理论教育 大跨度铁路悬索桥设计:抗震设防标准确定

大跨度铁路悬索桥设计:抗震设防标准确定

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用三水准设防三阶段设计的方法对五峰山长江大桥结构进行抗震性能的研究,其前提是要明确设防标准。公铁两用大桥的抗震设防标准不仅包括场地的地震作用概率水平,还应包括对结构的抗震性能目标的确定。公路和铁路两用桥梁抗震设计所要达到的目标是减轻桥梁工程震害,减少地震造成的财产损失和人员伤亡。为了更好地达到这一目标,必然增大桥梁的建设成本,制定合理的桥梁抗震设防标准则是在经济与安全之间进行合理的平衡。

大跨度铁路悬索桥设计:抗震设防标准确定

目前多级设防的抗震设计思想已被工程界广泛接受,相应地,公路、铁路桥梁的结构抗震设计方法也逐渐由过去单一的设防水准的一阶段设计发展为两水准设防的两阶段设计或三水准设防的三阶段设计,以及基于性能的抗震设计方法。其中两水准设防两阶段设计的抗震设计方法较为成熟,应用也较为普遍,两水准设防两阶段设计的方法是将结构是否满足强度和延性要求判断结构的抗震安全性。

采用三水准设防三阶段设计的方法对五峰山长江大桥结构进行抗震性能的研究,其前提是要明确设防标准。公铁两用大桥的抗震设防标准不仅包括场地的地震作用概率水平,还应包括对结构的抗震性能目标的确定。

公路和铁路两用桥梁抗震设计所要达到的目标是减轻桥梁工程震害,减少地震造成的财产损失和人员伤亡。为了更好地达到这一目标,必然增大桥梁的建设成本,制定合理的桥梁抗震设防标准则是在经济与安全之间进行合理的平衡。基于这一合理安全度的设防原则,主要考虑如下三方面因素:

(1)桥梁作为生命线工程的重要程度。

(2)震后桥梁的功能丧失可能引起的次生灾害损失。

(3)建设单位所能承担的桥梁抗震防灾的最大经济能力。

对于大跨度桥梁的抗震设防,首先要确定一个安全经济合理的抗震设防标准,根据该桥桥址区的地震环境、近场区的断裂情况,以及桥址区的地震地质条件,结合本桥是铁路主要干线上的特大桥,为生命线工程,按《中华人民共和国防震减灾法》第十七条的规定,本工程必须进行工程场地地震安全性评价。

本章节部分参数参考2014年7月完成的《新建铁路连云港至镇江线五峰山长江大桥工可研究阶段工程场地地震安全性评价报告》,工程场地不同超越概率水平的基岩水平加速度峰值见表7-11。

表7-11 工程场地地震参数分析计算结果(www.daowen.com)

根据五峰山长江大桥的重要性,以及地震破坏后桥梁结构的修复(抢修)的难易程度,确定五峰山长江大桥主桥结构的抗震设防目标,见表7-12。

表7-12 主桥结构抗震设防目标

参考安评报告提供的地震动峰值加速度,本桥的抗震设防标准取用如下:

(1)按多遇地震(100年超越概率63%)的地震动参数验算结构物的强度,考虑重要性系数1.5(水平地震动峰值加速度Amax=0.084g)。

(2)按设计地震(100年超越概率10%)的地震动参数验算上、下部结构连接构造的强度(水平地震动峰值加速度Amax=0.15g)。

(3)按罕遇地震(100年超越概率3%)的地震动参数对桥墩进行延性验算(水平地震动峰值加速度Amax=0.24g)。

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