王 磊
(邵陽學院城市建設系 422000)
橋梁抗震研究進展
王磊
(邵陽學院城市建設系422000)
本文在分析地震災害對橋梁的影響基礎上,闡述了現階段我國橋梁抗震研究的現狀與進展,希望廣大學者能夠持續、創新的進行橋梁抗震研究,為我國的橋梁抗震研究發展貢獻一定的力量。
橋梁;抗震;進展
在我國地震的發生次數非常多,在3000多年前我國歷史上就出現了關于地震災害的記錄,進入明、清時期關于地震有著更多詳盡的記錄。由于地震災害的多發,從古代我國勞動人民就開始注意建筑物的抗震設計,早在1000多年前建設的趙州石拱橋受到很多次地震災害但依然未被破壞。和其他的工程建設項目相比較,橋梁工程有著獨特的性質,因而橋梁工程建設過程中的抗震性能顯得尤為重要。橋梁工程在施工建設的過程中,要是沒有做好抗震設計,地震災害發生時極有可能會出現相對嚴重的安全問題,給社會帶來巨大的經濟損失。因此,關于橋梁的抗震性能研究是橋梁工程建設過程中非常重要的,也是必須要做到的工作。
2.1橋梁上部結構受地震災害的影響
對于大量受到地震災害破壞的橋梁進行研究表明,橋梁上部的結構,如梁、拱等關鍵部位很少因為受到地震災害而發生破壞,通常都是因為橋梁的其他部位被地震所破壞,從而影響到橋梁結構中梁、拱的結構完整性。拱橋如果在建設過程中擁有非常牢靠的地基基礎以及強度較高的墩臺,拱橋自身幾乎不會受到地震災害較大的影響。如果橋梁的地基非常牢靠,對于延性不好的圬工拱橋其自身抵抗地震災害的能力也較強。但是,如果橋梁地基不牢靠,橋梁上部結構就容易受到地震災害的破壞。
2.2橋梁支座受地震災害的影響
橋梁支座在受到地震災害的時候,很多都會找到嚴重的損害,也是橋梁在抗震性能中非常薄弱的地方。支座受到地震災害而被破壞通常會出現錨固螺栓被拔出、剪斷或者支座自身接受受到損害等。通常,在支座被破壞的過程中,墊石混凝土結構也會遭到破壞。支座受到破壞而發生脫落或者移位時,會造成橋梁整體的受力情況發生極大改變,嚴重的影響橋梁整體的抗震性能。
2.3橋梁出現落梁損害
發生地震災害時,橋梁落梁遭受損害的方向幾乎為順橋向,這是落梁受到破壞的特殊原因所造成的。當橋體受到地震災害破壞時,橋臺會傾斜或者倒塌,同時往往伴隨著河道的滑坡出現,橋梁的地基也會出現不同程度的沉降,這些都導致了落梁災害的發生。落梁災害一旦出現,橋梁就不能再正常使用,所以,怎樣強化橋梁上、下結構的聯系以及采取預防落梁發生的有效手段,在現階段橋梁建設工程中越來越重要。
3.1梁橋的抗震研究現狀
3.1.1梁橋抗震的動力特性實測
唐山發生地震以后,在其地區重新建設了灤河大橋,并完成了動力測試工作。通過動力測試工作,得到了科學、簡明的力學圖式,還獲取了土彈簧的具體參數,給橋梁的抗震性能設計以及橋梁遭遇地震時的受力分析提供了可靠的基礎參數。
3.1.2開展了對曲梁橋抗震性能的理論探索
我國和美國合作,通過進行了曲梁橋抗震理論的研究工作,并得到了不同精度要求下的曲梁橋抗震設計手段,分別為曲梁有限元分析方法、瑞利-李茲分析方法以及使用分析方法。在進行理論研究的同時,還將曲梁橋受有限元動力下的情況設計了模擬程序。
3.2拱橋的抗震研究現狀
在探索了拱橋動力特征以及計算圖式的基礎上,開展了拱橋抗震設計理論的探討。首先,在裸拱的基礎上研究了拱橋受地震力影響的力學公式,然后分析了拱上建筑物對于拱橋抗震性能的影響,得出了拱橋受到地震力作用下的彎矩、剪力以及軸力的數學公式。最近,更是提出了拱橋受到橫向地震力作用下其受力情況的簡易計算公式,為我國提升拱橋抗震性能以及改善多拱連橋的穩固性提供了強力的支持。
3.3斜拉橋的抗震研究現狀
在對斜拉橋抗震受力分析上,首先采用了有限元的方法設計出了其動力分析手段,并且在多次實踐中得到了準確的驗證。還開展了漂浮體系斜拉橋抵抗地震破壞的探索。分析了在地震力作用下漂浮體系斜拉橋的動力情況,指出地震中主梁的受力特性,提出了這種類型橋梁在傳力方面的不足。
橋梁工程對于整個交通運輸以及城市化的發展都其著非常重要的作用。由于地震災害的影響,使橋梁受到破壞,會對社會經濟造成巨大的損失,對于橋梁抗震性能的研究非常有必要。我國關于橋梁抗震性能的研究開始相對晚,不過取得成果較為顯著。從上世紀的中旬開始,我國就已經逐漸的展開了關于橋梁抗震的理論與實踐研究。但是,由于地震災害發生時的情況非常復雜,影響因素多且不確定。因此,還需要研究者們將橋梁抗震研究從靜力理論向動力理論發展、從動態反應理論到動態時程理論發展,采取科學的方法促進橋梁的抗震研究不斷發展。
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A
1673-0038(2015)44-0214-01
2015-10-13
王磊(1993-),男,漢族,湖南常德人,本科,研究方向為土木工程路橋。