【经验之谈.邓文中】桥梁结构抗震设计核心理念，深度好文

抗震设计，也就是说如何对付地震，有两方面的重点：“天的”和“人的”问题！也就是说“工程上的”和“社会上的”工作，在工程上要保证建筑物的抗震能力。社会责任是如何在地震前做准备和在震后善后工作。今天我们只讨论工程上的问题——对付大自然的灾害。在工程上我们要保证建筑物的抗震能力——安全。我们无法防止地震，但我们可以减轻地震引起的灾害！

地震工程上，我们要对付的对象是什么？等于打仗，我们首先要了解我们的敌人，是谁，在哪里？所谓知己知彼，百战百胜。地震< <地的波动。



桥梁建造在地球的表面，地震可以引起地表的波动—地震波，地震波可以引起地表不同方向的移动—移动可以是3个直线移动和3个转动的不同组合。
如果我们把地表的波动记录下来，就可以得到如下的地震波“加速度”和地面的“位移”在地震中的变化。



在知道地震的特性后，下一步就是要研发最适当的战略！




力和变形的要求，就有两个不同的方法去对付地震引起的问题。




从前的设计都认为结构在地震时所受到的是一个力。上世纪60年代和70年代对地震的观察完全改变了地震设计的理念。地震后结构物的损坏情况：





上世纪60年代和70年代对地震的观察完全改变了地震设计的理念：从如何去抵抗一个地震力改变成如何去适应地表的位移。




如何去适应地表的变形——隔震（Isolation）的基本原理。地表的变形是有限的，最后还是回到原来的位置不远的地方——之所以可以采用隔震。









上层软土在高强度地震区是很头痛的问题！
抗震性能标准：设计使用年限150年



这样的塔技术上可以使用，但美观上不能满足要求！于是，我们发展出一个新的理念！









自锚式悬索桥







整体分析


设计重点：
结构变形的能力
结构变形后的承载能力


地表的位移






结构变形后的承载能力





变形后的损坏程度





结构消能的能力

剪力键实验



剪力键实验结果


在最大的可能变形下，剪力键还没有断裂！
在这四个重点上，结构都完全满足安全的要求！
全桥分三个标段



高架桥段

箱型截面









截面和基础



使用箱型壁不能太薄






承台



钢筋混凝土钢管桩





以柔制刚的办法，太极的道理！当然，还有考虑安全的问题，世界上没有安全的设计，一切都是可能率的问题！把安全的要求提高也同时提高了结构物的成本！合理的成本和安全程度永远是一个妥协！把结构造得可以抵抗一定强度的地震，这就是一个妥协的办法。






邓文中。