桥梁工程隔震设计探析论文

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篇1：桥梁工程隔震设计探析论文

引言

众所周知，桥梁是当前我国交通运输中必不可少的一环，尤其是对于很多地形较为独特的区域而言，这种桥梁的施工建设更是必不可少的，也正因为如此，当前我国的桥梁工程施工数量才会不断增加；但是具体到桥梁工程的施工建设过程中来看，其最为主要的无非是桥梁工程项目的强度和稳定性问题，这也是保障桥梁工程后期使用安全性的一些基本条件，尤其是桥梁的稳定性更是重中之重，相对于桥梁的稳定性而言，其隔震设计的有效性就是一个比较重要的影响因素，其对于桥梁的稳定性和耐久性都具备较强的作用，因此，做好桥梁工程隔震设计理应引起高度重视。

篇2：桥梁工程隔震设计探析论文

2.1桥梁隔震设计要结合工程现状

在针对桥梁工程进行隔震设计时，首先需要把握好的一点就是该隔震设计的确定不能够和桥梁工程的现场状况产生冲突和矛盾，也就是说，在进行隔震设计之前应该针对桥梁工程的现场进行必要的勘察，其勘察和参考的主要内容应该包括以下几点：

（1）首先，桥梁隔震设计应该参考桥梁工程的现场施工条件，即该隔震设计的选择是否符合桥梁工程施工的基本要求，会不会对于后期的施工造成困难；

（2）其次，桥梁隔震设计的确定还应该充分的以桥梁工程的地质条件为基本依据，即针对桥梁的基础地质条件进行充分的勘探，确保隔震设计的有效性；

（3）再次，桥梁隔震设计的选择还应该充分考虑当地的一些特殊情况，比如地震的发生概率等都是需要考虑的重点问题，对于地震多发区应该加强隔震设计的等级，提高隔震效果；

（4）最后，桥梁隔震设计的选择还应该充分的参照桥梁工程的整体施工要求，尤其是对于桥梁工程的一些性能指标规定更是应该进行全面的参考，确保其隔震设计能够满足这些基本要求。

2.2恰当地选择桥梁隔震装置

对于桥梁隔震设计来说，隔震装置的选择是极为关键的，很多桥梁工程中之所以隔震设计不存在明显的问题，但是隔震效果无法实现，正是因为隔震装置的选择不恰当导致的，具体来说，针对桥梁隔震装置的选择应该重点考虑以下几点内容：

（1）首先，因为当前我国桥梁工程中的隔震装置都是采用整体型结构，即不需要组装直接成型，而对于这些整体型的桥梁隔震装置来说，虽然其类型各异，但是就其使用效果来说，铅芯隔震橡胶支座是当前应用最广、效果最佳的一种类型，一般所有的桥梁工程都可以应用该类型的装置进行隔震设计；

（2）其次，恰当的设置隔震装置也是极为必要的，在整个的.桥梁结构中如何安置隔震装置才能促使其发挥最佳的隔震效果需要设计人员进行充分的思考，基于铅芯隔震橡胶支座在桥梁工程中的应用来说，其最为主要的设置目标就是对于桥梁工程的结构进行充分的分析，了解其跨径、宽度、形式等基本指标，然后合理地把该隔震装置安置入结构中，即保障其结构的完整性又满足隔震装置的基本要求；

（3）最后，确保隔震装置自身的质量也是必不可少的一个基本环节，并且其直接关系到整个隔震效果的实现，尤其是对于隔震装置后期使用的耐久性具备较强的影响，同样需要设计人员进行积极关注。

2.3准确进行隔震计算

在桥梁工程的隔震设计中，必要的计算也是必不可少的，并且对于隔震效果的实现来说意义也是极为关键的，只有通过准确的计算才能够保障其隔震效果满足桥梁工程的基本要求，具体来说，针对桥梁工程的隔震设计进行计算主要包括以下几点：

（1）首先，针对隔震装置的支座进行验算，确保其力学性能满足隔震要求；

（2）另外，还应该重点针对隔震装置所处结构中的横向和纵向阻力和承载力进行准确的核算，避免其对于隔震装置产生影响。

3结束语

综上所述，对于桥梁工程的施工建设而言，隔震设计是必不可少的一个关键环节，隔震设计的有效性能够在较大程度上保障桥梁工程的稳定性和安全性，并且还能够对于桥梁使用的耐久性产生较大的积极效果，因此，相关设计人员必须要做好具体的桥梁工程隔震设计以尽可能的提高桥梁工程的各项基本性能，但是对于桥梁工程的隔震设计来说，其复杂程度也就决定着在设计中需要注意的事项和遵循的基本原则是比较多的，尤其是隔震设计的确定要参照桥梁工程的实际状况进行，不能够完全按照以往的模板进行，而对于隔震设计的具体内容来说，对于隔震装置的选择可以说是重中之重，恰当地选择隔震装置能够在极大程度上保障隔震的效果，相反，隔震装置使用错误的话不仅仅无法达到隔震的目的，甚至会对于桥梁的基本结构产生一定的不良影响，当然，在隔震设计过程中还应该综合考虑桥梁工程的结构受力状况，在此基础上确定的隔震方案才能够有效的保障桥梁工程的稳定性和耐久性。

篇3：桥梁工程隔震设计探析论文

在桥梁工程中进行必要的隔震设计是极为必要的，其对于桥梁工程各项性能的提升作用也是极为明显的，具体来说，桥梁工程隔震设计的重要性主要表现在以下几个方面：

（1）首先，在桥梁工程中采取必要的隔震设计能够对于桥梁工程的基础部分起到较好的保护作用，尤其是对于桥梁的墩台等下部结构具有较强的价值，其最为主要的保护作用表现形式就是能够针对地震过程中产生的大量作用力进行缓冲，避免这些作用力直接危及桥梁工程的基础部分，确保桥梁的基础稳定性；

（2）其次，在桥梁工程中采取必要的隔震设计还能够有效地促进整个桥梁结构的稳定性，对于桥梁工程来说，其最为主要的必然是结构的完整性和稳定性，很多桥梁事故的发生都是因为其结构出现了断裂或者是分离，而隔震设计的采取恰恰能够作用于桥梁工程的结构上，进而保障其各部分结构的密切连接，尤其是对于桥梁的横向结构刚度具有较强的作用；

（3）再次，在桥梁工程中采取隔震设计对于一些多跨连续梁桥而言积极作用更为明显，尤其是隔震设计中的支座更是能够在较大程度上保障这些多跨连续梁桥的稳定性，还能够减少变形缝的设置，在保障安全的前提下适当增加桥梁的跨度；

（4）最后，隔震设计的采纳最为基本的一个作用就是能够有效地避免桥梁出现变形问题，尤其是对于地震中的桥梁结构来说，这种变形危害是较为明显的，而这也恰恰是隔震设计最为典型的作用和功能，减少变形的出现也就能够保障桥梁的安全和稳定。

篇4：公路桥梁工程隔震设计下的基本要点论文

【摘要】随着城市的发展与人口数量的增多，公路桥梁作为承载交通量的重要交通干道，对其进行质量的提升与性能的加强非常必要。论文介绍公路桥梁隔震设计的运用环境与优点，分析公路桥梁隔震设计的基本要点。

【关键词】公路桥梁；隔震设计；环境；优点；要点

1引言

公路桥梁工程建设可以弥补城市固有的缺陷和不足，也可以更好地帮助城市缓解交通压力，在开拓新的领域过程中，减少了很多的烦琐问题，但值得注意的是，公路桥梁工程的建设，需要很多方面的努力，特别是在隔震设计方面[1]。

2公路桥梁隔震设计的运用环境与优点

2.1隔震设计的运用环境

在技术上，隔震设计技术是一类保护性的技术，其操作过程是在抗震理念当中发展而来的内容，可以说是抗震技术的延伸和拓展。从环境的角度来分析，公路桥梁工程的建设多数是在城市的中心和边缘层面上开展，表现出了极端化的趋势。在中心位置上，城市人口、车辆及建筑都比较多，隔震设计的考虑因素较为复杂；在边缘位置上，各类基础设施非常不健全，为了确保公路桥梁工程的良好开展，则需要配套建设内容[2]。

2.2隔震设计技术的优点

结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为隔震设计技术的优点，主要表现在以下几项内容上[3]。（1）隔震设计技术的应用目的在于减小地震对公路桥梁工程造成的不良影响。从近几年的发展来看，很多城市都存在地震的危险，再加上地下空间的开发出现了恶化的情况，以至于地面上的抗震能力不断地下降，现如今的公路桥梁工程建设，倘若在抗震指标上达不到相应的需求，则很容易造成严重的安全隐患。运用隔震设计后，能够将公路桥梁工程的内部性能做出良好的改变，加强地震发生时的能量疏导，从而减少对公路桥梁框架及内部的各项损害、经济损失和社会损失。（2）与传统的抗震设计有所不同，隔震设计的操作具有多元化的特点，能够在很多方面与公路桥梁工程良好地融合在一起。例如，我国在目前的公路桥梁建设当中，施工人员会针对各个地方的限制性条件做出较多的考虑，同时还需充分考虑到各个地方的未来规划情况。在众多因素的影响下，隔震设计的应用，基本上很难按照主观的想法来完成，因此，公路桥梁隔震设计的应用能够将公路桥梁工程的结构强度和变形性能等做出良好的改变处理，再配合柔性装置的安全作用，对抗震产生了很大的积极作用。

篇5：公路桥梁工程隔震设计下的基本要点论文

公路桥梁工程的施工过程中，要将隔震设计进行良好的贯彻和落实，就必须在多个方面投入足够的努力。在既往的工作当中，很多技术的应用都是从单一的角度出发，以至于公路桥梁工程的建设未能够达到最佳，反而出现了较多的隐患，造成了比较严重的经济损失和社会损失。鉴于这种情况，隔震设计在具体的操作上，应该首先从桥梁本体出发，运用一系列的技术方法和手段，提升公路桥梁的稳定性，从而减少不稳定因素造成的影响，具体从以下几方面来进行实施。

3.1做好隔震装置的设计

隔震桥梁抗震设计主要是结构及其他构件的设计和隔震装置的设计。目前，在桥梁隔震设计中常用的方法是弹性反应谱法，在设计时需要注意的是，隔震装置的等效阻尼和等效刚度的计算与隔震装置在地震中的最大变形之间的关系。此外，整个桥梁的地震响应程度也受隔震装置变形的`影响，因此，桥梁设计人员在进行桥梁结构设计时，还需要掌握和预估好地震响应的程度，才能做好隔震装置的设计[5]。

3.2选择合适的执行方式和标准

从公路桥梁工程的角度来看，不同的桥梁类型，选择的技术执行方式存在较大的差异。例如，针对大型桥梁的隔震设计，选择中小型桥梁的隔震标准，虽然在成本方面得到了良好的控制，可是在隔震设计的性能上出现了严重的下降。相反的，如果是中小型桥梁，按照大型桥梁的隔震设计标准来完成，则在成本上会得到大幅度提升。因此，设计人员还必须在相关的施工内容上有所强化。在隔震设计的施工操作过程中，必须要调查周边人文环境和自然环境，从而确保技术执行方式与公路桥梁工程本身相互符合。

3.3注重公路桥梁工程隔震细节设计

经过长久地发展与讨论，研究人员认为公路桥梁工程的建设在运用隔震设计以后，完全可以达到预期的效果。但是从现有的工程来看，有些地方的公路桥梁工程，针对细节上的关注度不高，即便是未出现严重的事故，可是后续的维护频率较高，耗费的经济成本也较高，因此，不利于公路桥梁的长久服务。在此种状况下，各地方的公路桥梁工程都应对细节上的设计投入较多的关注度，并由此来获得更好的发展，同时在减少缺失的同时，实现对公路桥梁的整体优化。相对而言，隔震设计在施工操作过程中，细节方面的设计有很多注意事项需要遵守。

（1）公路桥梁附属结构和构件较多，包括限位装置、伸缩缝及防落梁装置等，每一个部分都要与隔震设计技术较为匹配，以便更好地开展设计工作，从而为整体抗震性能的提升提供较多的帮助。

（2）在施工过程中，细部构造的设计应该充分考虑地震的原因和影响。我国领土面积辽阔，有些地方地震严重，有些地方则地震非常小，所以在开展细部构造设计时，应了解到地震的原因和能量等，减少隔震设计的偏差，以实现公路桥梁工程整体性能的提升。

（3）在细部构造设计的过程中，一定要从长远的角度来考虑，任何一座公路桥梁的建设，都是为了长久地服务城市发展，并不是为了获得短期内的稳定。

4结语

本文通过对公路桥梁工程中的隔震设计展开讨论，从已经取得的成果来看，很多地方的工作都出现了明显的转变，未发生恶性循环的状况。因此，在今后的施工操作过程中，应在隔震设计上进行深入的研究，以减少各项问题的不良影响，加强技术的可靠性，提高工作效率和工程质量。

【参考文献】

【1】贾双瑞．桥梁隔震设计要点[J]．科技展望,(7):41．

【2】涂海．桥梁工程隔震设计探究[J]．中国新技术新产品,(18):126．

【3】李燕红．公路桥梁设计中隔震设计的探讨[J]．黑龙江交通科技,2015(9):108．

【4】秦慧,张润钢．公路桥梁隔震技术与设计初探[J]．科技信息,(3):687+722．

【5】柴淑梅．公路桥梁抗震设计的现状和发展[J]．公路交通科技(应用技术版),(2):152-154．

篇6：隔震结构分析设计要点论文

隔震结构分析设计要点论文

【擒耍】文章介绍了隔震结构的概念和基本原理，并对隔震层分析，上、下部结构设计、基础设计和地基处理等主要步骤及要点进行了说明。主要结合隔震分析的现状，说明膈震层布置的原则，上部结构设计要点。

【关键词】隔震分析;膈震建模;隔震层布置

引言

以来，我国接连发生汶川、玉树、芦山等多次大地震;以来，智力、日本、尼泊尔等地发生了8级以上的特大地震;近期以来更是地震不断(见表1)。。。。这些事例无一不在告诉我们，地球已经进入又一个地震活跃期。

作为已被证实的可有效减轻地震灾害的手段，隔震技术正在逐渐进入我国建筑领域，并随着住建部颁发((住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》而得到越来越广泛的应用。

表1近期地震汇总

123

1、隔震结构概念，原理

与传统抗震结构相比，隔震结构多了一个隔震层。隔震层由隔震器、阻尼器、抗风装置、限位装置等部分组成，以隔震层为分界线，隔震层以上称为上部结构，隔震层以下称为下部结构。地震之所以能引起房屋破坏，主要有两个原因：1)地面震动大量传递到建筑结构上(2)震动能量引起构件破坏。因此，减轻地震灾害也可以从两方面人手：1)削弱建筑与地面的连接，减少能量传i，2)增加耗能构件，减少常规构件消耗的地震能量。隔震结构主要是从第一个方面着手来减轻地震灾害的。设想一个悬浮在空中的建筑‘”，地面震动肯定无法对其进行破坏。假设该建筑与地面是通过弹簧连接的，此时弹簧刚度为零，完全隔绝了地震能量向建筑的传递，对于常规结构，建筑与地面接近刚性连接，地震能量可向建筑大量传递。

隔震结构正好处在两者之间，通过隔震垫(这个非常柔软的弹簧)来连接地面与结构，从而极大的减少地震能量的传递，使其性能无限接近于“悬浮的结构”。

2.分析设计现状及建模

若进行细分，结构设计工作可以分为两个层次：1)结构分析。目的是得到结构位移、构件内力、剪重比，位移比等基本数据，进而判断结构选型、构件布置是否合理，2)结构设计。根据规范要求进行内力调整和荷载组合，完成构件设计和施工图绘制。与此类似，结构软件也大致分为两类：1)以结构分析为主，如ETABS. MIDAS等* 2)以结构设计为主，如PKPM、YJK，广厦等。

广大工程师熟练掌握的是第二类软件，此类软件具有对常规构件的分析与设计功能，但无法精确模拟隔震器、阻尼器力学性能。

因此，隔震结构设计通常采用分部设计法：1)通过第一类软件(如ETABS. MIDAS等)建立整体模型，使各项指标满足设计要求，2)在第二类软件中(如PKPM. YJK.广厦等)完成构件设计和施工图绘制，即基于上一步得到的内力、减震系数等参数，分别对上部结构、下部结构进行建模和设计。

3，隔震层分析

与抗震结构相比，隔震结构需要进行隔震层的布置，并对隔震层参数进行校核。

3.1隔震层的基本布置

隔震层布置原则：1)隔震层的刚度中心尽量与上部结构质心重合，减少偏心影响，2)铅芯支座尽量布置在外围，尽量提高结构的抗扭能力。隔震层布置需要满足下列要求：叠层橡胶支座在重力荷载代表值作用下竖向压应力不应超过的规定

橡胶隔震支座压应力限值0.025<屈重比<0.035。屈重比为隔震支座的屈服荷载设计值与重力tf载代表值的比值。此限值使隔震层的屈服荷载略小于剪重比要求，保证隔震层在小震下就进入屈服，起到减轻地震作用的效果。

一般情况下，条件1决定了隔震支座的最小直径，条件2决定了铅芯支座的最小数量。另据文献2规定，还需要验算：1)隔震层的屈服荷载设计值不小于风荷载设计值，2)隔震层在水平应变为100%时的水平恢复力不小于隔震支座屈服荷载设计值。但这两个条件比较容易满足，一般不起控制作用。

3.2各项参数校核

隔震层布置完成后，需要校核隔震支座在罕遇地震下的最大位移、拉应力、压应力。

1)罕遇地震下，支座位移Lli<[Ui]

公式左侧为罕遇地震下各隔震支座的水平位移;右侧为隔震支座的水平位移限值，取0.55倍有效直径和3倍橡胶层厚度的较小值。

2)在罕遇的水平地震和竖向地震共同作用下，支座拉应力不应大于1MP。。

3)在罕遇的水平地震和竖向地震共同作用下，支座压应力不应大于支座的屈曲应力(需考虑有效受压面积)。当s.≥15，s：≥5且橡胶硬度不l、于40时，丙类建筑的压应力限值为15 MPa。

3.3hk平向减震系数和支座处的内力

上一节为隔震分析的所有内容，本节的任务是根据分析结果整理数据，为结构设计做准备。主要工作为：1)计算水平向减震系数(为上部结构设计做准备)，2)提取隔震支座处的内力和位移(为下部结构设计做准备)。

提取支座结果时要注意，隔震层位移较大，结构的P-A效应十分显著，支座位移对构件内力的影响不可忽略。

4.上部结构设计要点

上部结构设计最主要的变化是要根据水平向减震系数调整水平地震影响系数最大值，公式如下：o【m。xl=p o【m。x/qu除对地震影响系数最大值进行调整外，还有以下几点需要注意：上部结构模型应包含隔震支座以上的所有构件，包括隔震层的上支墩以及梁板系统。

模型下部的约束宜修改为铰接，即上支墩下端是铰接。原因是隔震垫对支墩底的转动没有约束能力。

对隔震结构的抗震措施进行调整。当水平向减震系数不大于0.4时(设置阻尼器时为0.38)，可适当降低构造要求，烈度降低程度不超过1度，且与竖向地震作用相关的抗震构造措施不应降低。

目前的'隔震器只能隔离水平向地震，对竖向地震影响没有缓解作用，因此竖向地震很可能成为设计的控制因素。9度和8度且水平向减震系数小于0.3时应考虑竖向地震作用，并规定了竖向地震作用的最小值。

5.下部结构设计

下部结构要满足嵌固刚度比、中震抗弯及大震抗剪的要求，但需要注意的是：此处的中震与大震内力是隔震结构的内力，而不是非隔震结构。对于最常见的单独设置隔震层和仅有一层地下室的情况，下部结构的设计可退化为一个个单独的悬臂柱的设计。

6，基础设计和地基处理

隔震结构的基础设计和地基处理的要求同非隔震结构相同。甲、乙类建筑的抗液化措施应提高一个液化等级确定，直至全部消除液化沉陷。

7.展望

减隔震技术作为未来的结构设计的发展趋势，其应用前景不可限量。但就目前的实施情况来看，作者认为，还可从以下几个方面进一步改善：隔震结构的构造措施还比较粗糙，仅处于能满足结构功能的初级阶段。对隔震垫的防火、建筑的防火分区、地下室的密闭性等要求还很难满足，有待进一步的研究和深化。普遍来讲，广大结构工程师对减隔震设计还比较陌生。目前普遍的操作方式为：减隔震厂家负责减隔震的分析工作，设计院完成设计工作。由于双方的利益并不一致，这种合作很可能导致结构设计不安全或不经济。

一种建议是，设计院对结构分析和结构设计进行专业分工。一部分人专门钻研结构分析，而另一部分专门从事结构设计和施工图设计。

参考文献

[1]党育，杜永峰，李慧.基础隔震结构设计及施工指南[M].北京：中国水利水电出版社，.

篇7：高层建筑隔震有哪些设计要求？

，

(2)设防目标：采用隔震设计的房屋建筑，其抗震设防目标应高于抗震建筑。在水平地震方面，隔震结构具有比抗震结构至少高0.5个设防烈度的抗震安全储备。竖向抗震措施不应降低。

(3)隔震部件：设计文件上应注明对隔震部件的性能要求；隔震部件的设计参数和耐久性应由试验确定；并在安装前对工程中所有各种类型和规格的部件原型进行抽样检测，每种类型和每一规格的数量不应少于3个，抽样检测的合格率应为100；设置隔震部件的部位，除按计算确定外，应采取便于检查和替换的措施。

篇8：桥梁工程抗震设计

摘要：地震对道路与桥梁的破坏主要由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的，桥梁由于受到地震后而产生水平及竖直振动，造成桥梁构件的破坏，甚至使桥梁倒塌。

本文主要就桥梁震后产生的原因进行给予探讨方案。

篇9：桥梁工程抗震设计

近几年，我国各地大小地震频发，公路桥梁等交通工程在地震中遭受到严重的破坏，然而目前增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分关进。

桥梁工程是交通枢纽中的重中之重，强震往往使公路桥梁遭到严重破坏，不但影响着交通的正常通行，有时可能引起二次灾害，阻碍救援工作队的进入。

1.桥梁破坏形式及震害原因分析

1.1合理选址

桥梁工程在建设施工的前期规划中需要对桥梁主体场地选择问题加以关注。

首先，合理的桥梁建设场地应以坚硬地质结构为首选，避免松软场地在地震时发生地基失效的现象。

其次，当交通运输发展实际要求桥梁工程不得不在松软场地区域建设的时候，桥梁的整体结构设计需要尽可能的提高基建整体性能，将地震造成地质结构不均匀变形的可能性降到最低。

1.2桥梁破坏形式

对国内外桥梁震害的调查表明，上部结构震害主要表现为落梁移位，局部碰撞。

下部结构存在桥墩折断，混凝土剥落，系梁开裂，挡块普遍失效，桥台翼挤开裂、倾斜等震害现象。

另外，桥梁附属支座移位与变形，伸缩缝张开和挤压，护栏开裂的现象也非常普遍。

1.3桥梁震害原因分析

桥梁震害是多种因素综合作用的结果，主要有：(1)地震作用对桥台和桥墩等薄弱部位的破坏.桥台是桥梁两侧岸边的支撑部分，一般是在岸边的原域填土上，用钢筋混凝土修建三角形或矩形的支台，这是地震作用的薄弱部位，因为桥台的路基高且三面临空，振动大，桥台和下面土的刚度不同，有相互作用，土体本身在地震中会产生液化，震陷破坏，桥台受地震的振动或场地砂土液化影响，填土滑移，滑移土体对桥台产生巨大推力，致使桥台发生破坏。

桥墩是支撑桥身的主要构件，其震害主要包括桥墩的断裂，剪断和裂缝，另外还有因桩柱埋入深度不够等原因遭受破坏。

(2)支座破坏.支座破坏是桥梁上部结构中最常见的一种破坏现象。

在地震力的作用下，由于支座设计没有充分考虑抗震要求，构造上连接与支挡等构造措施不足，或由于某些支座形式和材料上的缺陷等因素，导致了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力的传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。

(3)地基失效造成的破坏.地震中大部分桥梁倒塌是由于地基失效和砂土液化造成的。

砂土液化通常是指饱和粉细砂，在地震的作用下失去抗剪能力，变为流动状态。

由于桥址地基失去承载力，使得位于上部土层的桥墩倾斜、滑移、危害不小。

在强震作用下，土体结构被扰动，强度降低，孔隙水压力增大，从边界排出，软粘土被压密，发生软土震陷，产生不均匀沉降，这种不均匀沉降引起内力重分布可导致结构特别是超静定结构破坏乃至倒塌。

(4)构造措施不当等原因引起破坏桥梁结构的震害还表现在如结构构造及连接不当造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等。

2.桥梁抗震设计基本原理

结构地震响应分析方法可以分为确定性方法和非确定性( 或概率性) 方法两大类。

确定性方法是以确定性的荷载作用于结构，求解该确定性荷载作用下结构动力反应的方法。

弹性静力法、反应谱法和时程分析法均属于确定性方法。

非确定性方法将地震视为随机过程，以此随机地震动作用于结构，求出结构动力响应统计量。

2.1确定性方法

(1)静力法.最早在18，由日本学者大房森吉提出，该法假设结构各部分与地震动具有相同的振动规律。

结构因地震力引起的惯性力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积，以此惯性力作为静力施加于结构，进行结构线弹性静力分析。

(2)反应谱法.反应谱方法的基本原理是，作用于结构的实际地震波是由含有一定卓越频率的复杂波组成，当地震的卓越频率和结构的固有频率相一致时，结构物的动力反应就会变大。

不同周期单自由度振子在某一地震记录激励下，可得到体系周期与绝对加速度、相对速度和相对位移的最大反应量之间的关系曲线，即加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。

由于客观存在随机因素影响，使得不同地震记录得到反应谱具有很大随机性、离散性，实际应用的规范反应谱是大量地震记录输入后得到众多反应谱曲线经统计平均和光滑后而得到的。

结构物可以简化为多自由度体系，多自由度体系的地震反应可以按振型分解为多个单自由度体系反应的组合，每个单自由度体系的最大反应可以从反应谱求得。

(3)时程分析法.时程分析法是将实际地震动记录或人工生成的地震波作用于结构，直接对结构运动方程进行数值积分而求得结构地震反应的时间历程。

时程分析法由于采用了符合场地情况的具有概率意义的加速度过程作为地震动的输入，因此可以精确地考虑结构—基础—土的相互作用、地震波多点输入等因素而建立结构动力计算模型和结构地震响应振动方程。

但为了较合理的体现地震荷载的随机性，同一输入点的地面运动需要多组加速度时程进行模拟，之后作统计处理，计算量十分庞大。

2.2非确定性方法

随机振动法建立在地面运动统计特征的基础上，把具有统计性质的地震动作用到结构上，提供了结构响应的统计度量，不受任意选择的某一输入运动控制。

由于随机振动法已经考虑了地震发生时地面运动的概率统计特性，被认为是一种较为先进的分析工具。

尽管还有种种不够成熟之处，现已被作为与反应谱法、时程分析法并行的一种抗震分析方法列入我国规范。

3.桥梁抗震设计

3.1桥梁抗震设计原则

(1)桥梁在抗震设计时要保证结构的整体性和规则性，使结构在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称，避免突然变化。

(2)抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，防止结构产生不能容忍的破坏，因此在不增加重量，不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效提高结构抗震能力的途径。

(3)抗震设计中要采用多阶段设计方法，设计多道防线来实现结构在不同发生概率地震作用下的预期性能目标。

3.2桥梁抗震设计中的建议

(1)尽量采用连续的桥跨代替简支梁跨，进而减少伸缩缝的数量，降低在此落梁的可能性，同时也提高了桥上行车的舒适性。

(2)对常规的简支桥梁结构应加强桥面的连续构造，以及需提供足够的加固宽度以防止主梁发生位移落梁，另外还应适当的加宽墩台顶盖梁及支座的宽度，并增设防止位移的隔挡装置。

(3)对采用橡胶支座而无固定支座的桥跨，应加设防移角钢或设挡轨，作为支座的抗震设计。

(4)在地震区的桥梁结构以采用跨度相等、每联连续跨内下部墩身刚度相等为宜。

跨度不均，墩身刚度不等极易发生震害，这已经为国内外许多震害所证实。

对各墩高度相差较大的情况可采用调整墩顶支座尺寸和桩顶设允许墩身位移的套筒来调整各墩的刚度，以便使之刚度尽量保持一致。

(5)桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上，否则软土的液化会加大地震反应。

(6)地震区桥跨不宜太长，大跨度意味着墩柱承受的轴向力过大，从而降低墩柱的延性能力。

4.结语

我国当前的交通运输行业仍处于建设、应用的高峰期，重视地震频发区域桥梁工程的抗震技术设计具有非常重要的现实意义。

相关工作人员需要在结合社会发展要求的基础上，以桥梁抗震技术设计原则为指导思想，不断对各种抗震措施、手段进行探索与创新，使新时期的桥梁工程能够更好的为交通运输行业乃至整个经济社会的发展做出贡献。

参考文献

[1]马保林.高墩大跨连续刚构桥[M].人民交通出版社，.

[2]范立础.桥梁抗震[M].人民交通出版社，2007.

[3]范立础，李建中.汶川桥梁震害分析与抗震设计对策[J].公路，(5)：92-95.

[4]梁岩.桥梁抗震设计措施的改进[J].北方交通，，(4).

篇10：桥梁工程抗震设计

抗震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原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。

合理的抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合。

一、桥梁结构地震破坏的主要形式

根据桥梁过去的地震破坏情况，除了如液化、断层等凼地基失效引起的破坏以外，混凝上桥梁最常见的破坏形式有以下四种：

1、弯曲破坏。

结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂，结构失去承载能力。

整个过程可以用以下四个阶段来描述：①当弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的提高，受拉侧的纵筋达到屈服强度;③随着变形量的增大，混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大;④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压碎、崩裂。

1.2 剪切破坏(弯剪破坏)。

在水平地震倚戟作用下，当结构受到的剪切力超过截而剪切强度时发生剪切破坏，整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述：①截血弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的提高，柱内出现斜方向的剪切裂缝;③局部剪切裂缝增大，箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长;④发生脆性的剪切破坏。

3、落梁破坏。

当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。

落梁破坏是由于梁与桥墩(台)的相对位移过大，支座丧失约束能力后引起的一种破坏形式。

发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地震碰撞等情况。

4、支座损伤。

上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构，当传递荷载超过支座设计强度时支座发生损伤、破坏。

支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。

对于下部结构而言，支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩，避免桥梁发生破坏。

二、桥梁抗震设计原则

合理的'抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济的实现抗震设防的目标。

要达到这个要求，就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素，并具有丰富的经验和创造力，而不仅仅是按规范的规定执行[2]。

以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则，这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。

①场地选择。

除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。

选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。

②体系的整体性和规则性。

桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。

较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。

无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整，避免突然变化。

③提高结构和构件的强度和延性。

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。

在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。

刚度的选择有助于控制结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。

由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。

④能力设计原则。

能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件(延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件)和不同破坏模式(延性破坏和脆性破坏模式)之间确立不同的强度安全度。

通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。

在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。

⑤多道抗震防线。

应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，则在强地震动过程中，一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构，避免倒塌。

因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。

但相对于建筑结构，桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。

三、桥梁抗震设计方法相关问题

1、桥梁抗震概念设计 抗震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原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。

合理抗震设计，要求设计出来的结构，在强度、刚度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。

应当指出，强调概念设计重要，并非不重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。

桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系，主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行。

对于采用延性抗震概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。

2、桥梁延性抗震设计 目前延性抗震验算所采用的破坏准则主要有：强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。

Housner在对悬臂式单质点系统的非线性地震反应进行分析后，将其破坏机理总结为：在形成完全的塑性反应之前，出现某种程度的塑性应变，由此而消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分;当完全进入塑性变形后，产生塑性漂移，并在单方向发展直到倒塌发生。

他认为塑性反应阶段，保证结构不破坏的条件是让其保有足够的耗能能力。

3、多阶段设计方法 随着对地震产生机理、地震动特性以及地震作用下各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同，促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。

由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。

4、地震响应分析及设计方法的改变 随着人们对地震动和结构动力特性理解的加深，目前已经发展了多种抗震设计理论和地震响应的分析设计方法。

从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看，抗震设计的静力理论只考虑了高频振动振幅的最大值;反应谱理论虽考虑了振幅和频谱，但持时则始终未能得到明确的反映;动力理论不但考虑了地震动的持时，而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性。

从组成结构抗震设计理论的四个方面内容(输入地震动、结构和构件的动力模型，一实用的地震反应分析方法，以及设计原则)来看，静力理论对四个方面都做了极大的简化，反应谱理论也做了较大的简化，而动力理论则有比较全面的考虑：

动力理论的输入地震动要求给出符合场地情况的、具有概率含义的加速度时间函数，对于复杂结构要求给出三个分量及其空间相关性;结构和构件的动力模型更为接近实际，包括了非线性特性;地震反应分析方法考虑了结构反应的全过程，包括变形和能量损耗的积累;设计原则考虑到多种使用状态和安全的概率保证。