地震災(zāi)害對(duì)鐵路橋梁及影響及其抗震設(shè)計(jì)與減隔震控制研究(編輯修改稿)
2025-02-14 15:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 規(guī)范中的“橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期”不完全一致。參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，本文將特大橋由“甲類(lèi)”建筑降為“乙類(lèi)”建筑進(jìn)行抗震設(shè)防；將大中小橋結(jié)構(gòu)為“乙類(lèi)”建筑降為“丙類(lèi)”建筑進(jìn)行抗震設(shè)防。故本文建議如下：鐵路大橋主橋的抗震設(shè)防地震的概率水平：小震（多遇地震）%，中震（常遇地震）為100年超越概率10%，大震（罕遇地震）為100年超越概率3%；鐵路大橋引橋的抗震設(shè)防地震的概率水平：小震（多遇地震）%，中震（常遇地震）為50年超越概率10%，大震（罕遇地震）為50年超越概率2%，鐵路橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表42。表42 鐵路橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)小震（多遇地震）中震（設(shè)計(jì)地震）大震（罕遇地震）概率水平重現(xiàn)期概率水平重現(xiàn)期概率水平重現(xiàn)期主橋%100年100年超越概率10%950年100年超越概率3%3283年引橋%50年50年超越概率10%475年50年超越概率2%2475年依據(jù)《06鐵工震規(guī)》，鐵路橋梁在不同地震動(dòng)水準(zhǔn)下的抗震設(shè)防目標(biāo)見(jiàn)表43。表43 鐵路橋梁主橋和引橋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)抗震設(shè)防概率水準(zhǔn)抗震設(shè)防部位抗震設(shè)防目標(biāo)多遇地震主橋%橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段，地震后不損壞或輕微損壞，能夠保持其正常使用功能。引橋%設(shè)計(jì)地震主橋100Y10%橋梁上、下部連接構(gòu)造處于非彈性工作階段，地震后可能損壞，經(jīng)修補(bǔ)，短期內(nèi)能恢復(fù)其正常使用功能。引橋50Y10%罕遇地震主橋100Y3%鋼筋砼橋墩處于彈塑性工作階段，地震后可能產(chǎn)生較大破壞，但不出現(xiàn)整體倒塌，經(jīng)搶修后限速通車(chē)。引橋50Y2% 鐵路橋梁的抗震驗(yàn)算準(zhǔn)則 鐵路橋梁的抗震規(guī)范的驗(yàn)算內(nèi)容在《06鐵工震規(guī)》中提到鐵路工程應(yīng)按多遇地震、設(shè)計(jì)地震、罕遇地震三個(gè)水準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。橋梁按多遇地震進(jìn)行橋墩、基礎(chǔ)的強(qiáng)度、偏心及穩(wěn)定性驗(yàn)算；按設(shè)計(jì)地震驗(yàn)算上、下部結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的強(qiáng)度；按罕遇地震進(jìn)行最大位移分析，并對(duì)鋼筋混凝土橋墩進(jìn)行延性驗(yàn)算。不同結(jié)構(gòu)橋梁的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容如表44（《06鐵工震規(guī)》）所示。表44 《06鐵工震規(guī)》中橋梁抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算內(nèi)容結(jié)構(gòu)形式多遇地震設(shè)計(jì)地震罕遇地震簡(jiǎn)支梁橋混凝土橋墩墩身及基礎(chǔ)：強(qiáng)度、偏心及穩(wěn)定驗(yàn)算驗(yàn)算連接構(gòu)造一般不驗(yàn)算；但應(yīng)增設(shè)護(hù)面鋼筋鋼筋混凝土橋墩墩身及基礎(chǔ)：強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算驗(yàn)算連接構(gòu)造可按簡(jiǎn)化法進(jìn)行延性驗(yàn)算其他梁式橋及重要橋梁墩身及基礎(chǔ)：強(qiáng)度、偏心及穩(wěn)定驗(yàn)算驗(yàn)算連接構(gòu)造鋼筋混凝土橋墩：按非線性時(shí)程反應(yīng)分析法進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)延性驗(yàn)算或最大位移分析從表44可以看出：《06鐵工震規(guī)》似放寬了抗震驗(yàn)算的條件即用多遇地震來(lái)驗(yàn)算強(qiáng)度及穩(wěn)定。 鐵路橋梁的地震響應(yīng)計(jì)算（1） 《06鐵工震規(guī)》的地震作用反應(yīng)譜計(jì)算公式 （1）公式（1）對(duì)應(yīng)的阻尼比同樣為5％，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期Tg的取值變化見(jiàn)表45。表45 《06鐵工震規(guī)》地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期Tg（s）反應(yīng)譜特征周期分區(qū)場(chǎng)地類(lèi)別ⅠⅡⅢⅣ一區(qū)二區(qū)三區(qū)（2） 結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的計(jì)算公式《06鐵工震規(guī)》采用反應(yīng)譜法對(duì)橋梁進(jìn)行水平地震計(jì)算公式： （2）（2）式中指水平地震基本加速度，取值見(jiàn)表46。對(duì)于重要橋梁，《06鐵工震規(guī)》規(guī)定：在多遇地震作用下。表46 《06鐵工震規(guī)》水平地震基本加速度值設(shè)防烈度6度7度8度9度設(shè)計(jì)地震（Ag）多遇地震罕遇地震 鐵路橋梁的抗震計(jì)算設(shè)計(jì)的建議 (1) 地震的不確定性，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的失真地震運(yùn)動(dòng)是由震源—傳播介質(zhì)體—場(chǎng)地地質(zhì)體一系列變化多端的因素綜合形成的，它是極為復(fù)雜的和不確定的模糊事件，此次汶川大地震，造成了震區(qū)大量的公路橋梁的破壞，但成綿高速公路和廣綿高速公路上的橋梁的震害并不十分嚴(yán)重，與成綿高速和廣綿高速幾乎平行的寶成鐵路線上的鐵路橋梁震害，除了部分鐵路橋梁的支座出現(xiàn)損壞外，其余的部位受損情況并不嚴(yán)重。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算嚴(yán)格來(lái)說(shuō)目前仍是近似仿真計(jì)算，其計(jì)算的準(zhǔn)確性有待于在如下方面進(jìn)行深化：① 大橋橋址處地震波的合理選擇；② 由于受動(dòng)荷載作用下材料的超強(qiáng)問(wèn)題導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的抗震性能的提高；③ 樁—土相互作用、多點(diǎn)激勵(lì)、行波效應(yīng)等對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響；④ 支座的傳力和耗能能力的模擬鑒于上述原因，在現(xiàn)階段，抗震計(jì)算設(shè)計(jì)與抗震概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)相比較，后者更顯重要。（2） 重視橋墩及其基礎(chǔ)的延性設(shè)計(jì) 從歷次大地震對(duì)鐵路橋梁的破壞情況來(lái)看，橋梁震害主要發(fā)生位置如下：① 上、下部結(jié)構(gòu)之間的連接處——支座；② 橋墩與承臺(tái)交接處——墩底；③ 橋墩與樁基礎(chǔ)交接處——樁頂；延性設(shè)計(jì)是減輕結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的有效途徑之一，因此，鐵路橋梁的抗震計(jì)算設(shè)計(jì)應(yīng)重視橋墩及其基礎(chǔ)的延性設(shè)計(jì)。 在施工圖設(shè)計(jì)階段強(qiáng)化抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)，重視抗震構(gòu)造措施和構(gòu)造細(xì)節(jié)鐵路橋梁
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