[分享]桥梁结构抗震设计核心理念

发表于2018-11-23     368人浏览     1人跟帖     总热度:190  

抗震设计,也就是说如何对付地震,有两方面的重点:“天的”和“人的”问题!也就是说“工程上的”和“社会上的”工作,在工程上要保证建筑物的抗震能力。社会责任是如何在地震前做准备和在震后善后工作。今天我们只讨论工程上的问题——对付大自然的灾害。在工程上我们要保证建筑物的抗震能力——安全。我们无法防止地震,但我们可以减轻地震引起的灾害!

地震工程上,我们要对付的对象是什么?等于打仗,我们首先要了解我们的敌人,是谁,在哪里?所谓知己知彼,百战百胜。地震<<地的波动。



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桥梁建造在地球的表面,地震可以引起地表的波动—地震波,地震波可以引起地表不同方向的移动—移动可以是3个直线移动和3个转动的不同组合。

如果我们把地表的波动记录下来,就可以得到如下的地震波“加速度”和地面的“位移”在地震中的变化。

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在知道地震的特性后,下一步就是要研发最适当的战略!

桥梁结构抗震设计核心理念_2桥梁结构抗震设计核心理念_3力和变形的要求,就有两个不同的方法去对付地震引起的问题

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从前的设计都认为结构在地震时所受到的是一个力。上世纪60年代和70年代对地震的观察完全改变了地震设计的理念。地震后结构物的损坏情况:

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上世纪60年代和70年代对地震的观察完全改变了地震设计的理念:从如何去抵抗一个地震力改变成如何去适应地表的位移。

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如何去适应地表的变形——隔震(Isolation)的基本原理。地表的变形是有限的,最后还是回到原来的位置不远的地方——之所以可以采用隔震。

桥梁结构抗震设计核心理念_11桥梁结构抗震设计核心理念_12桥梁结构抗震设计核心理念_13桥梁结构抗震设计核心理念_14桥梁结构抗震设计核心理念_15桥梁结构抗震设计核心理念_16地质状况——这里土层很厚

桥梁结构抗震设计核心理念_17上层软土在高强度地震区是很头痛的问题!

抗震性能标准:设计使用年限150年

在普通地震后(90年重现期)桥必须可以立即使用,允许较小的非弹性反应,混凝土上出现细小裂缝,不出现外观上的永久损伤。

在极大地震后(1500年重现期)桥必须在很短的时间内可以使用。所有修理不得阻碍交通,允许钢结构有限度的屈服,表面混凝土脱落小量塑性变形。

桥梁结构抗震设计核心理念_18这样的塔技术上可以使用,但美观上不能满足要求!于是,我们发展出一个新的理念!

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这样一来,我们就可以把桥塔造的很好看。桥梁结构抗震设计核心理念_20

桥梁结构抗震设计核心理念_21桥梁结构抗震设计核心理念_22桥梁结构抗震设计核心理念_23桥梁结构抗震设计核心理念_24桥梁结构抗震设计核心理念_25

自锚式悬索桥桥梁结构抗震设计核心理念_26桥塔

桥梁结构抗震设计核心理念_27桥梁结构抗震设计核心理念_28主梁

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整体分析桥梁结构抗震设计核心理念_32

设计重点:

结构变形的能力

结构变形后的承载能力

结构变形后的损坏程度

结构消能的能力

地表的位移

桥梁结构抗震设计核心理念_33地震下的最大变形——结构变形的能力

桥梁结构抗震设计核心理念_34桥梁结构抗震设计核心理念_35桥梁结构抗震设计核心理念_36结构变形后的承载能力

桥梁结构抗震设计核心理念_37桥梁结构抗震设计核心理念_38变形后的损坏程度

桥梁结构抗震设计核心理念_39桥梁结构抗震设计核心理念_40结构消能的能力

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剪力键实验

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剪力键实验结果桥梁结构抗震设计核心理念_43

在最大的可能变形下,剪力键还没有断裂!

在这四个重点上,结构都完全满足安全的要求!

全桥分三个标段

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高架桥段桥梁结构抗震设计核心理念_45

箱型截面

桥梁结构抗震设计核心理念_46全部高架桥分成四段

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桥梁结构抗震设计核心理念_50桥梁结构抗震设计核心理念_51桥梁结构抗震设计核心理念_52

截面和基础桥梁结构抗震设计核心理念_53

使用箱型壁不能太薄桥梁结构抗震设计核心理念_54使用斜桩可以减小基础的位移

桥梁结构抗震设计核心理念_55非弹性铰必须位于可以检查和修补的地方—不能允许桩有塑性铰

桥梁结构抗震设计核心理念_56承台

桥梁结构抗震设计核心理念_57钢筋混凝土钢管桩

桥梁结构抗震设计核心理念_58桥梁结构抗震设计核心理念_59

以柔制刚的办法,太极的道理!当然,还有考虑安全的问题,世界上没有安全的设计,一切都是可能率的问题!把安全的要求提高也同时提高了结构物的成本!合理的成本和安全程度永远是一个妥协!把结构造得可以抵抗一定强度的地震,这就是一个妥协的办法。

桥梁结构抗震设计核心理念_60最后,我们要考虑安全的问题。

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