桥梁抗震设计的技术现状与发展趋势

2023-01-10

1. 桥梁震灾分析

1.1 支撑连接件以及下部结构失效

在桥梁工程项目中, 所谓的支撑连接件失效, 就是指在桥梁中发挥重要作用的下部结构与上部结构所能够承受的承载力超过了其可以承受的范围, 使得桥体与部件之间出现了位移, 导致支撑部件的作用逐渐失去, 以至于桥梁的上部与下部之前出现偏移的情况, 严重情况下, 会导致桥体的坍塌。而导致这一问题出现的主要原因, 大多数是由于在进行桥梁设计的过程中, 对相邻桥梁跨之间的相互位移程度没有充分的考虑, 以至于支撑部件的作用不能够发挥出来。所以, 可以采用增加支撑部件的宽度来保证部件的相对稳定性。如果由于桥梁设计的不合理、承载力计算的不准确所造成的桥台与桥墩部分出现损坏的问题, 在最开始的时候, 出现的裂痕比较小, 而如果地震力变大, 就会使得裂痕也逐渐变大, 到了一定程度, 就有可能使得桥墩出现断裂的情况, 使得桥梁的下部结构出现失效的情况。要想将这一情况彻底的解决, 就需要在前期的设计过程中保证延性设计到位, 并落实施工工作, 从而保证桥梁的结构弹性。

1.2 软弱地基失效

如果有地震情况出现时, 桥梁下部的地基就很有可能受到地壳变动的影响, 而出现永久性的变形问题, 由于承载能力以及地基高低的变化, 会使得支撑桥梁的土体变得比较柔软, 严重情况下, 会出现地基塌陷或者是地基沙土化的情况。一旦土壤情况出现不好的变化, 就容易使得桥梁的下部支撑部位出现位移的情况, 如果位移不均匀, 就会使得桥梁的表面出现裂痕, 久而久之, 就会使得桥梁的整体遭到严重的破坏。发生地震情况, 比较容易造成土壤出现砂土液化的情况, 使得原本呈固体状态的土壤变成流动状态, 出现喷水冒砂的情况, 形成软土地基, 降低了土壤的抗剪力, 就容易使得桥梁出现倾覆、倾斜的情况。但是, 造成这种问题的原因主要是自然灾害引起的, 要完全避免是非常困难的, 所以就需要在设计之前应当选择一个良好的位置。

2. 桥梁抗震设计方法

2.1 基于强度基础上的设计方法

在以往的桥梁抗震设计工作中, 一般会选择以强度为基础的抗震设计方式, 即就是以地力来作为静荷载, 从而对工程的结构进行分析, 然后利用结构的刚度或者是强度来对桥梁结构的有效性进行判断。从当前的现状看来, 在大多数桥梁设计单位中, 依然使用的是这种设计方法。

2.2 基于延性基础上的设计方法

通过对桥梁自身的结构特点进行分析, 一些设计人员提出了以延性为基础的抗震设计方法, 这种方法可以利用对桥梁的弹性进行合理调整、修正相关系数以及对地震内力和反映谱加速度的分析, 从而能够对不同结构所需要的延性需求具备。

2.3 基于性能基础的抗震设计

而以性能为基础的抗震设计方法, 主要指的是抗震结构在不同等级地震情况下所能够达到预期目标的相关设计方式。利用这种抗震设计方式, 可以在将经济损失、人员伤亡控制在一个合理的范围之内, 从而保证桥梁工程在地震过后仍然能够正常的使用。通过对这种设计方法进行详细的分析, 能够发现其可以将宏观性的设计转化为具体的量化设计, 即就是将保证人们生命财产安全的目标进行转化, 成为不同的抗震设计目标, 从多层次、多方面来实现抗震设计, 从而保证人们的安全。

3. 桥梁抗震设计方法的应用

由于地震的发生形式比较多, 并且具有不确定性的特点, 所以在对桥梁结构进行设计时, 需要对桥梁的抗震能力、功能以及静力分析等方面都需要综合考虑, 选择最有效的抗震结构形式。在进行桥梁抗震的概念设计时, 对于桥墩的上下部、形式等一些连接比较薄弱的地方, 都需要加以重视。具体的设计措施主要有以下几个方面:

3.1 在进行桥梁的抗震设计过程中, 需要对结构的整体稳定性、延性变形以及结构强度等方面, 采用多级设防的方法, 从而保证桥梁能够具有强大的抗震性能。

3.2 要满足桥梁的抗震设计目标, 就需要对抗震性能方面的研究力度进一步加大, 从而保证桥梁结构在实际的使用过程中具有较强的适应地震的能力。除此之外, 在做好桥梁的抗震设计的过程中, 对于结构的行为能力的设计也要综合考虑起来。

3.3 在对桥梁的抗震结构进行设计时, 需要进一步对抗震的延性进行深入的研究。在先前的一些实际项目中, 会出现地震时高架桥倒塌的情况, 所以这就表明应当对各种形式的抗震支座以及桥墩等进行研究, 从而达到提高抗震延性的目的。

3.4 如果对处于地震区的桥梁进行设计时, 就需要以抗震设防为基本的出发点和落脚点, 对于地震过程中可能出现的砂土液化、边坡倒塌以及地裂等情况都要进行深入的研究, 从而保证抗震设防等级更具有安全性。

结束语

对于我国的经济发展来说, 桥梁工程是重要的动脉通道, 对于促进我国的经济发展而言, 具有非常重要的意义。因此, 在实际的桥梁抗震设计工作中, 应当对地震破坏桥梁规律进行深入的分析, 对传统的设计理论进行改善和创新, 将更加适用的延性抗震理论运用到其中, 从而为我国今后的桥梁抗震设计提供重要的经验, 降低自然灾害给人们带来的损害, 使得人们的生命财产安全得到更好的保证。

摘要：近年来, 各种自然灾害频繁发生, 给人们的生产生活造成了严重的影响, 尤其是地震灾害的出现, 所带来的灾难更让人痛心, 因此就需要对各项工程建设做好抗震工作。以桥梁工程的建设为例, 一些桥梁在使用时间过久之后, 就会出现各种病害问题, 降低了整体的抗震性能。一旦桥梁工程遭受破坏, 将会对地震灾区的交通生命线造成严重的阻碍。基于此, 文章就桥梁抗震设计的技术现状与发展趋势进行简要的分析, 希望可以提供一个借鉴。

关键词：桥梁,抗震设计,技术现状,发展趋势