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香港橋梁抗震鋼結(jié)構(gòu)支座的設(shè)計(jì)原則

橋梁抗震的設(shè)計(jì)原則

　　合理的抗震設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。要達(dá)到這個(gè)要求，就需要設(shè)計(jì)工程師深入了解對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的基本因素，并具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力，而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。以下為抗震設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能遵循的一些基本原則，這些原則基于歷次的橋梁震害教訓(xùn)和當(dāng)前公認(rèn)的理論認(rèn)識(shí)。

　　1.場地選擇。除了根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個(gè)地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的原則是：避免地震時(shí)可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅(jiān)硬場地。

　　2.體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)被震散掉落，同時(shí)它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對(duì)稱、規(guī)整，避免突然變化。

　　3.提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強(qiáng)度和延性。橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，因此抗震設(shè)計(jì)要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、剛度和延性，以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強(qiáng)度和延性是兩個(gè)有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形;強(qiáng)度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個(gè)重要參數(shù)。由于地震動(dòng)可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復(fù)變形，使其剛度與強(qiáng)度逐漸退化，因此，只重視強(qiáng)度而忽視延性絕對(duì)不是良好的抗震設(shè)計(jì)。

　　4.能力設(shè)計(jì)原則。能力設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度安全度差異，即在不同構(gòu)件(延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件-不適宜發(fā)生非彈性變形的構(gòu)件統(tǒng)稱為能力保護(hù)構(gòu)件)和不同破壞模式(延性破壞和脆性破壞模式)之間確立不同的強(qiáng)度安全度。通過強(qiáng)度安全度差異，確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應(yīng)，不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建筑抗震設(shè)計(jì)中，普遍采用“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)思想。

　　5.多道抗震防線。應(yīng)盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側(cè)向力的體系，則在強(qiáng)地震動(dòng)過程中，一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu)，避免倒塌。因此，超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)于同種類型的靜定結(jié)構(gòu)。但相對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)，橋梁在這方面可利用的余地通常并不大。