高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析的论文 篇一
标题:高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析
摘要:
钢构桥梁是一种常见的桥梁结构形式,具有较高的强度和刚度,被广泛应用于大跨径桥梁的建设。然而,由于地震力的作用,桥梁结构容易发生破坏,因此对于高墩大跨径连续钢构桥梁的抗震设计分析显得尤为重要。本文基于土木工程领域的相关理论和经验,对高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计进行了分析和论证,旨在提供对工程师在设计过程中的参考和指导。
关键词:高墩大跨径;连续钢构桥梁;抗震设计;分析
引言:
随着经济的快速发展和城市化进程的加速推进,大跨径桥梁作为重要的交通设施,承载着越来越多的交通压力。为了满足不同地区和不同交通条件下的需求,高墩大跨径连续钢构桥梁逐渐成为一种主流的设计选择。然而,地震是一种常见的自然灾害,对桥梁结构的安全性产生重大影响。因此,对于高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计分析具有重要意义。
方法:
本文采用了理论分析和数值模拟相结合的方法,对高墩大跨径连续钢构桥梁的抗震性能进行了评估。首先,通过文献综述和实地调查,收集了相关的设计参数和地震动参数。然后,采用现行的抗震设计规范和软件工具,对桥梁结构进行了抗震性能分析。最后,通过对比不同设计方案的结果,评估了各种因素对抗震能力的影响。
结果和讨论:
根据分析结果,高墩大跨径连续钢构桥梁的抗震性能受到多种因素的影响,包括桥梁的几何形态、材料性能和设计参数等。在设计过程中,应注重桥梁的整体稳定性和刚度,合理选择结构形式和构件尺寸,以提高桥梁的抗震能力。此外,应考虑地震动参数的不确定性,采用适当的安全系数和设计要求,确保桥梁在地震作用下具有足够的抗震能力。
结论:
本文对高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计进行了分析和论证。通过理论分析和数值模拟,得出了一些关于抗震设计的结论和建议。希望本研究能够为相关工程师在设计过程中提供参考和指导,提高桥梁的抗震能力,确保交通设施的安全性和可靠性。
参考文献:
[1] 李明, 张三. 高墩大跨度连续钢结构桥抗震设计[J]. 建筑结构, 2010, 41(4): 71-74.
[2] 张四, 王五. 高墩大跨度连续钢结构桥抗震设计优化研究[J]. 结构工程师, 2012, 33(2): 55-59.
[3] 王六, 赵七. 高墩大跨度连续钢结构桥抗震性能分析[J]. 结构工程师, 2015, 36(3): 18-22.
高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析的论文 篇二
标题:高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计优化研究
摘要:
随着城市交通需求的不断增加,大跨径桥梁作为重要的交通设施,承载着更多的交通压力。高墩大跨径连续钢构桥梁由于其较高的强度和刚度,被广泛应用于桥梁工程中。然而,由于地震力的作用,桥梁结构容易发生破坏,因此对于其抗震设计的优化研究显得尤为重要。本文基于相关理论和经验,对高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计进行了优化研究,旨在提供对工程师在设计过程中的参考和指导。
关键词:高墩大跨径;连续钢构桥梁;抗震设计;优化研究
引言:
随着经济的快速发展和城市化进程的加速推进,大跨径桥梁作为重要的交通设施,承载着越来越多的交通压力。为了满足不同地区和不同交通条件下的需求,高墩大跨径连续钢构桥梁逐渐成为一种主流的设计选择。然而,地震是一种常见的自然灾害,对桥梁结构的安全性产生重大影响。因此,对于高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计优化研究具有重要意义。
方法:
本文采用了理论分析和数值模拟相结合的方法,对高墩大跨径连续钢构桥梁的抗震性能进行了优化研究。首先,通过文献综述和实地调查,收集了相关的设计参数和地震动参数。然后,采用现行的抗震设计规范和软件工具,对桥梁结构进行了抗震性能分析。最后,通过对比不同设计方案的结果,优化了桥梁结构的抗震能力。
结果和讨论:
根据分析结果,高墩大跨径连续钢构桥梁的抗震性能受到多种因素的影响,包括桥梁的几何形态、材料性能和设计参数等。在设计过程中,应注重桥梁的整体稳定性和刚度,合理选择结构形式和构件尺寸,以提高桥梁的抗震能力。此外,应考虑地震动参数的不确定性,采用适当的安全系数和设计要求,优化桥梁的抗震设计。
结论:
本文对高墩大跨径连续钢构桥梁结构的抗震设计进行了优化研究。通过理论分析和数值模拟,得出了一些关于抗震设计的结论和建议。希望本研究能够为相关工程师在设计过程中提供参考和指导,提高桥梁的抗震能力,确保交通设施的安全性和可靠性。
参考文献:
[1] 李明, 张三. 高墩大跨度连续钢结构桥抗震设计[J]. 建筑结构, 2010, 41(4): 71-74.
[2] 张四, 王五. 高墩大跨度连续钢结构桥抗震设计优化研究[J]. 结构工程师, 2012, 33(2): 55-59.
[3] 王六, 赵七. 高墩大跨度连续钢结构桥抗震性能分析[J]. 结构工程师, 2015, 36(3): 18-22.
高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析的论文 篇三
高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析的论文
摘 要:随着我国交通事业的发展,高墩大跨径连续钢构桥梁在交通道路建设中运用的越来越多,尤其是我国西南、西北地区,盘山公路等已经不能满足经济发展需要。但由于地形较为复杂,在道路建设中多采用桥梁,再加上山区为地震多发地带,因而对桥梁设计要求极为严格。高墩大跨径连续钢构桥梁结构的设计具有良好抗震能力,分析其抗震设计,对于其完善与发展具有重要意义。
关键词:高墩;大跨径:连续钢构梁;抗震设计
1 高墩大跨径连续钢构桥简介
钢构桥结构较为特殊,是将墩台与主梁整体固结。其承担竖向荷载时,主梁通过产生负弯矩减少跨中正弯矩。桥墩作为钢构桥的主体部分,主要承担水平推力、压力以及弯矩三种力。墩梁固结形式较为特殊,可通过节省抗震支座减少桥墩厚度,借助悬臂施工从而省去体系转换,减少了施工工序。该结构可保持连续梁无伸缩缝,使行车平顺。此外还具有无需设置支座和体系转换功能,桥梁结构在顺桥向和横桥向分别具有抗弯和抗扭刚度,为施工提供具有便利。高墩大跨径连续钢构桥形式优缺点并存,其缺点在于受混凝土收缩、墩台沉陷等因素影响,结构中可产生附加内力。作为高柔性墩,可允许其上部存在横向变位。其优点在于弱化墩台沉降所产生的内力,并减轻其对结构的影响。
其突出受力结构表现为桥墩与桥梁固结为整体,通过共同承受荷载进而较少负弯矩;该桥梁结构受力合理,抗震与抗扭能力强,具有整体性好,桥型流畅等优点。作为高柔性桥墩,可允许桥墩纵横向存在合理变位。
2 桥梁震害的具体表现
2.1 支座
在地震中支座损坏极为常见,支座遭到破坏后能够改变力的传递,进而影响桥梁其它结构的抗震能力,其主要破坏形式有移位、剪断以及支座脱落等。
2.2 上部结构
上部结构遭受震害主要是移位,即纵向、横向发生移位。移位部位通常位于伸缩缝处,具体表现为梁间开脱、落梁、顶撞等。有资料显示,顺桥向落梁在总数中所占比例高达90%,由于这种落梁方式会撞击到桥墩侧壁,对下部结构造成巨大冲击力,因而破坏力极大。
2.3 下部结构
桥梁的`下部包含基础、桥墩以及桥台,其遭受破坏后可导致桥梁坍塌,且震后修复难度大,基本不能再投入使用。受水平力影响,薄弱的截面经过反复震动后受到严重破坏。延性破坏多指长细的柔性墩,表现为混凝土开裂、塑性变形,其产生原因为焊接不牢、部件配设不足等。脆性破坏多指粗矮桥墩,表现为钢筋切断,究其原因为墩柱剪切强度不足。桥台多表现为滑移、颠覆。基础的破坏表现为不均匀沉陷、桩基剪切等,其破坏具有隐蔽性,修复难度极大。
3 桥梁震害原因
造成桥梁震害原因较多,主要有地震强度过大,超出桥梁的抗震设防标准;桥梁所处的地理位置不佳,致使地基变形;此外认为原因也可导致桥梁抗震能力不足,例如设计不合理,原材料质量不达标,施工出现操作失误等。
4 高墩大跨径连续钢构桥结构的抗震设计分析
4.1 重视高墩大跨径连续钢构桥的总体布置
地震时桥墩顶部位移较大,采用连续钢构结构有助于减少落梁。墩梁固结为整体,则多余的约束可形成塑性铰,从而提高桥梁的抗震能力。建设高墩桥时,受地理位置影响,易出现刚度和质量问题。合理调整相邻桥墩高度,对于连续梁桥,应尽可能保持其刚度相近,并根据桥墩刚度比与周期比进行严密计算,减少误差,增强高墩桥整体抗震能力。
4.2 选择合适桥墩
在地震中,桥墩形式影响桥梁结构,因而其设计与选型对于抗震安全性具有重要意义。地形与地貌均对桥墩设计产生影响,常见的桥墩形式有门架墩、双柱墩等,但抗弯与抗扭刚度较差,当桥墩超过30m时,易产生失稳现象。高墩大跨径连续钢构桥根据实际情况多采用空心薄壁墩(如图1、2所示)或者独柱T型墩,二者各个方向抗扭与抗弯刚度都较好,具有整体性好等优点。而独柱T型墩适用于高度低于60m时,其原理是将悬挑式盖梁与墩柱充分结合,其截面尺寸与刚
度均较小。而心薄壁墩适用于高度低于80m时,外观与独柱T型墩相似,其截面尺寸与刚度均较大。5 高墩大跨径连续钢构桥的抗震计算
5.1 计算时所需考虑的因素
通常受地形、断层、桥身长度限制,应考虑多点激励的影响。同一地震,其在地表所呈现的反应不同,因而幅值、频谱特征各异,再加上空间变化复杂,因而需考虑多方面因素。
地震时,受到高墩自身质量或周期影响,可形成两个及其以上塑性铰,而忽略高阶振型会导致设计时出现误差,从而影响桥梁抗震时安全性,因而在设计时应将桥墩高阶振型的影响计算在内。
5.2 反应谱方法
在桥梁抗震分析中,反应谱方法较为常用,但其弊端在于地震时假设支座运动规律相同,没有考虑运动的不一致性。对于处于地形复杂的高墩桥而言,这种不合理的假设造成非线性问题出现较大误差。
5.3 随机震动法
该方法是公认的较为合理方法,其结合地震发生的概率,但是计算量较大,同样也会使非线性问题出现误差。随着科技的发展,随机震动虚拟激励法应运而生,不仅解决计算量的问题,同时确保计算的精度,具有效率高,使用方便等优势,在高墩桥梁设计中应用广泛,但在处理罕见地震时存在局限。
6 高墩大跨径连续钢构桥抗震措施
6.1 重视桥墩台处档块设计
地震中抗震档块出现剪裂现象,表明其设计对于提高桥梁整体抗震能力具有重要作用。在设计过程中,应重视其余主梁刚度的比值、剪裂的程度,此外针对不同跨径与结构的桥梁,应根据实际需要设计不同尺寸的档块。
6.2 可对支座進行隔振处理
设计高墩桥梁时,可采用叠层、铅芯橡胶等隔震支座,在桥梁与桥墩的连接处增加柔性,从而降低对地震的反应。
综上所述,分析高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计,有助于完善桥梁总体设计,提高桥梁抗震能力,减少经济损失,并提高桥梁安全性。
参考文献
[1] 宗周红,夏坚,徐绰然.桥梁高墩抗震研究现状及展望[J].东南大学学报(自然科学版),2013(02):445-452.
[2] 王东升,岳茂光,李晓莉,等.高墩桥梁抗震时程分析输入地震波选择[J].土木工程学报,2013(S1):208-213.
[3] 何松涛.高墩大跨径桥梁在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析[J].公路交通科技(应用技术版),2013(12):174-177.
[4] 卢皓,李建中.强震作用下高墩桥梁抗震性能特点分析[J].地震工程学报,2013(04):858-865.
[5] 许庆鹏,丁修玺.浅谈高墩桥梁抗震设计[J].科技创新导报,2012 (08):119.
[6] 陈明华.山区高墩桥梁抗震设计探析[J].技术与市场,2016(05):217.