桥梁抗震设计理论发展概述

桥梁抗震设计理论发展概述

摘要：地震的影响，灾区桥梁工程遭到严重破坏，致使灾区的交通生命线被切断，救灾工作面临巨大困难，救灾的迟缓必然导致更多的人员伤亡和财产损失。本文对桥梁抗震设计的发展进行了一定概述。

关键字：桥梁 抗震设计理论设计方法

据统计，地球上平均每年都要发生近千次的破坏性地震，其中破坏力巨大的灾难性大地震达十几次，这些地震在它们波及的范围内，均造成惨重的生命财产损失。路路网作为抗震救灾的生命线，对于运送救灾物资、设备起着至关重要的作用，而公路桥梁作为公路路网中至关重要的环节，往往占据着了整个道路的咽喉位置，桥梁的抗震要求也越来越受到重视，本文对桥梁抗震设计理论发展做了比较简单的阐述。

1.基于承载力设计方法

基于承载力设计方法又可分为静力法和反应谱法。结构抗震设计的静力法理论最初由日本学者大房森吉在1899年提出，是最早的结构抗震设计方法。静力法没有考虑结构的动力效应，即认为在地震荷载作用下，结构各个部分和地震动具有相同的振动，随地基作整体水平刚体移动。因此，结构因地震荷载作用引起的惯性力就等于地面运动加速度地结构质量的乘积；再将惯性力视为静力作用在结构上，进行结构线弹性静力分析。考虑到不同地区地震强度的差别，设计中取用的地面运动加速度按不同地震烈度分区给出。

然而，从结构动力学的角度来看，地震荷载作用下结构的动力效应，即结构上质点的地震反应加速度不同于地面运动加速度，而是与结构自振周期和阻尼比有关。采用动力学的方法可以求得不同周期单自由度弹性体系质点的加速度反应，若以地震加速度反应为竖坐标，以体系的自振周期为横坐标，就可得到相应的地震加速度反应谱，以此来计算地震作用引起的结构上的水平惯性力更为合理，这即是反应谱法。对于多自由度体系，可以采用振型分解组合方法来确定地震作用。

反应谱法的发展与地震地面运动的记录直接相关。1923年，美国研制出第一台强震地震地面运动记录仪，并在随后的几十年间成功地记录到许多强震记录，其中包括1940年的El Centro和1952年的Taft等多条著名的强震地面运动记录。1943年Biot发表了以实际地震纪录求得的加速度反应谱。二十世纪50到70年代，以美国的Housner、Newmark和Clough为代表的一批学者在此基础上又进行了大量的研究工作。对结构动力学和地震工程学的发展作出了重要贡献，奠定了现代反应谱抗震设计理论的基础。然而，静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式来反映地震作用，并按弹性方法来计算结构地震作用效应。当遭遇超过设计烈度的地震作用，结构进入弹塑性状态，这种方法显然无法应用。同时，在由静力法向反应谱法过渡的过程中，人们发现短周期结构加速度谱值比静力法

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