本文對大跨度橋梁的結構抗震設計進行分析，希望同行批評指正。 

關鍵詞：大跨徑橋梁；結構抗震；地震響應 

　　前言：大跨度橋梁不僅在我國也是全世界交通運輸中的關鍵工程，起著交通樞紐的作用。因其投資大，對國民經(jīng)濟有著非常重大的影響。因此，進行正確有效的抗震設計，確保其抗展安全性具有更加重要的意義�，F(xiàn)行的公路或者鐵路的抗震設計規(guī)范中對大跨度斜拉橋的抗震設計并無詳細說明，需要做專項的抗震設計研究。從目前的結構抗震技術的發(fā)展來看，結構的減隔震設計將是今后工程結構設計中必不可少的一部分，也將是結構抗震設計的重要組成部分。 

　　1、橋梁結構地震響應分析方法 

　　現(xiàn)行橋梁的抗震分析方法主要為確定性分析方法，它是以確定性的荷載作用在結構上，包括靜力法、地震反應譜分析方法和時程分析方法，是目前應用廣泛的地震分析方法。 

　　1.1反應譜法 

　　此法考慮了結構的動力特性，用靜力的方法去解決動力問題。動力反應譜法還是采用地震荷載的概念，從地震動出發(fā)求結構的最大地震反應，但同時考慮了地面運動和結構的動力特性，比靜力法有很大的進步。反應譜方法概念簡單、計算方便，可以用較少的計算量獲得結構的最大反應值。由于反應譜適用于彈性范圍內(nèi)，因而當結構在一定強度的地震是，進入塑性工作階段就不能運用，因此，它不能考慮結構的非線性。另一方面，地震作用是一個時間過程，但反應譜方法只能得到最大反應，不能反映結構在地震動過程中的經(jīng)歷。 

　　1.2動態(tài)時程分析法 

　　此法是在地震時建立結構振動方程式，求解每一時刻的結構響應。目前，大多數(shù)國家除對常用的中小跨度橋梁仍采用反應譜方法計算外，對重要、復雜、大跨的橋梁抗震分析均采用動態(tài)時程分析法。動態(tài)時程分析法首先地震動輸入，再采用有限元動力建立方程，然后采用逐步積分法求解，計算地震過程中每一瞬時結構的位移、速度和加速度響應，從而可以分析出結構在地震作用下彈性和非彈性階段的內(nèi)力變化以及構件逐步開裂、損壞直至倒塌的全過程。動態(tài)時程分析方法使得橋梁結構的抗震設計從以往的強度單一保證轉入結構構件強度和延性的雙重保證；同時使得橋梁設計師對設計結構的地震力破壞機理更加明了，進而釆取有效的措施提高結構的抗震能力。 

　　2、在地震中橋梁較易產(chǎn)生破壞的位置及其原因 

　　一般情況下，橋梁是當?shù)亟煌ǖ难屎�，一旦在地震中發(fā)生嚴重破壞，將嚴重地影響到震后救援工作的展開，如果延誤救援時機，造成次生災害加重，這會對人民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大損失。從造成橋梁的破壞原因來看，由于地震造成的橋梁破壞數(shù)量要遠多于撞擊、風振等原因引起的破壞。地震對橋梁造成的破壞揭示了結構設計和施工等方面的缺陷，從最近幾次國內(nèi)外大地震造成的橋梁破壞情況來看，引起橋梁破壞的主要原因主要表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）地震強度超出了設防標準；（2）地震造成橋梁地基失效；（3）橋梁設計、施工缺陷；（4）由于對地震工程學的認識不足，設計的橋梁本身抗震能力不足。 

　　2.1上部結構的震害 

　　橋梁的上部結構在地震中出現(xiàn)損壞是比較常見的損壞主要有三種類型：分別是碰撞損壞、 

　　移位損壞和自身損壞。由于上部結構承受自身重力荷載和使用荷載，設計時按照彈性設計，在抗震設計中通常也設計為較強的環(huán)節(jié)。因此地震中上部結構基本上可以保持彈性。上部結構由于自身強度不足引起的破壞僅僅是局部的。就一般而言，上部結構的損傷引起橋梁倒塌的可能性不大。與主梁破壞相比之下，上部結構中支座破壞卻是較為常見。上部結構的地震慣性力主要是通過支座傳遞到下部結構上，當支座傳遞的荷載超過支座的設計強度時就有可能產(chǎn)生支座破壞，即地震過程中，橋梁支座將承受很大的剪力和變形，當剪力超錨栓的強度后，描栓破壞，或者支座變位超過活動支座的允許值，使得橋梁傾斜或者支座錯位。支座一旦發(fā)生破壞，梁體無約束活動節(jié)點處的位移極有可能超出支座長度范圍，發(fā)生落梁破壞或者由于支座失效后，主梁橫向震動時，抗震擋塊設置不甚合理沒能夠有效的防止落梁發(fā)生。 

　　2.2地基土產(chǎn)生地震液化造成的震害 

　　地基是橋梁的主要支撐部分一旦破壞失去他的支持作用就可能會造成上部結構落梁這種情況的出現(xiàn)，而且由于地基土質軟弱在地震時地基不可避免的會被破壞。這樣地基就會失效地基上面的結構物會發(fā)生整體的傾斜或者整體的下沉因而產(chǎn)生嚴重的變形這樣的變形，對橋梁結構來說是致命的會直接導致橋梁整個結構發(fā)生變化引發(fā)嚴重的震害。 

　　2.3下部結構的震害 

　　與上部結構震害相比，橋梁墩柱的破壞是橋梁震害的主要形式。橋破壞的主要現(xiàn)象有橋柱的倒塌、斷裂和傾斜；對于鋼筋混凝土橋場，其破壞現(xiàn)象還包括了橋墩開裂、保護層剝落和縱向鋼筋的屈服。但是，對于鋼筋混凝土橋壞而言，通常還發(fā)生以下幾種具有代表性的破壞： 

　　（1）對于上世紀七十年代以前設計的橋場，由于延性考慮的不夠，地震中一旦超過屈服，強度會急劇下降而使橋壤破壞，這種破壞稱為彎曲破壞；另外不當?shù)闹鹘钋袛辔恢靡矔�造成橋柱的彎曲破壞�?nbsp;

　�。�2）一般認為，沿著斜裂縫方向的骨料咬合、橫向鋼筋和軸力共同提供了鋼筋混凝土橋柱的抗剪強度。但是，當前在鋼筋混凝土橋墩中的橫向鋼筋配置較少，連接性能也較差，因此橋柱的抗剪能力有限，對于較為短、粗的橋柱而言將更為不利。 

　　由于鋼筋混凝土結構的破壞形式與結構的變形能力相關，如果延性較差的結構在地震中因失去承載能力發(fā)生倒塌性破壞，那對整個結構的安全性而言也是災難性的。因此在此類結構設計時，應該盡量的避免難以修復的脆性破壞，如彎剪破壞、剪切破壞等在地震中都是不希望出現(xiàn)的。 

　　對于跨河橋梁而言，橋臺一般建于坡岸上，在強震作用下，如果邊坡或者地基中含有的軟弱液化層，邊坡發(fā)生滑坡，帶動橋墩和橋臺也發(fā)生滑移，引起橋臺滑移、傾斜，橋臺的翼墻破壞填土下沉。一般情況下，橋臺是三面臨空的，而且臺背側的土體本身在強震過程中將會發(fā)生液化、震陷等破壞，因此橋臺是整個橋梁抵抗地震作用的薄弱部分 

　　3、提高結構抗震性能的建議 

　　采用橋梁延性控制方法。橋梁的延性是實現(xiàn)橋梁結構抗震性能設計的一個重要手段，橋梁的延性反映了橋梁結構或材料在強度沒有明顯降低的情況下，出現(xiàn)的非彈性變形能力橋梁的延性可以用構件截面的曲率延性系來表示，當允許出現(xiàn)塑性鉸時各國規(guī)范都要求塑性鉸要設計在方便檢修的位置。 

　　橋墩的延性是抗震設計中可以加以利用的特點，由于橋墩自身所具備的延性將這一性質加強在強震時，這些部位所形成的穩(wěn)定延性塑性鉸可以產(chǎn)生彈塑性變形這樣變形將延長結構周期并同時耗散地震的能量。 

　　結語 

　　伴隨大跨度橋梁應用的增加，又因其受地震響應比較復雜，影響因素繁多等諸多因素，所以造成對大跨度橋梁進行相應的抗震設計、分析與評估比較困難。隨著抗震理論的不斷發(fā)展更新，我國大跨度橋梁的抗震研究雖然已經(jīng)取得不小的成就。但由于大度橋梁空間結構的復雜性和方法的局限性，所以對大跨度橋梁的抗震分析仍需要進一步的提高。橋梁結構的抗震設計將引起高度重視 并在實踐中進行廣泛的推廣應用。 

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