橋梁抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)選擇對抗震有利地段
選擇公路工程建設(shè)場地時,應(yīng)根據(jù)工程需要,掌握地震活動情況和工程地質(zhì)的有關(guān)資料,作出綜合評價,宜選擇有利地段,避開不利地段及危險(xiǎn)地段。
對抗震有利的地段,一般是指堅(jiān)硬土或開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等地段;不利地段,一般是指孤突的山梁、高差較大臺地邊緣、軟弱粘性土及可液化土層等地段;危險(xiǎn)地段,是指發(fā)震斷層及其鄰近地段和地震時可能發(fā)生大規(guī)模滑坡、崩塌等不良地質(zhì)地段。
路線與橋位宜繞避下列地段:地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌地段;地震時可能陷塌的暗河、溶洞等巖溶地段和已采空的礦穴地段;河床內(nèi)基巖具有傾斜河槽的構(gòu)造軟弱面被深切河槽所切割的地段;地震時可能倒塌而嚴(yán)重中斷公路交通的各種構(gòu)造物。
對河谷兩岸在地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌而造成堵河成湖的地方,應(yīng)估計(jì)其淹沒和堵塞體潰決的影響范圍,合理確定路線的標(biāo)高和選定橋位。當(dāng)可能因發(fā)生滑坡、崩塌而改變河流方向、影響岸坡和橋梁墩臺以及路基的安全時,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。
(2)確定合理的橋梁結(jié)構(gòu)方案
在確定路線的總走向和主要控制點(diǎn)時,應(yīng)盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險(xiǎn)性較大的地段;在路線設(shè)計(jì)中,要合理利用地形,正確掌握標(biāo)準(zhǔn),盡量采用淺挖低填的設(shè)計(jì)方案以減少對自然平衡條件的破壞。
對于地震區(qū)的橋型選擇,宜按下列幾個原則進(jìn)行:盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心,以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力,提高穩(wěn)定性;力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合,以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力;應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度,以減少各部分不同性質(zhì)的振動所造成的危害作用;適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度,使用延性材料提高其變形能力,從而減少地震作用;加強(qiáng)地基的調(diào)整和處理,以減小地基變形和防止地基失效。
(3)震害調(diào)查表明,梁橋的震害主要發(fā)生在下部結(jié)構(gòu),橋墩在縱、橫向水平地震力作用下,會發(fā)生剪切破壞或彎曲破壞,使得墩身錯位傾斜,導(dǎo)致落梁現(xiàn)象,引起橋面垮塌。橋臺背后土體易在地震作用下失穩(wěn),推動橋臺向河心滑移,并伴有沉陷和傾斜,梁體沿縱向擠壓橋臺,重則支座剪壞橋臺斷裂,造成邊跨落梁橋面坍塌。橋梁支座在地震力作用下,破壞形式主要表現(xiàn)為支座錨栓剪斷、活動支座脫落、支座連接破壞等,支座破壞常常導(dǎo)致落梁。震害資料同時顯示,梁橋上部結(jié)構(gòu)一般具有良好的抗震性能,震害主要是梁端撞損、梁片分離等,不影響梁的承載能力,震后也不難修復(fù)。
因此,按照《公路抗震規(guī)范》規(guī)定,在梁橋抗震驗(yàn)算時,應(yīng)分別考慮順橋和橫橋兩個方向的水平地震作用[注]計(jì)算墩臺和支座承受的水平力以及地震動力水壓力,并應(yīng)考慮順橋方向橋臺的水平地震力和地震土壓力。而對于簡支梁和連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的抗震能力一般不予驗(yàn)算,但應(yīng)采取抗震構(gòu)造措施。
橋梁結(jié)構(gòu)動力分析方法,一般情況下橋墩應(yīng)采用反應(yīng)譜理論計(jì)算,橋臺采用靜力法。對于結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜,橋墩高度超過30m的特大橋梁,可采用時程分析法。