浅析山区高等级公路高墩桥梁的抗震设计方法

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析山区高等级公路高墩桥梁的抗 震设计方法 摘要: 对于山区高等级公路的建 设来说，较大的影响因素为地形，尤其 是陡峭的山坡，所以在遇到深沟险壑的 时候，桥梁本身的建造多为高墩。基于 此，本文对山区高等级公路高墩桥梁的 抗震设计方法作探讨。 中国论文网 /2/view-12897594.htm 关键词:山区公路；高墩桥梁；抗 震设计方法 Abstract: for the construction of the mountainous area highway for, for the major factors that affect the terrain, especially the steep hillside, so to meet a gulley danger gully, construction of the -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 bridge itself more for high piers. Based on this, this paper on the mountain high piers of high grade highway bridge seismic design method is discussed. Keywords: mountainous highway, High bridge pier; Seismic design method 中图分类号： TU973+.31 文献 标识码：A 文章编号： 1 山区高墩桥梁之抗震设计方案 1.1 山区高墩桥梁的总体布置 地震下，山区的高墩桥梁的墩顶 可能会出现较大位移的。如果墩梁足够 的结实、牢固，在强震中，过多的约束 很可能造成较大的能耗，进而提升抗震 的能力。山区高墩桥梁墩顶出现较大位 移的原因主要为桥墩质量和刚度的不平 衡，因为两侧的山体可能有着较大的坡 度，墩高悬殊巨大，没有很均匀的跨距， 所以在刚度和质量层面，非常容易出现 不均的情形，桥墩相邻的话，就会出现 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 较大的刚度差，进而导致地震力的不均 匀或者不理想分配，对整个桥梁的抗震 能力产生较大的负面影响。如果在质量 和刚度扭转中心，出现了偏离，桥梁的 上部还会出现水平的转动，在这样的情 况下，就会增大碰撞和落梁的机会和比 率。 位于山区的桥梁，其在高度层面， 有着较大的变化，为了很好的平衡桥梁 的质量和刚度，在结构方面，应尽量使 用等宽、等高、等跨的形式,从墩的支座、 直径等层面对桥的平衡性能进行很好的 改善和调整。 1.2 选择合适的桥墩 在山区，桥梁多为较高变墩下的 曲线形,没有规则的结构,这种桥梁本身 的形状对于桥梁抵抗地震的能力有着很 大的影响，除了外形之外，桥梁中另外 一个影响到其抗震功能的部位是桥墩。 如果桥梁在平曲线上，一旦发生地震事 故，桥墩就会产生弯扭耦合震动,所以对 于桥墩来说，在截面上，要求其能够很 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 好的抗扭、抗弯，一般的双柱墩，在横 向上没有很好的抗弯刚度。如果桥墩比 较高,这种情况下，在剪力、弯矩、轴力 等不同力向的共同作用下，就非常容易 发生墩柱失稳现象，造成很大的破坏,所 以如果桥墩在 30 米之上的，这个方法 还是不要使用。 空心薄壁墩和独柱 T 形墩的优势 可以从以下几点中描述出来，较大的刚 度，较大的抗扭度，较好的整体性能等 等。在设计山区高墩桥梁的时候，独柱 T 形墩的设计方法为紧密结合较大刚度 的墩柱以及预应力悬挑式盖梁，这种墩 型具有较小的横截面，较小的截面刚度， 如果桥墩本身小于等于 60 米的时候， 多采用这种墩型。在外观上，空心薄壁 墩近似于独柱 T 形墩,尽管如此，二者 也有一定的区别，比如空心薄壁墩的截 面较大，刚度较大，如果桥墩低于 80 米，使用这种墩型有着很强的优势。 相比较而言，普通双柱墩在刚度 层面要比门架墩，稍差一些，但是伴随 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 着不断增加的桥墩高度，整体性能和横 向的刚度是比较差的，在抗扭方面，刚 度也比较小，主要原因为横向是借助于 系梁联接了两根门架柱，一般来讲，如 果桥梁的桥墩高度在 90 米之下，可以 选用门架墩。所以，基于桥墩选型考量， 空心薄壁墩以及独柱 T 形墩有着自身的 优势，如果为预应力下的混凝土刚构， 选取的多为单薄和双薄类型的壁墩。 2 对山区高墩桥梁进行正确和科 学的抗震计算 2.1 Push-over 或者叫分析静力弹 塑性法 分析静力弹塑性法，是一种与非 线性抗震分析法非常相似的手段和方法， 计算的主要对象为结构变形,在应用层面， 具有一定的价值，但是对于结构动态相 应进行静态分析的时候，选取的力学模 型，则有自身局限性的一面。 2.2 反应谱法 反应谱法可以说是现在对桥梁结 构进行抗震分析的一些最广泛的和最基 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 本的方法。尽管如此，这种分析方法也 存在自身的不足的地方，比如分析的时 候，没有全面的考量地震激励下各支座 之间不一致的运动方式。对于部分具有 较大的跨度、所处地势复杂、跨越了、 近断层的山区高墩桥梁,这一假设本身就 是不正确、不科学的，据研究，如果桥 梁的跨度超过或者达到四分之一的地震 波长,就不能认为地面各支座之间保持了 均匀一致的运动方式。 2.3 分析时间历程法 如果为强震，高墩桥梁本身的状 态可能已经演变为非常严重的非线性弹 塑性情况。有基于此，从时间历程层面 进行分析，相比于上面两种分析方法， 更能够适应这一特殊的情形。因为时间 历程分析法可以很好地将结构本身的特 性以及地震输入特性进行很好的结合， 尤其是可以很好的联系到结构本身对地 震产生的弹塑性反应。尽管如此这一分 析方法也具有自身的缺陷性，那就是非 常庞大的计算量，另外还需要对地震的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 动输入方式进行正确地确定，只有这样， 多点激励的时程才符合场地的动场。 综上所述，可以知道时间历程分 析方法本身也有自己的缺陷性，但是伴 随着计算机技术的高速发展，以及人们 对地震越来越深入地了解，这种方法对 于在多点地震情况下，山区高墩桥梁的 非线性反应具有很好的解决办法，故而， 建议在山区高墩桥梁进行线性分析的过 程中，可以使用时程法、反应谱法、 Push-over 法等诸多的方法。 3 结论 总之：(1)在构造山区高墩桥梁方 面，采取的措施应该是全面的，有针对 性地，应该按照所在地区本身地质结构 的不同，确定各自的抗震规划,关注细节 层面强度的均衡性。(2)对于山区高墩桥 梁，在设计的时候，要强化关于概念的 设计规划，桥墩形式的选取应