桥梁抗震设计的原则与方法探讨

目前桥梁工程抗震的研究问题是当今热点问题,在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,阐述了桥梁抗震设计原则,最后对于桥梁抗震设计方法进行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析及设计方法的改变以及多阶段设计方法等内容。     

汶川地震对我国地震区划图与桥梁抗震设计的启示

自5.12汶川地震至2009年5月一年的时间内,作者通过对汶川地震灾区的16次调查,获得了桥梁震害的第一手资料。该文首先对汶川地震、九江-瑞昌地震以及唐山大地震暴露出的关于地震区划图的问题进行探讨,结果表明在我国地震区划图标示为低震区内多次发生强烈地震,建议工程师与科研人员正确认识和使用区划图;并通过对比美国、日本以及我国地震区划图,提出我国地震动区划图的发展趋势及编制多水准地震动区划图的必要性;然后,结合汶川地震后对公路交通系统的调查,研究了地震灾区不同场地条件下桥型的抗震性能,讨论了概念设计与抗震构造措施对桥梁抗震的重要性,同时探讨了桥梁结构的抗震设防标准问题;最后总结汶川地震给我国公路桥梁抗震带来的经验与教训,针对地震动区划图、桥梁抗震性能的评价、设计与研究提出意见。     

读者来信

汶川地震，出现了大面积房屋倒塌。这让我想起了前几年发生在丽江的地震。在那次地震中，很多上百年的房子都保留下来了，而当时建造这些房子的时候也没有什么抗震标准问题，而现在有标准的抗震房屋却不能避免在地震中倒塌。因此今后我们是不是该在抗震理论上进行一下重新思考？     

桥梁抗震的研究进展

San Fernando地震、唐山大地震、Loma Prieta地震、Northridge地震、阪神地震、集集地震等破坏性地震使交通系统严重毁坏,地震造成的交通中断直接影响着救灾工作的进行,扩大了次生灾害损失,使生命财产遭受巨大损失。近30多年来,地震灾害的沉痛教训不断地警示着世人,使人们对桥梁的抗震研究工作逐渐受到重视,桥梁抗震理论及技术水平日渐提高。简要叙述了桥梁抗震研究中概念、分析方法、设计方法、抗震设计规范、减震加固技术的历史概况和现状,并展望了今后桥梁抗震研究的发展趋势。     

NEBS GR-63-CORE抗震试验及其控制策略研究

对通信设备抗震试验方法进行了讨论,重点研究了NEBS GR-63-CORE抗震试验方法。针对抗震试验中地震模拟振动台频宽不够及存在非线性因素影响的问题,设计了地震模拟振动台三参量伺服控制算法,有效拓展了试验系统的频宽,提高试验系统的动态响应范围;并提出一种基于频域的驱动信号修正迭代算法,通过在线迭代修正驱动信号,补偿试验系统中非线性因素对系统的影响。NEBS GR-63-CORE抗震试验表明,基于三参量控制算法及驱动信号修正迭代算法的地震模拟振动台控制策略,能够实现高精度的地震波形复现试验。     

不同抗震等级RC框架结构抗地震倒塌能力的研究

为研究抗震等级对钢筋混凝土（RC）框架结构抗地震倒塌能力的影响,根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）分别设计了不同抗震设防烈度和抗震等级的20个典型RC框架结构,应用动力增量分析法对框架结构进行了倒塌易损性分析,并对比了不同抗震等级框架结构的抗地震倒塌能力。结果表明:框架结构的抗震等级对其抗地震倒塌能力有重要影响,同一抗震设防烈度下,随着抗震等级的提高,其倒塌概率不断减小,倒塌储备系数（CMR）不断增大,框架结构的抗地震倒塌能力不断提高。框架柱的轴压比、纵向配筋率和体积配箍率是影响框架结构抗地震倒塌能力的重要因素。     

谈对建筑结构防震抗震的探讨

地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不确定性。因此,结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节构造,从根本上提高结构的抗震能力。本文根据地震的特点,从建筑物的场地选择、平立面形式、结构布置、延性等方面论述了建筑结构设计中概念设计的内容。     

考虑支座摩擦滑移的中小跨径桥梁抗震设计方法

通过对比中国、美国、日本中小跨径桥梁结构体系, 分析中国汶川地震和美国北岭地震、日本阪神地震中桥梁震害的差异以及中国汶川地震中桥墩破坏率较低的原因, 发现美国加州桥梁结构形式主要是框架式桥墩, 日本桥梁采用钢支座为主的支承体系, 而中国中小跨径桥梁主要采用板式橡胶支座, 中国公路桥梁抗震设计中直接引用国外抗震规范存在问题;结合板式橡胶支座与铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和摩擦摆支座地震作用下耗能特点的不同, 提出中国广泛采用板式橡胶支座的中小跨径桥梁, 在抗震设计时支座可作为保险丝式单元优先损坏;参考美日两国的桥梁抗震设计方法, 给出了中国中小跨径桥梁考虑支座摩擦滑移的抗震设计方法, 建议中国中小跨径桥梁地震作用下利用板式橡胶支座摩擦耗能的特点, 通过支座摩擦滑移、最小支承长度和防落梁装置, 实现桥梁多道设防、分级耗能的抗震性能设计方法;最后给出了地震作用下桥梁纵桥向和横桥向相应的性能破坏模式, 并探讨了需要进一步研究的问题.     

高墩大跨径连续刚构桥抗震性能评估

高墩大跨径连续刚构桥的抗震性能评估既是桥梁抗震研究的热点又是抗震研究的难点。本文根据其特点提出了一种适合于其弹塑性地震响应的分析方法,利用提出的塑性铰单元和已有的有限元程序,实现了对罕遇地震作用下桥梁结构的地震响应模拟。使地震波峰值逐渐增大直至结构破坏,对西部某高墩大跨径连续刚构桥进行了弹塑性地震响应分析,得到了该种桥型的破坏形式、能够承受的最大地震等级等结论,为抗震设计提供参考。     

修订公路桥梁抗震设计规范浅见

探讨了公路桥梁抗震设计规范修订中的若干问题,包括多不准多阶段的抗震设计思想、志地效应、桥梁地震反应分析、桥墩延性设计、基础抗震设计、防止落梁的有效措施和桥梁抗震加固。提出了部分当前急需解决的课题。     

岩土工程勘察场地地震效应评价问题及对策

四川汶川地震造成巨大的经济损失和人员伤亡,给传统的建筑抗震设防要求提出了新的课题和挑战。本文针对目前岩土工程勘察场地地震效应评价中存在的若干突出问题,详细分析了其原因,结合多年参与的项目勘察报告审查及建筑物抗震专项检查,提出了可供工程人员参考地解决对策。     

桥梁抗震设计的探讨

进入21世纪以来,地震越来越频繁地在世界各地发生,现代桥梁建筑的抗震性能的设计问题也逐渐成为广大人民群众所关注的热点问题。由于桥梁建筑工程是交通网络的关键要素,因此桥梁的抗震设计的重要性也是不言而喻的。为达到桥梁合理的抗震性能,桥梁结构设计师应通过以往的工程项目以及地震灾害等经验所获得的正确的基本设计原则及设计思想,从而可以更好地解决桥梁建筑结构上、材料以及方案上的问题,这也是桥梁抗震概念设计的精髓所在。桥梁合理的抗震设计就是使桥梁的抗震结构在强度、刚度以及延性上有最佳的组合,从而可以有效而又经济地达到抗震的目标。本文便从桥梁受到地震破坏的主要形式上、桥梁抗震设计的设计原则上以及桥梁抗震设计的相关问题三方面对桥梁的抗震进行探讨,从而详细地分析了现代桥梁建筑的抗震设计。     

不同地震作用下装配式建筑结构选型与抗震性能分析

为解决装配式建筑抗震性能低的问题,对不同地震作用下装配式建筑结构选型与抗震性能进行分析。通过装配式建筑构件初步设计、装配式接头位置和刚度设计,提出两种结构设计方案,对装配式建筑项目基本情况进行分析。通过分析不同地震作用下的选型方案抗震性能,确定将方案2作为最佳方案。将方案2应用于装配式建筑工程,可以提升建筑整体抗震性能。     

浅谈建筑抗震结构设计

近些年来,我国的建筑总面积一直在快速增长,与此同时,建筑水平也得到了很大程度的提升,建筑的风格与功能不再像以前那么单一。但是,在地震发生时,还是不能确保建筑的安全性,尤其是在地震等级较大时,很有可能因为建筑的坍塌,导致很多人失去生命。在这种情况下,就必须考虑如何做好建筑的抗震结构设计,尽可能地减少因地震的发生而导致的人员伤亡和财产损失。本文主要针对建筑在地震发生时可能出现的几个问题,以及在抗震设计方面现有的一些抗震方式进行分析和介绍。     

桥梁结构地震易损性研究进展述评EI北大核心CSCD

随着基于性能的地震工程全概率决策框架的提出,要求从概率的角度对桥梁结构的抗震性能进行评估,结合结构地震响应分析和结构损伤分析的地震易损性分析受到广泛关注。为了促进国内桥梁结构地震易损性研究的发展,首先回顾了易损性研究的历史阶段与发展过程,评述了国内外桥梁结构地震易损性的研究现状;在此基础上介绍了地震易损性分析的基本原理和研究方法:分别从经验型、理论型以及经验-理论相结合的角度详细介绍了常用的易损性分析方法和一般过程,指出了当前研究中遇到的问题以及存在的局限性;最后,对桥梁结构地震易损性的应用前景和发展方向进行了展望。总结既有研究成果表明,环境因素、地震动、场地条件以及桥梁自身参数等的不确定性问题,地震动强度参数和结构能力指标的合理选择问题,各主要构件之间的相关性及其对桥梁结构整体抗震性能的贡献问题等都是桥梁结构地震易损性研究领域的重要内容。此外,对于更为复杂的情况,包括液化或特殊场地以及特殊大跨度桥梁等的研究,都将对桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

桥梁结构地震易损性研究进展述评

随着基于性能的地震工程全概率决策框架的提出,要求从概率的角度对桥梁结构的抗震性能进行评估,结合结构地震响应分析和结构损伤分析的地震易损性分析受到广泛关注。为了促进国内桥梁结构地震易损性研究的发展,首先回顾了易损性研究的历史阶段与发展过程,评述了国内外桥梁结构地震易损性的研究现状;在此基础上介绍了地震易损性分析的基本原理和研究方法:分别从经验型、理论型以及经验-理论相结合的角度详细介绍了常用的易损性分析方法和一般过程,指出了当前研究中遇到的问题以及存在的局限性;最后,对桥梁结构地震易损性的应用前景和发展方向进行了展望。总结既有研究成果表明,环境因素、地震动、场地条件以及桥梁自身参数等的不确定性问题,地震动强度参数和结构能力指标的合理选择问题,各主要构件之间的相关性及其对桥梁结构整体抗震性能的贡献问题等都是桥梁结构地震易损性研究领域的重要内容。此外,对于更为复杂的情况,包括液化或特殊场地以及特殊大跨度桥梁等的研究,都将对桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

高层住宅建筑结构抗震结构优化设计探索

我国位于太平洋地震带和喜马拉雅山地震带的交汇处,是地震较多的国家,随着近几年来多处地震的发生,给人们带来了较大的生命威胁和财产损失,也使更多的人意识到房屋抗震的重要性和必要性。因此,为了减少灾难带来的损失,维护人们的生命安全,就必须优化高层住宅结构的抗震结构。本文从优化抗震结构的原则出发,提出了影响抗震能力的因素,并提出了相应的解决措施,希望能对高层住宅结构的抗震优化设计提供帮助。     

双向张弦梁结构的多维地震响应分析和计算

采用随机振动理论的功率谱法,对双向张弦梁结构在多维地震作用下的动力性能及抗震计算两方面问题进行了探讨。以一个90m×90m的双向张弦梁屋盖结构为算例,分析了结构的自振特性、多维地震下的位移和内力响应特点、各地震动分量对结构响应的贡献以及上下部协同工作的影响等。在地震作用计算方面,对组合振型数的选取、预应力效应的影响、阻尼比的敏感性以及《建筑抗震设计规范》(GB50011)的多维地震效应组合方法的有效性进行了考察。对双向张弦梁结构的一些非常规地震响应特点给予了强调,提出抗震计算方面的建议,可供设计人员参考。     

工程结构抗震设防水准之我见

本文对工程结构抗震设防水准决策中的一些问题进行了讨论,建议以多个不同的抗震目标可靠度做为抗震设防的参数。这种做法有利于实现多级抗震设防原则和基于功能的结构抗震设计思想,既考虑了结构场地发生不同强度地震的危险性,又考虑了结构的抗震易损性, 且完全采用概率方法描述,保持了方法上一致性。     

曲线桥梁漂浮抗震体系地震模拟振动台试验及有限元分析

针对曲线桥梁地震中损毁严重、修复困难等问题,提出曲线桥梁漂浮抗震体系基本概念、结构组成及设计方法,并探讨其工作原理。将漂浮抗震体系概念、方法用于制作的1/20曲线桥梁模型进行地震模拟振动台试验及有限元分析。结果表明,该模型桥梁在地震发生后桥墩顶加速度峰值较墩底降低率最大为24.6%,梁体在桥墩上部成漂浮状态能减小桥墩受力;试验过程中模型未倒塌,表明该体系抗震性能良好,可用于高烈度抗震地区的曲线桥梁设计。