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。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