地(dì)震作用和船舶撞擊屬於極端事件,但是,地震區(qū)的橋(qiáo)梁以及位於航道上的(de)橋墩則必須考慮這(zhè)些作用。
在結構抗震(zhèn)設計原理方麵,早(zǎo)期的抗震設計簡單(dān)地(dì)把(bǎ)地震作用看做是地震慣性力的靜力作用,並以強度作為破壞準則。但隨著結構抗(kàng)震的深(shēn)入研究,簡單地依靠結構強度設計的結構過於保守,而結構延性抗震能(néng)力逐漸被重視。新西蘭學者Park等在20世紀70年代提出了結構(gòu)抗震設計的能力保護原則:通過(guò)設計使結構體係中的延性(xìng)構件和能力保護構件形成強度等級差異,確(què)保關鍵部(bù)位不發生脆性破壞。
“小震不(bú)壞、中震可修(xiū)、大震不倒”的分類抗震設防(fáng)思想,在過(guò)去的幾十年裏被認為是處理地震作用不確定性(xìng)的合理對策,並(bìng)在現實中取得了很大成功。20世紀90年代發展起來的基於性能的抗震設計思想,將結構性能(néng)劃分(fèn)成不同等級(如性能完好,維持服務,保證安全,近於倒(dǎo)塌等),采用合理的抗震性(xìng)能目標(biāo)和合適的結構抗震措施進行設計,使得結構在未來的地震災害下能夠維持所需要的性能水平。
在地震作用分析(xī)方麵,目前主要有反應譜法和時程分析法,兩種方法對地震作(zuò)用的諸多不確定性及對結構彈塑性(xìng)反應的考慮,仍在發展完善之中。
為簡化橋梁(liáng)結構抗震設計(jì),各國規範均依據橋梁地震動力響應的複雜程度,定義規(guī)則橋梁與(yǔ)不規則橋(qiáo)梁。對於規則橋梁,盡量通過簡化方法和抗震構造措施加以(yǐ)解(jiě)決;而對於不規則(zé)橋梁,由於(yú)其動力反應的複雜性,需要采用多模態反應譜法或時程分析法進行細致計算。
橋梁震害經(jīng)驗表明,橋梁抗(kàng)震概念設計十分重要。而減少震害的一個(gè)重要方麵,就是在設計中尋求質量與剛度的均勻分布,為(wéi)此美國Caltrans(California Department of Transporta-tion)規範給出了連續梁各橋墩(dūn)之(zhī)間的剛度比及相鄰聯結構基(jī)本周期比等要求:
(1)對連續梁橋(qiáo),各橋墩高度宜相(xiàng)近,若相鄰墩高相差較大,則各墩剛度也就(jiù)相差較大地震中剛度大的橋墩往往(wǎng)承(chéng)擔了較大的水平地震力,一個(gè)墩的失效將引起全橋(qiáo)的倒塌。同(tóng)時,剛度扭轉中心與質量(liàng)中心的偏離,會(huì)加大梁(liáng)體的平麵扭轉效(xiào)應,易導致結構落梁及(jí)碰撞等震害。
(2)連續梁相鄰聯基本(běn)周期若相(xiàng)差較大,地震中伸縮縫處相鄰梁(liáng)體不同步振動,相鄰聯梁體相對(duì)位(wèi)移過大,易導致結構落梁及碰撞等震害。
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