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公路桥梁抗震的意义及抗震性能评价要点

公路桥梁抗震的意义及抗震性能评价要点
时间:2023.05.16
作者:中钢国检
阅读:67
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摘要: 随着我国各区域经济社会的持续发展,区域交流与往来快速增加,为满足区域间的往来活动需求,加强彼此间的联系,我国公路建设里程空前,作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展。由于我国处于两大地震带之间,地震发生频率高、强度大,实际生产生活当中,桥梁因地震损毁时有发生,使得道路交通网络被迫中断,这不仅会造成直接的经济损失,还会给震后救灾工作带来巨大困难。   以往的大量资料表明,桥梁合理的结构型式和较强的抗震能力可以大大降低甚至避免震害给桥梁所造成的影响,为了降低地震灾害对桥梁工程造成的危害,对于桥梁抗震性能的相关研究逐渐得到更多的重视。为了增加桥梁的抗震性能,以应对地震给公路桥梁带来的致命性伤害,各类新技术、新方法也不断地应用到桥梁工程建设与运营维护当中。     抗震设计 对于桥梁的抗震设计,多个文件均有明确涉及,《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01—2008)中列出了桥梁抗震设防类别及对应的设防目标:   各设防类别桥梁的抗震设防目标 桥梁抗震设防类别 设防目标 ...
公路桥梁抗震的意义及抗震性能评价要点

(图:公路桥梁抗震的意义及抗震性能评价要点)

随着我国各区域经济社会的持续发展,区域交流与往来快速增加,为满足区域间的往来活动需求,加强彼此间的联系,我国公路建设里程空前,作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展。由于我国处于两大地震带之间,地震发生频率高、强度大,实际生产生活当中,桥梁因地震损毁时有发生,使得道路交通网络被迫中断,这不仅会造成直接的经济损失,还会给震后救灾工作带来巨大困难。

 

以往的大量资料表明,桥梁合理的结构型式和较强的抗震能力可以大大降低甚至避免震害给桥梁所造成的影响,为了降低地震灾害对桥梁工程造成的危害,对于桥梁抗震性能的相关研究逐渐得到更多的重视。为了增加桥梁的抗震性能,以应对地震给公路桥梁带来的致命性伤害,各类新技术、新方法也不断地应用到桥梁工程建设与运营维护当中。

 

桥梁01

 

抗震设计

对于桥梁的抗震设计,多个文件均有明确涉及,《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01—2008)中列出了桥梁抗震设防类别及对应的设防目标:

 

各设防类别桥梁的抗震设防目标

桥梁抗震设防类别

设防目标

E1地震作用

E2地震作用

A类

一般不受损坏或不需修复可继续使用

可发生局部轻微损伤,不需修复或经简单修复可继续使用

B类

一般不受损坏或不需修复可继续使用

应保证不致倒塌或产生严重结构损伤,经临时加固后可供维持应急交通使用

C类

一般不受损坏或不需修复可继续使用

 

D类

一般不受损坏或不需修复可继续使用

 

 

桥梁抗震设防分类也并非随心所欲,而是要根据各桥梁抗震设防类别的适用范围来定。同时,对抗震救灾以及在经济、国防上具有重要意义的桥梁或破坏后修复(抢修)困难的桥梁,可按国家批准权限,在报请批准之后相应提高设防类别。在对公路桥梁抗震设计时,不仅要考虑包括地震动的作用和地震土压力、水压力等的地震作用,还要考虑到包括结构重力、预应力、土压力、水压力等在内的永久作用。

 

抗震性能评价要点

抗震性能评价是通过检查既有桥梁的设计、施工质量、运营维护记录和现状,按照规定的抗震设防要求,综合考虑结构构造、构件力学指标、变形等因素,对其在相应设防水准地震作用下的构件和体系抗震性能及安全性进行的评价。其主要分为桥梁抗震性能初步评价和桥梁抗震性能详细评价两部分内容。

 

01.初步评价

桥梁抗震性能初步评价以桥梁使用状况、抗震措施和构造细节评价为主,其内容应包括桥墩(台)和节点构造措施评价,以及支座、墩梁支承长度、防落梁措施、防撞措施和场地地震地质灾害评价等。

 

桥梁02

 

初步评价首先是对桥墩细部构造进行评价,主要包括桥墩纵向钢筋配筋率限值、桥墩(含墩梁节点)箍筋最小配箍率和布置、桥墩纵向钢筋在盖梁和承台里的锚固长度等内容。

 

由于支座破坏时历次地震中农典型的震害形式,在做好相关前期工作后,对于支座性能的评价必须重视。桥台和墩上的支座系统常见的震害有支座系统的倾覆、滑落、螺栓剪切破坏或松动,以及支座垫石破坏等。而对于防落梁,要看梁端至墩、台帽或盖梁边缘距离的实测值与按照相关公式确定的最小支撑长度的关系是否满足要求。

 

02.详细评价

桥梁抗震性能详细评价以结构和构件的抗震计算分析、构件强度和变形检算为主,评价时可将桥梁分为规则桥梁和非规则桥梁两类,宜根据公路桥梁结构形式规则性及抗震性能水平,采用适当的分析方法。

 

由于桥梁各组成部分受力及在整体结构中的作用等存在差异,应对基础、桥台、桥墩、支座、梁部和节点区域的抗震性能分别评价。

 

桥梁03

 

基础抗震性能评价应评价扩大基础、柱式桩基础、排架桩基础对桥梁结构整体抗震性能的影响。基础破坏对桥梁结构整体抗震性能的影响不容忽视,对于桩基础,宜根据实际涂层钻探资料和现场土性试验资料,建立考虑土—桩—结构相互作用影响的合理计算模型,并采用不同的分析方法。

 

桥台破坏机理与地震动特性、桥台结构类型、基础类型、岸坡特性、台背填土特性等多种因素相关,其震害形态也有多类,评价桥台的抗震性能,应计算桥台各种潜在破坏模式对应的强度及稳定性的能力/需求比,并判别其对桥梁结构整体抗震性能的影响。

 

结语

公路桥梁抗震性能评价涉及的面比较多,一定要注意其中的细节问题,但更多细节本文并未一一列举。在评价过程中对于易损部位和缺乏更多资料的部位应给予更多关注,例如,桥梁结点区域是地震的易损部位之一,其损坏又会给整桥的抗震性能带来较大的影响,但由于国内此方面研究资料有限,所以在进行评价时应更加慎重。

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