國內(nèi)橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
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國內(nèi)橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
作者:王永勝,王昱成
地址:長安大學(xué)
2014-03-18 00:29:30 字體:
摘 要:摘要:本文對國內(nèi)主要橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀進行了較為詳細的研究,指出我國現(xiàn)行《公路工程抗展設(shè)計規(guī)范》中存在的一些缺點,還對目前國內(nèi)上橋梁結(jié)構(gòu)抗展設(shè)計規(guī)范的發(fā)展動向進行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:橋梁,抗震設(shè)計,規(guī)范,發(fā)展
一、前言 隨著我國90年代經(jīng)濟起飛,交通事業(yè)迅猛發(fā)展,特別是高速公路的興建、跨越大江、大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建,規(guī)范已大大不能適應(yīng).但是目前所有國內(nèi)的橋梁設(shè)計,對抗展設(shè)計均在設(shè)計書上標明的參照規(guī)范即是《公路工程抗展設(shè)計規(guī)范》和《鐵道工程抗展設(shè)計規(guī)范》.2008-10-01 起,我國開始實施《公路橋梁抗震設(shè)計細則》,新規(guī)范總結(jié)了我國橋梁抗震設(shè)計方面 的經(jīng)驗教訓(xùn)并借鑒了國外抗震設(shè)計規(guī)范的先進思想和方法,在整體抗震設(shè)防思想和設(shè)計方法上較舊規(guī)范有較大改進,大大提高了中國橋梁抗震設(shè)計能力。然而,我國幅員遼闊,地震區(qū)分布廣泛,地質(zhì)條件有著較大差異,又由于各地區(qū)經(jīng)濟水平發(fā)展不均衡,新規(guī)范并非十分完善。. 二、 橋梁抗震設(shè)防標準 中國對橋梁等級的劃分首先是根據(jù)橋梁的單跨跨徑,以 150 m 為界,超過 150 m為最高設(shè)防類別,,其次根據(jù)公路等級劃分橋梁的抗震等級,對不同等級的橋梁制定不同的抗震設(shè)防目標;對橋梁類別的劃分考慮了橋梁構(gòu)件、土壤液化以及橋梁基本周期,對符合要求的橋梁統(tǒng)一進行抗震設(shè)防;對地震頻發(fā)地區(qū)的橋梁劃分為高等級設(shè)防;對維持交通通行非常重要的橋梁,特別是震后救災(zāi)的生命通道劃分為高設(shè)防等級,保證震后正常的交通通行,但較定性化,工程人員不易判斷橋梁抗震設(shè)防分類?傮w來說,各國規(guī)范都是根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、抗震救災(zāi)作用、地震可能造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡、修復(fù)的難易程度等對橋梁進行設(shè)防分類,但又都較定性化,缺乏考慮對震后救災(zāi)有較大影響的非結(jié)構(gòu)性因素。 三、設(shè)計地震 (一)、地及區(qū)劃 設(shè)計地震動是繼設(shè)計思想之后的影響到橋梁抗震設(shè)計全局的重要問題。地震作用強度是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中最重要的地震動參數(shù)之一。在當前各國的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中采用兩種方式描述這一參數(shù),一種方式是使用“烈度”這個量,如我國《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》,另一種是直接使用地震動參數(shù)。 (二)、場地分類 實際上,目前各國橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中都考慮了場地條件對設(shè)計地震動參數(shù)的影響。具體做法是:根據(jù)一定規(guī)則對場地進行分類,然后分別給出各類別場地的地震設(shè)計反應(yīng)譜。橋梁抗展設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢是場地剪切波速(或場地特征周期)和地表覆蓋層厚度。 (三)、地展設(shè)計譜的阻尼修正 阻尼比是影響反應(yīng)譜值一個重要參數(shù)。當結(jié)構(gòu)阻尼比較小時,其變化會顯著地改變反應(yīng)譜值,從而影響結(jié)構(gòu)所受地震力的大小.一般規(guī)范設(shè)計反應(yīng)譜均以一個標準阻尼比值(通常取0.05)為基準,當結(jié)構(gòu)主要振型的阻尼比偏離此標準值較多時,需要對設(shè)計反應(yīng)譜進行修正。AASHTO、ATC一32、Caltrans和NZ規(guī)范不對反應(yīng)譜進行阻尼修正,而EC一8、JAPAN和中國公路規(guī)范對設(shè)計譜進行阻尼修正。 四、地震反應(yīng)分析和計算方法 我國橋梁抗展設(shè)計規(guī)范采用的地展反應(yīng)分析方法,目前規(guī)范計算地震反應(yīng)的方法有四種,即等效靜力法、線性動力法、非線性靜力法和非線性動力法.其中等效靜力法和彈性動力法是目前規(guī)范中廣泛應(yīng)用的方法.非彈性靜力分析方法主要是用來確定結(jié)構(gòu)的倒塌機制和能力。 五、對我國城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的建議 前面幾節(jié)對我國的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范進行了總結(jié),總的來說,我國現(xiàn)行的《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》在設(shè)計思想、設(shè)計方法、構(gòu)造措施和條文可執(zhí)行性等方面顯得落后許多.近十幾年發(fā)生在世界各地的大地展給橋梁結(jié)構(gòu)造成了重大破壞,同時也促進了橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的修訂工作.規(guī)范的修訂主要參考了近十幾年來的地震震害經(jīng)驗,同時借鑒了結(jié)構(gòu)抗震研究領(lǐng)域的最新研究成果.概況起來,新規(guī)范的發(fā)展動向有以下幾個方面: (1)抗震設(shè)防標準.這是橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的最基本問題.過去的幾十年的時間里,橋梁抗展設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢師都提出分級抗震設(shè)防的原則:即小震不壞;中震發(fā)生有限的結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞;大震發(fā)生嚴重的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞,但不產(chǎn)生嚴重的人員傷亡;而在可能襲擊工程場地最嚴重的地震作用下,結(jié)構(gòu)不倒塌。這些基本的結(jié)構(gòu)性能目標今天被大多數(shù)的設(shè)計規(guī)程所采用。但傳統(tǒng)的作法是,只針對單一的地震作用水平進行結(jié)構(gòu)的抗展設(shè)計,F(xiàn)在的問題是針對每一個目標都給出相應(yīng)的具體設(shè)計程序。這樣一來,就需要對目前實際上還是單一水準強度抗震設(shè)計原則進行修訂,采用多水準、多設(shè)防目標和多階段的抗震設(shè)計原則。 (2)撓度和位移.傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計采用
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