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    本文先对日本桥梁抗震设计的发展和日本桥梁现状做了简单介绍。然后,重点介绍了日本桥梁的抗震补强设计系统,并对系统的设计思想、构成部分和设计原理做了阐述。 关键词日本桥梁抗震;落梁防止构造;变为限制构造;段差防止构造 AbstractThispaper,firstly,brieflyintroducesthedevelopmentofJapanesebridgeseismicdesignandthecurrentstatusofJapanesebridge,andthenemphaticallyintroducestheseismicstrengtheningdesignsystemofJapanesebridge,andexpoundsthedesignthoughts,componentsanddesignprincipleofthesystem. KeywordsJapanesebridgeaseismic;thestructureforbridgecollapsepreventing; thestructurefordisplacementpreventing;thestructureforramppreventing 中图分类号U442.5+9文献标识码A文章编号 1日本桥梁抗震设计的发展 日本是个地震多发国家。1923年在东京附近发生的关东地震,给日本带来了巨大损失。因此,在道路桥梁建设方面人们开始考虑抗震设计。1929年,日本设计规范中出了简单而明确的抗震设计方法——震度法。之后经过多次地震的洗礼,日本桥梁抗震设计逐步修正趋于成熟。1995年以前,在土木界中有“震不倒”的佳话。但是,1995年阪神大地震使房屋,桥梁等结构大量倒塌,直接或间接地造成6000余人的死亡以及巨大的经济损失。日本桥梁工程界吸取了这次地震灾害的教训,分别在1996年和2002年两次对抗震设计规范做了大幅度修订。 2日本桥梁现状 现在,日本国内新建的钢桥越来越少,越来越多的是对现有旧桥的抗震补强。旧桥一方面是由于建设的时候是按照旧规范建的,已经不能达到新规范的标准了;另一方面,随着使用的时间推移,经历几次地震之后,已经损坏的比较严重了,其抗震性能也已经无法达到求,因此就需对一些旧桥进行抗震补强,使其可以继续使用。 3抗震补强的设计 3.1抗震补强考虑的条件 抗震补强考虑地形、地质条件、周边环境、构成桥梁的各部分结构以及桥梁整体的抗震性。 3.2抗震补强的设计系统简述 3.2.1梁的搁置长度(SE) 梁的搁置长度(SE),即梁端部与桥台或桥脚边缘的距离。当桥梁在大地震的作用下,上、下部结构间产生较大的相对位移时,此搁置长度用以防止上部结构落下。 SE=uR+uG≧SEM SEM=0.7+0.005l uG= 式中SE梁的搁置长度; uR上部结构与桥墩之间的相对变位; uG地震发生时由于地基变形引起的地基相对变位; SEM梁的最小搁置长度(斜桥与曲线桥用另外的公式计算); l梁的跨度(m); L对梁的搁置长度有影响的下部构造间的距离(m); 梁的搁置长度对于一下桥梁考虑加大(1)土壤液化有可能引起下部构造产生较大变位的桥梁;(2)斜角60度以下的斜桥及半径100m一下,交角30度以上的曲线桥;(3)基本震动周期1.5秒以上的高桥墩桥梁。 当照查的结果显示梁的搁置长度(SE)不满足梁的最小搁置长度时,就对桥台或桥脚进行补强。补强的方式有对桥台或桥脚进行扩幅,使其达到最小搁置长度的求。 3.2.2落梁防止构造 当桥梁在大地震的作用下,为了防止桥的上部构造落下而设置的构造。 落梁防止构造的耐力 HF=1.5Rd SF=CFSE 式中HF落梁防止构造的设计地震力; Rd支座的恒载反力; SF设计最大位移; CF设计变位系数(一般取0.75); SE梁的搁置长度; 当照查结果显示需设置落梁防止构造时,就选择防止落梁的方式。防止落梁的方式有很多种梁与梁之间设置缓冲材;梁与桥脚或桥台之间设置缓冲材;在桥台或桥脚上设置突起等。梁与梁之间设置缓冲材还有PC钢材联结、锁链联结。梁与桥脚或桥台之间设置缓冲材也分PC钢材联结、锁链联结。 3.2.3变位限制构造 为了保证在地震来时,桥既可以在一定范围内移动,以缓冲地震带来的冲击力;又不使梁产生过大的变位量,而导致落梁。这时就设置变位限制构造,用以约束桥的变位量。变位限制构造的设计移动量大于支座在L1地震等级下的变形量,即在小的地震或正常使用时变位限制构造不起作用。 变位限制构造与A型支座(两端由桥台支持,梁长小于50m的桥梁可以使用A型支座;包括橡胶支座和钢支座。A型支座可以独自承担L1地震产生的水平力和铅直力;但须和变位限制构造共同承担L2地震产生的水平力。)配合使用,以抵抗L2地震产生的水平力,防止上下部构造间产生较大的变位。使用B型支座(除了A型支座列举的情况外,一般使用B型支座。B型支座在L1、L2地震水平力和铅直力作用下,均能保证支座性能。)时,为了限制某些特殊桥梁在桥直方向上产生的变位,也需设置变位限制构造。 变为限制构造的设计抗拉力 Hs=3KhRd 式中Hs变位限制构造的设计地震力; KhL1地震等级的设计水平震度系数; Rd支座的恒载反力; 变位限制构造的形式也有很多种在桥台或桥脚上设置突起;在梁与桥台或桥脚上设置PC联结材;在梁与桥台或桥脚上设置锁链联结材等。 3.2.4段差防止构造 为了防止较大的地震来时,支座发生破坏而使上部构造产生较大的下沉,从而对桥体产生破坏,而预设的支撑构造。通常在端支点的位置设置,并且段差构造的顶部设置缓冲材,用以减小上部构造落下时的冲击力。通常与落梁防止构造和变位限制构造一起对桥体起到保护作用。 4结语 我国也是地震多发国家,大部分国土都处于6级及以上地区,但是我国的桥梁设计时却很少考虑到抗震设计。因此,对地震过后桥梁的补强检讨显得尤其重。日本的抗震补强技术很先进,值得我国借鉴,希望我的简单介绍能给我国桥梁设计者一些参考。 参考文献 1日本道路协会.道路桥示方书·同解说Ⅴ·耐震设计篇(H14)S. 2日本道路协会.道路桥示方书·同解说Ⅴ·耐震设计篇(H8)S. 3日本道路协会.道路桥耐震设计指针·同解说M.东京财团法人日本道路协会.1972. 4既设桥梁落桥防止系统·设计手引(改订版).社团法人日本桥梁建设协会.

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