桥梁工程抗震设计的主要内容和方法(完整资料)doc

桥梁工程抗震设计的主要内容和方法(完整资料)doc
首先我们了解下地震带给桥梁的具体破坏影响,这样才可以采取相应措施来防止。桥梁上部结构由于受到墩台、支座等的隔离作用,在地震中直接受惯性力作用而破坏的实例较少,由于下部结构破坏而导致上部结构破坏则是桥梁结构破坏的主要形式,下部结构常见的破坏形式有以下几种:
1)支承连接部件失败:固定支座强度不足、活动支座位移量不够、橡胶支座梁底与支座底发生滑动,在地震力作用下支座破坏,致使梁体发生位移导致落梁。
2)墩台支承宽度不满足防震要求,防落梁措施设计不合理,在地震力作用下,梁、墩台间出现较大相对位移,导致落梁现象的发生。
3)伸缩缝、挡块强度不足,在地震力作用下伸缩缝碰撞破坏挤压破坏、挡块剪切破坏,都起不到应有作用,导致落梁。
接下来将从两个方面讲述抗震设计。
抗震设计的主要内容
目前桥梁工程的设计主要配合静力设计进行,但贯穿整个桥梁设计的全过程。与静力设计一样,桥梁工程的抗震设计也是一项综合性的工作。桥梁抗震设计的任务,是选择合理的结构方式,并为结构提供较强的抗震能力。具体来说,有以下三个部分:
1正确选择能够有效抵抗地震作用的结构形式;
2合理的分配结构的刚度,质量和阻尼等动力参数,以便最大限度的利用构件和材料的承载和变形能力;
分布式光学孔径系统3正确估计地震可能对结构造成的破坏,以便通过结构丶构造和其他抗震措施,使损失控制在限定的范围内。
一丶抗震设计流程
电麻机桥梁工程的设计一般都要包括五个部分,抗震设防标准选定,抗震概念设计,地震反应分析,抗震性能验算和抗震构造设计。
其中地震反应分析和抗震性能验算工作量最多,且最为复杂。如果采用三级设防的抗震设
计思想,上面的两个部分就要做三个循环,即对于每一个设防标准,进行一次地震反应分析,并进行相应的抗震性能验算,直到结构的抗震性能满足要求。
机器人吸盘
二丶抗震概念设计
抗震概念设计是从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策;概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计和设计思想,正确地解决结构总体方案丶材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。
和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震设防的目标。该阶段的主要任务使选择良好的抗震结构体系,主要桥梁结构抗震设计的一般要求进行。对于采用延性概念设计的桥梁,还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。
从抗震的角度来看,理想的桥梁结构体系布置应该是:
1)从几何线性看:是直桥,而且各桥墩高度相差不大。
智能控制模块2)从结构布局上看:上部结构是连续的,伸缩缝应该尽可能少;桥梁保持小跨径;在多个
桥墩布置弹性支座;各个桥墩的强度刚度在各个方向都相同;基础是建造在坚硬的场地上。
实际工程中,由于各种限制条件,可能不能全部满足但也应该尽量满足以上原则。
三丶地震反应分析
进行地震反应分析,正确预测地震对桥梁结构的影响是进行桥梁抗震设计的基础。
地震反应分析要解决三个关键问题:
1)确定合适的地震输入
2)建立结构系统的数学模型及振动方程:一般采用有限元方法将结构离散化,建立桥梁结构力学模型,然后确定各离散单元的力学特性,最终建立相应的地震振动方程。
3)选择合适的方法求解地震振动方程得到地震反应。
下面将详细解决这三个问题
1地震输入的确定
在确定性地震反应分析中,一般采用两种地震动输入,即地震加速度反应谱和地震动加速度时程。
采用反应谱法进行地震反应分析时,一般采用地震加速度反应谱作为地震输入。反应谱的选取比较简单,一般根据场地条件和设防标准,根据规范选取。如果做过场地地震安全性评价,则可以选取场地的设计反应谱作为输入。
化地震加速度时程。选择加速度时程时,必须把握住三个特征,即加速度峰值的大小,波形和强震持续时间。在选择强震记录时,除了最大峰值加速度应符合桥梁所在地区的设防要求外,场地条件也应该尽量接近,也就是该地震波的主要周期应尽量接近于桥址场地附近同类地质条件下的强震记录,则是最佳选择,应优先采用。
在地震反应分析中,地震反应一般分别沿两个最不利方向,纵桥向和横桥向输入。而且纵桥向或横桥向地震验算是分别进行的,不考虑正交地震力的合成。关于竖向地震输入,我国铁路工程和公路工程抗震设计规范都规定,只有位于烈度为9度区的悬臂结构应考虑竖向
地震力作用,其地震力系数为水平向的0.5倍。但需要指出来的是,拱桥对于竖向地震非常敏感,一般都应考虑。
地震动的输入方式又可分为同步,不同步多点输入。对于小中桥梁,进行同步输入。对于桥梁长度很大的桥梁,各支撑点可能位于显著不同的场地土上,由此导致各支撑处输入地震动的不同,在地震反应分析中就要考虑多支撑不同激励简称多点激振。即使场地土情况变化不大,也可能因地震动沿桥纵轴向先后到达的时间差,引起各支承处输入地震时程的相位差,简称行波效应。
2地震振动方程及结构力学模型的建立
室外1V2有总刚度矩阵,总质量矩阵,总阻尼矩阵等方程。此处主要讲结构力学模型的建立。
1)动力计算模型的建立
采用有限元模型描述桥梁结构的力学特征时,必须将结构离散化,这包括结构本身的单元划分,支承连接部分的特殊处理,墩台基地支承的边界处理等。
为了真实的模拟结构的力学特征,所建立的计算模型必须如实的反映结构构件的几何,材料特性,以及各构件的边界连接条件。2)上部结构的计算模型
作特性。桥梁结构的抗震惯性力主要集中在上部结构,控制下部结构设计的主要是上部结构通过支座传递下来的水平惯性力,而这一惯性力,主要取决于上部结构的质量丶下部结构的刚度丶以及支座连接条件。因此,在桥梁抗震设计中,桥梁上部结构的刚度模拟不必太精细,在许多情况下甚至可以假设为刚体,但上部结构的质量必须尽可能正确模拟。
3)墩柱的计算模型
在地震反应分析中,墩柱是关键的结构构件。上部结构的重力和地震惯性力通过墩柱传递给基础,而地震动输入又通过墩柱传递给上部结构。另一方面,目前普遍接受的抗震设计思想一般要求墩柱具备一定的非弹性变形及耗能能力。因此,正确建立墩柱的计算模型,即正常模拟墩柱的刚度和质量分布非常重要。木质骨灰盒
桥梁墩柱一般采用单元模拟,但单元的划分要恰当。因为单元的划分决定了堆聚质量的分布,从而决定了振型的形状和地震惯性力的分布。对于一般的混凝土桥梁,上部结构的惯
性力贡献对墩柱的地震反应起控制作用,墩柱自身的贡献很小。这时,墩柱的单元划分可以适当粗糙。反之,如果是重力式桥墩,或者高墩,桥墩的自身贡献则比较大,此时,墩柱的单元划分就不能太粗糙。

本文发布于:2024-09-21 04:39:45,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/3/194177.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:结构   地震   抗震   桥梁   设计
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议