我国公路桥梁抗震设计规范存在的问题及改进建议

我国公路桥梁抗震设计规范在修订中参考了国外诸多成功经验和方法,在分析了我国桥梁结构型式、震害特点与国外存在差别的基础上,指出我国现行公路桥梁设计规范存在的问题,对支座设计方法及抗震设防标准等方面提出改进建议,以促进我国桥梁抗震设计水平。     

典型公路桥梁抗震设计问题探讨

现行桥梁抗震设计规范对抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度阐述比较笼统,文章系统地阐述了桥梁抗震设防标准的确定方法,明确了隔震周期与非隔震周期的内涵,改进了墩柱抗剪强度的验算方法.     

公路桥梁抗震设计存在的问题及改进

在当今公路桥梁抗震设计要求逐步增高的形势下,需要工程师们更加深入理解公路桥梁的抗震设计规范。现在实施的公路桥梁的抗震设计规范中,抗震设防标准、抗震周期以及桥墩柱抗剪强度的叙述比较模糊,给工程师进行设计施工都带来了一定的困难。深入分析了公路桥梁常见的桥梁震害和特征,详细阐述了公路桥梁抗震设计要点,并提出了切实可行的桥梁抗震设计措施,以试图解决抗震设计中存在的问题。     

公路路基抗震设防目标分析

在对现有相关规范抗震设防目标分析的基础上,结合公路路基工程特点和地震带来损失分析,提出了公路路基结构抗震设防目标的建议.通过分析得出:《公路工程抗震设计规范》((JTJ044-89)确定的抗震设防目标在总体上是合理的,但二级以上公路可以适当提高设防标准,所提出的公路路基结构抗震设防目标涵盖了破坏等级、通行条件和修复状态.     

桥梁船撞设计有了系统规范指导

西部科技项目"西部地区内河桥梁船舶防撞标准和设计指南的研究"近日通过验收,这意味着,我国桥梁船撞设计缺乏系统规范指导空白的历史宣告结束。与现有的国际(美国、欧洲等)和国内桥梁船撞相关理论和设计规范相比,该项目完成了桥梁船撞设计从静力理论到动力理论的跨越,完成桥梁船撞设计从描述性规范到基于性能设计规范的过渡,取得了如下创新成果:(1)建立了基于性能的桥梁船撞设计理论体系,确定了船撞设防水准、设计性能目标,并提出了基于性能的桥梁船撞设计的具体方法;     

连续刚构桥地震反应分析

根据功能要求、使用情况等确定抗震设防标准及设防目标,对拟建连续刚构桥建立全桥整体分析模型,选定不同概率水准的参数,采用纵向+竖向、横向+竖向的方式作为地震动输入,以寻求结构在纵、横向地震作用时各桥墩的内力分布规律,综合分析评价桥梁抗震性能.反应谱法计算结果表明:该桥具有足够的抗震能力,可以满足预期的设计性能.建议应更深入开展基于性能的抗震理论研究,并逐步将该方法应用于桥梁抗震设计.     

公路桥梁抗震设计的设防标准研究分析

公路桥梁抗震设计的设防标准要通过抗震桥梁使用功能进行分类,通过实践分析得出桥梁结构抗震设防的安全度,实现公路桥梁经济性与安全性均衡发展,制定出科学合理的公路桥梁抗震设防标准,为公路桥梁设计与施工提供理论研究基础,实现公立强烈抗震设计设防标准的现代化发展。     

SDOF弹塑性体系地震响应的参数影响

从国外十几次主要地震事件中选取了320条强震记录,按照《铁路工程抗震规范》罕遇地震下6度、7度、8度和9度设防标准进行调幅,并利用弹塑性动力分析程序,采用Takeda双线性刚度退化模型,考虑了不同震级、场地类型、基阶周期的影响,进而对SDOF弹塑性体系的地震响应进行了参数影响研究,为建立与《铁路工程抗震设计规范》相符的弹塑性反应谱提供合理的依据,进而为桥梁结构基于性能的抗震设计提供重要的参考和依据．     

三本桥梁抗震规范的反应谱计算方法的比较分析

现今《城市桥梁抗震设计规范》、《公路桥梁抗震设计细则》以及《公路工程抗震设计规范》中反应谱计算有较大的差异性。以地震基本烈度为7度,地震动峰值加速度为0.15g地区为例,仅讨论规则桥梁在三种桥梁抗震设计规范情况下,采用反应谱法计算得出的E1地震作用下水平力。最后通过比较,得出桥梁结构在不同场地土以及不同地震动参数分区间三本规范的差异、比值大小及其变化范围。     

桥梁抗震设计与加固技术探讨

着我国经济与社会发展步伐的加快,人们对交通与桥梁提出更高要求,桥梁工程中抗震设计与加固对桥梁质量的提高至关重要,对抗震概念设计、延性抗震设计和桥梁抗震设防措施进行深入探讨,并基于具体工程对桥梁结构抗震设计进行实证分析。     

砖砌体结构层数限值及构造柱设置改进

针对现行规范中砖砌体结构层数限值和构造柱设置未考虑楼层内墙体面积差异的问题,提出了楼层墙率指标,通过统计大量砖砌体房屋,分析了不同建造年代和类型砖砌体房屋楼层墙率,根据结构抗震评估理论及判别准则,分析了楼层墙率对层数限值和构造柱设置的影响,提出了不同性能目标下层数限值和构造柱设置建议.分析结果表明:为满足大震不倒的要求,在砌体结构承重方向,对设防烈度7度的7层房屋,装配式楼(屋)盖的楼层墙率应不小于5.5%,现浇楼屋盖的楼层墙率应不小于4.5%;对设防烈度8度的6层房屋,装配式楼(屋)盖楼层墙率应不小于6.5%,现浇楼屋盖的楼层墙率应不小于5.5%;对设防烈度9度的4层房屋,装配式楼(屋)盖的楼层墙率应不小于6.5%,现浇楼屋盖的楼层墙率应不小于5.5%.      

跨断层桥梁抗震综述

在交通强国战略深入推进的时代背景下,中国公路、铁路网的发展使得跨越断层修建桥梁不可避免,川藏铁路的规划、设计和修建更让这个问题日益突出. 同时,公路和铁路抗震规范采用避让断层造桥的规定与无法避让造桥的实际情况之间的矛盾也日渐凸显. 在地震作用下跨越活动断层的桥梁比非跨越断层桥梁具有更复杂的受力特点、破坏形式和破坏机理,我国对跨断层桥梁的研究尚处于起步阶段,可供参考的相关文献资料、工程实例以及抗震设计规范缺乏. 为了确保跨断层桥梁的安全性,基于国内外对跨断层桥梁的研究现状,归纳总结了活动断层特征、断层处地震动、跨断层桥梁的破坏特征、跨断层桥梁分析方法以及跨断层桥梁概念设计措施. 梳理了当前跨越断层桥梁抗震存在的问题,并对未来跨断层桥梁的研究进行了展望,指出断层地震空间性、跨断层桥梁破坏机理、多灾害对跨断层桥梁的影响、跨断层桥梁快速抢修技术和人工智能技术在跨断层桥梁抗震中的应用将是未来发展方向,为未来跨断层桥梁抗震设计、性能评估和规范拟订提供参考.      

公路规则梁桥地震易损性模型及简化计算方法

为了快速评估桥梁结构达到特定损伤状态的概率,基于非线性动力时程分析结果,建立了公路规则梁桥地震易损性模型并提出了简化计算方法.依据不同上部结构支承形式、墩柱形式和设计规范,将公路规则梁桥细化为8种桥型,针对每种桥型分别建构了80个基准桥梁样本作为各类桥型代表.选择墩柱和支座作为桥梁的易损构件,确定桥梁墩柱和支座在不同损伤状态下对应的参数能力范围.用OpenSees建立桥梁样本的有限元模型,采用增量动力分析方法,分析得到各类桥梁的全桥系统地震易损性模型.以计算得到的易损性模型参数为样本,提出适用于我国公路规则梁桥的中位值简化计算公式,同时给出对数标准差的建议值.研究结果表明:对于规则梁桥中位值,双柱式梁桥相对单柱式梁桥增大17%、新规范相对旧规范增长7%、连续梁桥相对简支梁桥增大8%;简化公式计算结果与分类易损性模型吻合较好,均方误差和均方根误差分别为5.26%和5.95%,最大绝对误差10.58%.      

不同技术状况等级下公路桥梁限载

以现行《公路桥涵养护规范》(JTG H11—2004)为依据, 提出一种考虑桥梁实际技术状况等级的钢筋混凝土简支梁桥限载分析方法, 并推算了不同时期规范中桥梁在不同技术状况等级下的典型车辆限载建议值; 以结构可靠度理论和现行规范设计表达式为基础, 以设计活恒载比为基本参数建立了公路桥梁限载简化分析模型; 以现行桥梁设计规范抗力标准值为基准确定了不同技术状况等级桥梁对应的抗力修正系数; 应用公路桥梁限载分析程序分别计算了按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023—85、JTG D62—2004和JTG 3362—2018)设计的桥梁在不同技术状况等级下的限载系数; 依据设计汽车荷载标准值效应限值与典型车辆荷载效应等效假定, 提出了钢筋混凝土简支梁桥的限载建议值。分析结果表明: 在相同的技术状况和安全等级下, JTJ 023—85规范中汽车-超20级和汽车-20级桥梁限载较JTG D62—2004规范中安全等级一级的公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级高, 最大差值分别为1.2和5.0 t; JTG 3362—2018规范中公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级的桥梁限载明显高于JTJ 023—85和JTG D62—2004规范, 最大差值分别为13.8和8.6 t, 且技术状况等级越高, 桥梁限载差值越大; 不同时期规范中桥梁初始设计抗力的差异导致其在相同技术状况等级下的典型车辆限载不同, 在按技术状况等级对在役桥梁制定限载措施时, 应考虑不同时期设计规范的影响。      

高烈度地震区不等高墩桥梁延性抗震计算分析

针对山区公路桥梁的典型特点,阐述了一座高烈度地震区不等高墩桥梁延性抗震设计的工程实例.通过引入弹塑性纤维梁柱单元,采用非线性动力时程法,重点分析了该桥在E2人工拟合地震波作用下的地震反应特性.计算结果表明,通过选用合理的结构体系,采用延性抗震设计方法能够实现此类桥梁大震不倒塌的设防目标.     

从WCEE看国内外韧性抗震梁桥研究进展

梳理和总结了第16、17届世界地震工程大会(WCEE)中关于韧性抗震梁桥相关的研究进展;分析了后张预应力摇摆自复位梁桥与其他新型韧性抗震梁桥体系的最新研究进展,总结了高性能材料在韧性梁桥中的应用研究,并介绍了国内外自复位梁桥的工程实践;介绍了自复位耗能装置和限位装置等韧性抗震梁桥结构中的可更换装置研究,讨论了附加可更换装置的梁桥结构抗震性能;总结了单体梁桥和桥梁网络的抗震韧性评估方法,探讨了韧性抗震梁桥结构的研究方向和发展趋势。研究结果表明:附加可更换耗能装置的后张预应力自复位梁桥是研究最为广泛的韧性抗震梁桥结构,且已建成了多座示范工程,该类结构在强震中的表现有待实际地震验证;需要结合高性能材料开发可更换装置新结构与新构造,在此基础上研究其与桥梁的合理连接技术及抗震设计方法;考虑性能退化、需求增加等多因素影响的既有梁桥结构抗震韧性评价方法和能力提升技术及其设计理论,是中国已建梁桥面临的突出问题。      

桥梁结构在线健康监测预警系统Ⅰ——监测评估预警体系和模块设计

针对不同桥梁的特点,在参照国家有关技术规程规范的要求和相关研究成果的基础上,研究提出了运营桥梁在线健康监测及状态评估的指标体系,讨论了传感器布置的原则及一般的应力、位移传感器布置方案,给出了系统设计的模块框图及顶层数据流程图.所提出的桥梁在线健康监测状态评估的指标体系、结构应力、位移传感器布置及系统的模块设计,对营运中的桥梁监测与养护管理具有重要的指导意义和实用价值.     

波形钢腹板箱梁桥剪力键形式的优化设计

随着我国高速公路建设的不断发展,一些新结构新工艺在国内得到了应用和推广,特别是波形钢腹板组合箱梁桥已成为国内科研、设计、施工、监控等部门的研究重点。但该类桥梁存在剪力键处应力集中的问题。鉴于此,在现有剪力键的基础上对其进行了优化设计,以消弱应力集中对钢-混凝土结构造成的不利影响。     

桥梁地震易损性分析研究概述

论述了国内外桥梁地震易损性分析研究的概况,并对其主要分析方法进行了较为全面的论述和对比,包括经验统计法、规范校核法、Pushover分析方法等,评述了经验和理论易损性曲线的形成,同时指出了目前研究中存在的问题与发展前景。