桥梁抗震设计讲解
桥梁抗震设计理论分析
桥梁抗震设计理论分析桥梁是连接两岸的重要交通工程，其在地震发生时承受地震力的作用。
桥梁的抗震设计至关重要。
本文将从桥梁抗震设计的理论基础、分析方法和设计要点三个方面进行详细分析。
一、桥梁抗震设计的理论基础1.1、地震力的作用地震是指地球内部发生的一种地质现象，俗称地震。
地震产生的地震波在地球内部传播，当地震波传播到地表时，会给建筑结构施加地震力。
地震力是地震波在地表上引起的结构振动力，是地震对建筑物产生影响的一种表现形式。
1.2、桥梁的地震响应桥梁在地震作用下会产生水平和垂直方向的动力响应。
水平方向的动力响应会引起桥梁的水平位移和扭转，而垂直方向的动力响应会引起桥梁的竖向变形。
桥梁在抗震设计中需要考虑水平和垂直方向上的地震力作用。
桥梁抗震设计的目标是在地震发生时，保证桥梁的结构安全性和功能完整性，尽可能减小地震对桥梁的损害。
2.1、静力分析静力分析是桥梁抗震设计过程中最基本的分析方法，它通过分析桥梁受力情况，确定桥梁的内力和位移。
静力分析可以为后续的动力分析提供参考依据。
地震响应谱是描述地震波地面运动与结构物动态反应关系的一种图表，通过地震响应谱分析可以确定桥梁在地震作用下的最大位移、最大加速度等参数，为桥梁的抗震设计提供精确的数值分析结果。
时程分析是通过数值模拟地震波在结构物上的作用过程，对桥梁在地震作用下的动力响应进行详细分析。
时程分析可以模拟地震波的实际运动特性，对于具有复杂结构和受力情况的桥梁来说，时程分析的结果更为准确。
2.4、模拟地震动在进行桥梁抗震设计时，需要使用合适的地震动记录，通过模拟地震动对桥梁进行地震响应分析。
模拟地震动的方法包括振动台试验和数值模拟两种，可以通过这两种方法获得桥梁在地震作用下的动力响应结果。
3.1、合理的结构设计桥梁的结构设计应考虑地震作用下的受力情况，采用合理的结构形式和截面尺寸，提高桥梁的抗震性能。
3.2、良好的材料选择桥梁抗震设计中应选用具有良好抗震性能的建筑材料，如高强度钢材、抗震混凝土等，以提高桥梁的抗震能力。
桥梁施工中的抗震设计要点
桥梁施工中的抗震设计要点抗震设计是桥梁施工中至关重要的一环。
地震是一种破坏性极高的自然灾害，对桥梁的稳定性和安全性造成极大的挑战。
因此，在桥梁施工中，合理的抗震设计是确保桥梁工程安全可靠的关键。
一、地震对桥梁的影响地震可以对桥梁产生水平和垂直方向的作用力，引起桥墩和桥梁结构的振动。
而不合理的桥梁设计会导致结构的破坏，甚至发生倒塌。
因此，抗震设计是桥梁工程中必不可少的一项工作。
二、抗震设计的基本原则1.合理选取地震烈度等级合理选择适应当地地震烈度等级的设计参数，是抗震设计的基础。
不同地区的地质条件和地震历史都不相同，因此需要根据不同地区的实际情况来选择适应的烈度等级。
2.合理设计桥墩和桥梁结构在桥梁设计中，合理的桥墩和桥梁结构设计是保证抗震性能的重要因素。
桥墩应具备足够的强度和稳定性，能够承受地震引起的作用力；桥梁结构应具备一定的柔度和韧性，能够有效地分散地震能量。
3.合理选取地基处理方式地基处理是桥梁抗震设计中不可忽视的一环。
合理选取地基处理方式，可以提高桥梁的抗震性能。
常用的地基处理方式包括加固土地基、采用桩基础等。
4.合理布置缝隙和变形缝合理的缝隙和变形缝的布置，有助于桥梁在地震中产生一定的变形，从而分散地震力，减轻对桥梁结构的作用。
缝隙和变形缝的布置需要根据地震烈度等级和桥梁结构特点来确定。
三、抗震设计的关键技术1.减震技术减震技术是提高桥梁抗震性能的重要手段之一。
常用的减震技术包括橡胶隔震、摩擦减震等。
这些技术可以有效地降低地震作用力，保护桥梁结构免受破坏。
2.加固技术如果桥梁存在一定的抗震问题，可以采用加固技术来提高其抗震性能。
加固技术包括加固桥墩、加固梁体等。
通过加固措施，可以有效地提升桥梁的整体抗震能力。
3.动力分析技术动力分析技术是抗震设计不可或缺的手段。
通过利用计算机模拟桥梁在地震中的动力响应，可以更加准确地评估桥梁的抗震性能，并得出合理的设计参数。
四、桥梁施工中的抗震措施1.增加结构的重量增加桥梁结构的重量，可以提高其地震响应的周期和阻尼比，从而增加桥梁的稳定性。
桥梁抗震设计规范要求解析
桥梁抗震设计规范要求解析桥梁作为重要的交通基础设施，其抗震能力至关重要。
为了保障桥梁在地震中的安全性和可靠性，各国都制定了相应的桥梁抗震设计规范。
本文将对桥梁抗震设计规范的要求进行解析，并探讨其中的关键内容。
一、设计基础要求桥梁抗震设计规范中的核心要求是保障桥梁在地震中的安全性。
设计师需要充分了解桥梁所处地区的地震状况，包括地震烈度、地震波频谱、地震活动性等。
同时，还需要根据桥梁的使用功能、所处环境等因素，确定设计的设计地震烈度等级。
二、结构设计要求桥梁抗震设计规范要求设计师在结构设计中采用适当的抗震措施，确保桥梁具备良好的抗震能力。
具体要求包括：1. 合理选择桥梁结构形式，使其具备良好的刚度和强度。
在桥梁设计过程中，需要进行力学分析，确保结构能够承受地震作用带来的横向力和纵向力。
2. 结构材料的选择和使用也是关键。
对于抗震设计来说，采用高强度材料是一个重要的措施。
此外，设计师还需要合理安排构件的连接方式和施工工艺，确保结构的整体性能。
3. 桥墩和桥台的设计也需要考虑到地震的影响。
规范要求加固桥墩和桥台，提高其抗震能力，同时在设计过程中合理布置剪力墙、加筋柱等构件。
三、地震荷载计算在桥梁抗震设计中，地震荷载的计算是必不可少的一步。
地震荷载计算主要包括地震作用的分析和地震波的选择与输入。
设计师需要根据桥梁结构形式和地震烈度等级，确定适当的地震波，并进行地震反应的分析。
同时，还需要考虑桥梁构件的非线性行为和耐震性能，确保结构在地震作用下的性能。
四、抗震设防目标桥梁抗震设计规范中规定了相应的抗震设防目标，旨在保障桥梁的安全性和可靠性。
抗震设防目标主要包括等级、烈度、设防水平等。
不同地区的桥梁抗震设防目标可能存在差异，需要根据具体情况进行确定。
设计师需要充分理解抗震设防目标的要求，并在设计过程中予以落实。
五、桥梁抗震监控与评估桥梁抗震设计规范还要求加强对桥梁的抗震监控与评估，及时发现和解决桥梁抗震问题。
土木工程中的桥梁抗震设计与维护
土木工程中的桥梁抗震设计与维护桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，起着连接道路、减少交通拥堵、实现经济繁荣等重要作用。
面对地震等自然灾害的威胁，桥梁的抗震设计和维护就显得尤为重要。
本文将从桥梁抗震设计原理、抗震设计方法和桥梁抗震维护等方面进行论述。
一、桥梁抗震设计原理桥梁抗震设计的原理是通过增加桥梁的受力能力和延长结构寿命，减小受到地震震动的影响，保证桥梁的完整性和功能。
具体而言，抗震设计原理包括以下几点：1. 结构体系选择：桥梁的结构体系应选择合理的梁、柱、墩和基础等组成部分，并通过优化设计来提高桥梁的整体抗震能力。
2. 抗震设计参数：根据地震区域的震级和设计地震动参数，确定合理的桥梁抗震设计参数，如合适的设防烈度、地震作用时间历时等。
3. 荷载分析：考虑桥梁在地震作用下接受的静力、动力和瞬态荷载，进行荷载分析，确定桥梁结构的安全荷载组合。
4. 抗震设计要求：在满足桥梁功能和安全性的前提下，制定具体的抗震设计要求，如最大位移限值、最大剪应力等。
二、桥梁抗震设计方法桥梁抗震设计的方法主要包括静力设计法和动力设计法。
静力设计法是根据桥梁在地震作用下所承受荷载的静力效应，对结构进行力学计算，确定结构的稳定性和安全性。
动力设计法则是根据地震动力学理论，考虑桥梁与地震作用之间的相互作用，进行振动分析和响应计算，得出桥梁的抗震性能。
其中，静力设计法适用于较小规模的桥梁，如小跨径桥梁；动力设计法适用于较大规模的桥梁，如大跨度、高层、特殊结构的桥梁。
在桥梁抗震设计过程中，还需要考虑桥梁的整体结构和各部件之间的相互影响，采用合适的抗震减振措施，如设置隔震支座、减振器、支撑体系等，以提高桥梁的抗震性能。
三、桥梁抗震维护桥梁抗震维护是指对已建成的桥梁进行定期检测和维护，保持其正常运行和抗震性能。
抗震维护主要包括以下几个方面：1. 定期检测：采用非破坏性测试方法，对桥梁的结构和材料进行检测，查找潜在的缺陷和损伤，及时修复和加固。
公路桥梁抗震设计要点及计算分析
公路桥梁抗震设计要点及计算分析随着交通运输的发展，公路桥梁作为交通网络的重要组成部分，对于地震力的抗震设计显得尤为重要。
公路桥梁抗震设计是为了保证桥梁结构在地震发生时能够充分发挥其承载力和变形能力，确保桥梁的安全性和稳定性。
以下是公路桥梁抗震设计要点及计算分析。
一、设计要点1.建立合理的地震动力学模型：对于公路桥梁的抗震设计，首先要进行地震动力学分析，建立桥梁结构的地震响应模型。
在进行地震动力学模型分析时，应考虑到地震动的频段特性、地震动的荷载形式以及土（场）基地效应等因素。
2.选择合适的荷载组合：在进行荷载组合时，应根据桥梁的结构形式和地震作用特点，选择合适的地震荷载组合。
地震荷载组合应包括惯性荷载、附加荷载和额外荷载等。
3.合理选取桥梁的抗震设防烈度：为了确保桥梁能够承受地震力的作用，应根据桥梁的使用功能和地震区的地震烈度等级，合理选取桥梁的抗震设防烈度。
设计时还应根据桥梁的结构形式、材料性能和施工工艺等因素，确定合理的安全等级。
4.合理选用桥梁结构形式及材料：在选择桥梁结构形式和材料时，应综合考虑桥梁的抗震性能和经济性。
一般情况下，对于长大桥、特大桥和重要桥梁等，应优先考虑采用抗震性能好的结构形式和高强度、高耐久性、高可靠性的材料。
5.合理设置桥梁的支承方式：在设计桥梁的支承方式时，应考虑地震作用对桥梁结构的影响，通过合理的支承方式来提高桥梁的抗震性能。
一般来说，采用承台-支座-桩基或橡胶支座等形式，可以有效减小桥梁结构的刚度和应力，并提高桥梁的整体稳定性。
二、计算分析1.地震荷载计算：地震荷载计算主要包括地震动力学分析和结构响应计算两个方面。
在地震动力学分析时，可以利用有限元法或有限差分法来建立桥梁结构的地震响应模型，计算得到地震荷载的频谱特性和时程特性。
在结构响应计算时，可以采用静力分析和动力分析相结合的方法，分析桥梁结构的变形、应力和位移等参数的变化情况。
2.桥梁抗震能力评估：在进行桥梁抗震设计时，应根据桥梁结构的抗震设防烈度和设计荷载等，进行桥梁的抗震能力评估。
桥梁设计中的抗震设计规范解读
桥梁设计中的抗震设计规范解读设计一座桥梁时，抗震设计是必不可少的一项工作。
抗震设计规范旨在规范桥梁的抗震能力，以保证桥梁在地震或其他外力作用下不会倒塌或轻微损坏。
本文将解读桥梁设计中的抗震设计规范。
一、桥梁抗震设计的基本原则在设计中，桥梁的抗震设计需要遵循以下基本原则：1. 建立适当的耐震能力目标：桥梁的设计耐震能力要与场地特点和重要性相适应，以达到灾害损失控制的要求。
2. 充分考虑动力效应：桥梁在地震作用下所承受的力不仅包括静力荷载，还包括动力荷载。
因此，在抗震设计时，应对桥梁在地震中的动力反应进行充分的研究。
3. 选取适当的地震波：地震波是桥梁抗震设计中的重要参考依据。
选择与实际场地相符合的地震波，能更好地反映地震灾害的损伤情况。
4. 均衡造价与耐震能力：建立可靠的抗震设计方案，尽可能达到规定要求，但也要考虑造价因素。
5. 要有系统的桥梁抗震设计文件：桥梁抗震设计文件需要详尽、清晰、全面地说明整个设计过程，以便建造方、监理方或审核单位审核和验收。
二、抗震设计规范的具体要求根据相关规范，进行桥梁的抗震设计时，需要遵循以下具体要求：1. 桥墩设计：与桥梁基础联结强度要求高，桥墩的纵向和横向的强度应适宜，特别是在桥墩土基础不良的情况下，要对桥墩加强抗震支撑和加固。
2. 桥面铺装设计：（1）桥面铺装的振动感应要素在桥梁的横向和纵向上的传递原则应有规定。
（2）桥面铺装的直接基础的作用范围是桥墩、上部结构和基础，后期在桥梁设计方案及施工中应考虑铺装的垂直和水平方向受震影响的设定。
（3）桥面铺装设计中的连接构件，如伸缩缝、支座、传动杆、角钢、焊缝、螺栓等，应有相应的规范，特别是在连接构件处的振动应力会引起硬件结构变形，对硬件的材料和工艺水平等要求较高。
3. 桥梁设计标准：（1）要求各种附属设施的设计、材料和施工，必须获得质量检验合格证书。
（2）在桥梁设计和制造中，对材料的选用和材料的变形、疲劳特性以及统计学参数要求非常的苛刻。
桥梁工程中的抗震设计
桥梁工程中的抗震设计抗震是桥梁工程设计的重要环节之一，它直接关系到桥梁的耐久性和安全性。
在地震频发的地区，桥梁的抗震设计更加重要。
本文将探讨桥梁工程中的抗震设计原理和方法。
一、地震力的分析和计算抗震设计首先需要对地震力进行分析和计算。
地震力的大小和方向是影响桥梁抗震性能的重要因素。
地震力的计算需要考虑到地震烈度、震源距离、土壤条件等多个因素，并结合地震学和土木工程学的理论进行分析。
通过合理的计算方法，能够准确预测桥梁在地震作用下的响应。
二、桥梁结构的抗震设计1. 抗震设计的目标桥梁结构的抗震设计目标是在地震波作用下，保证桥梁的整体稳定性和结构安全性。
一般来说，桥梁的主要抗震性能指标包括位移限值、加速度限值和应力限值等。
在设计过程中，需要根据桥梁的特点和使用环境确定相应的指标，以确保桥梁在地震中具有足够的抗震能力。
2. 结构抗震设计的方法结构抗震设计的方法有很多，其中常用的包括弹性设计、弹塑性设计和减震设计等。
弹性设计是指在地震荷载下，结构仍然处于弹性状态，通过控制应力、位移等参数，确保结构的安全性。
弹塑性设计考虑了结构的塑性变形能力，在超出弹性阶段后，通过合理的塑性形变控制，提高结构的耗能能力。
减震设计是通过设置减震装置，将地震力转化为其他形式消耗，从而减小结构的震动反应。
三、桥梁基础的抗震设计桥梁基础是支撑整个桥梁结构的关键组成部分，其抗震设计至关重要。
抗震基础设计需要考虑到地震力传递、土壤的动力特性等因素。
一般来说，桥梁基础的抗震设计可以采用加固和加深基础、选用合适的基础形式等方法，以提高基础的抗震性能。
四、监测与维护桥梁工程的抗震设计不仅仅局限于初始设计阶段，还需要在桥梁运行的全生命周期内进行监测和维护。
通过实时监测桥梁的工作状态和结构响应，能够及时发现和处理可能存在的问题，保证桥梁的安全稳定运行。
综上所述，桥梁工程中的抗震设计是确保桥梁安全的重要环节。
通过合理的地震力分析和计算、结构和基础的抗震设计，以及监测和维护工作，可以提高桥梁的抗震能力，保障桥梁的安全性和耐久性。
混凝土桥梁的抗震设计
混凝土桥梁的抗震设计一、前言混凝土桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其抗震设计至关重要。
在地震发生时，桥梁的稳定性是保障人民生命财产安全的重要因素之一。
因此，本文将从混凝土桥梁抗震设计的基本原理、设计要求、设计流程、设计方法和工程实践等方面进行详细介绍，以期提高混凝土桥梁设计的抗震能力，确保公路和铁路的安全运行。
二、基本原理在混凝土桥梁抗震设计中，需要考虑地震的地面运动、结构的动力响应、结构的破坏模式等因素。
地震的地面运动是指地震波在地面上的传播过程，其特征包括地震波的振幅、频率、方向和传播速度等。
结构的动力响应是指地震波对桥梁结构的影响，其特征包括结构的振动频率、振幅、加速度等。
结构的破坏模式是指在地震作用下，桥梁结构发生的破坏形式，其特征包括结构的变形、裂缝、断裂等。
三、设计要求1、桥梁的安全性：桥梁在地震作用下应具有足够的抗震能力，以确保其不会发生破坏或倒塌等严重事故。
2、桥梁的功能性：桥梁在地震作用下应能够保持其功能完好，不影响公路和铁路的安全运行。
3、桥梁的经济性：桥梁的抗震设计应考虑到其经济性，尽可能减少抗震设计造成的成本增加。
4、桥梁的美观性：桥梁的抗震设计应考虑到其美观性，保持其建筑风格和形态不变。
四、设计流程混凝土桥梁的抗震设计流程包括预备设计、初步设计、施工图设计、施工和验收等阶段。
1、预备设计阶段：确定桥梁的技术、经济、环保等总体要求，并确定地震区位、震级、震源距离等因素。
2、初步设计阶段：根据桥梁的技术要求和地震影响，确定桥梁的结构形式、布置方案等。
3、施工图设计阶段：根据初步设计方案和结构计算结果，确定桥梁的构造形式、材料规格、施工工艺等，并绘制施工图。
4、施工和验收阶段：根据设计要求和施工图，进行施工和验收，确保桥梁的抗震能力及其安全性。
五、设计方法混凝土桥梁的抗震设计方法包括静力分析法、动力分析法和试验法等。
1、静力分析法：通过对桥梁结构进行静力分析，确定结构的刚度和内力分配等，并进行抗震验算。
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SPCP课题研究论文课题名称：桥梁震害研究学生姓名：陈哲许江伟张盼盼李文娟指导老师：郭青伟郑文豫所在院系：土木建筑工程学院年纪专业：14级土木工程 10班目录1前言 (4)2地震对桥梁结构的影响 (4)2.1引言 (4)2.2场地运动引起的结构震动（第一种） (4)2.3场地相对位移引起的结构的变形（第二种影响） (5)3桥梁的震害原因 (5)4桥梁的震害现象 (6)4.1地表断裂 (6)4.2滑坡 (7)4.3沙土液化 (7)4.4软土震陷 (7)5桥梁震害破坏形式 (7)6桥梁震害分析 (8)7桥梁的抗震措施 (8)7.1桥的选址 (8)7.2桥位选择 (8)7.3桥型选择 (8)7.4桥孔布置 (8)7.5基础处理 (9)7.6桥墩处理 (9)7.7基础抗震措施 (10)7.8桥台抗震措施 (10)7.9桥墩抗震措施 (11)7.10结点抗震措施 (11)7.11桥梁抗震设计及措施 (11)8桥梁抗震设计的几点建议 (12)8.1设计建议 (12)8.2大型建筑工程强制安装强震仪 (13)8.3健全工程质量评估装置 (13)8.4广泛采用减震、隔震技术 (13)8.5提高国家的抗震标准 (14)9结论 (14)1前言桥梁作为城市的主要交通动脉和重要的社会基础设施，不仅仅具有投资大、公共性强等特点，而且维护管理也显得特别困难。
因此，在抗震防灾、危机管理系统中，桥梁成立一种重要的组成部分。
因为对于提高其抗震能力是加强区域安全。
减轻地震损失的一项重要举措。
特别是近年来，我国交通建设事业发展较为迅速，桥梁不管是在数量方面还是延伸长度方面都增长较快，可以说城市高架桥在大中城市已经成为了主要的交通动脉。
给居民日常生活活动带来了很多的方便，为国民经济中起到了重要的作用。
但是在地震的强烈影响下，桥梁设施会遭到巨大的破坏，甚至倒塌，其所带来的影响常常超过了桥梁因改建或维修所需要的巨额财政支出，由此可见，在我过公路交通建设中，必须加强桥梁的抗震能力，以减少一些损失。
2地震对桥梁结构的影响2.1引言地震对桥梁结构的破坏，其主要有以下两种方式：其一种是场地相对位移从而引起的强制变形，第二种就是场地运动发生的结构物震动。
前者是由于支点强制变形引起的过大的相对变形或超静定内力致使结构的安全性受到影响，而后者则是以惯性力的方式把地震荷载施加在结构物上，从而导致安全性收到影响。
2.2场地运动引起的结构震动（第一种）地震时，桥梁结构物遭受到的地震运动主要是因为震源产生的地震波先通过地壳逐渐传入至地下的深层基岩，然后由深层基岩传到地表面土层的场地，因此建筑物在地基上的桥梁结构物在场地运动的影响下而产生震动进而产生变形。
对于柔性结构的地震影响来说，不仅仅取决于同场地的震动外，而且还取决于相对于地基的震动但是刚性结构的地震影响应则主要由场地的运动决定。
所以，桥梁结构物受地震惯性力的影响程度不仅仅取决于场地运动的特性，同时还取决于结构物自身特有的动力特性（如震动周期，阻尼等）。
根据地震波的传播方式来看，震源产生的地震波传播到地表面，其过程从大的方面来划分，可分为两个阶段：①第一阶段是地震波先通过地壳逐渐传入底下的深层基岩。
②第二阶段是由深层基岩传到地表面的建筑物。
在第一阶段，地震波在传播过程中，其波形的变化逐渐体现为振幅逐步减弱。
按照基理振幅衰减原理可知，它包括三个部分：能量辐射衰减、粘性衰减和几何衰减。
因为在这个阶段中地震波的周期特性变化不是很大，波形变化主要表现为振幅衰减，因此也将它叫做距离衰减。
但是地震波在传播过程中的第二阶段，需要传播至地表面的土层，土层之间又存在着分界，因此波在土层之间产生折射和反射，然后传播至地表面。
基岩位置的地震波和地面的地震波振幅特性与周期相比存在着明显的不同，这种不同于地表面土层的地质条件，和结构有着密切的联系；按照地震波传播过程中的特点，在研究分析结构地震影响时，不仅仅要考虑震源产生的地震规模，而且还要考虑表面涂层的土质条件和结构、地震波的传播距离等影响。
2.3场地相对位移引起的结构的变形（第二种影响）对于纵向延伸较长的桥梁来说，各桥墩所处的位置地质条件大体上都各有所异，支点之间遭受到的地震影响往往不一致，因此地震中发生的场地相对位移将对桥梁结构施加强制变形，影响结构的安全性。
场地相对位移是导致桥梁及桥墩的结构损伤、支座切断、落梁破坏等地震破坏的主要因素。
场地相对位移对桥梁结构的影响相对场地运动引起的结构震动影响来说更加难以预防，因为对于桥梁抗震的设计比较困难，目前的研究还在进一步的完善。
3桥梁的震害原因①地震位移造成的梁式桥梁上部活动节点处因盖梁宽度设置不足导致落梁或梁体相互磁撞引起的破坏,而对拱式结构则主要表现在拱上建筑和腹拱的破坏,拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝,甚至整个隆起变形。
②由于地基土(如饱和粉细纱和饱和粘沙土)的地震液化影响,同样加大了地震位移的影响,进而放大了结构的振动反应,使落梁的可能性增大。
当采用排架桩基础时,则使桩基的承载力降低,从而造成与地震反应无关的过大的竖向和横向位移,而简支梁桥对此尤为明显。
另外,由于地基软弱,地震时当部分地基液化失效后引起了结构物的整体倾斜,下沉等严重变形,进而导致结构物的破坏,震害较重。
③支座破坏,在地震力的作用下,由于支座设计没有充分考虑抗震要求,构造上连接与支挡等构造措施不足,或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素,导致了支座发生过大的位移和变形,从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,并由此导致结构力的传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。
④软弱的下部结构破坏,即由于桥梁下部结构不足以抵抗其自身的惯性力和支座传递的主梁的地震力,导致结构下部的开裂、变形和失效,甚至倾覆,并由此引起全桥的严重破坏。
⑤在松软地基上的桥梁,特别是特大桥、大中桥,地震时往往发生河岸滑移,使桥台向河心移动,导致全桥长度的缩短,这类震害是比较严重的。
⑥另外桥梁结构的震害还表现在如结构构造及连接不当造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等多种原因。
4桥梁的震害现象桥梁的震害现象与地震灾害现象是密不可分的,不同的地震灾害导致不同的桥梁震害现象的发生。
两者有着直接必然的联系。
地震灾害现象地震造成的地表破坏现象主要有地表断裂、滑坡、沙土液化、软土震陷等。
4.1地表断裂地表断裂又称地裂缝,分为构造地裂缝与重力地裂缝两种。
构造地裂缝与地质构造有关,是地震断层错动后在地表留下的痕迹。
其切割很深,可以从地壳内的岩层直达地表,不受地貌影响。
可延绵数十至上百公里。
重力地裂缝是由于地面土质软硬不均匀及微地貌重力影响,在地震动作用下形成的。
与震前土质的稳定状态密切相关。
在震区分布极广。
4.2滑坡软弱黏性土土坡,层理倾斜或有软弱夹层等不稳定的边坡,在地震时由于附加水平力的作用或土层强度降低而发生滑动。
导致修筑在这些边坡或附近的建筑物损坏。
地震引起的滑坡是山区或丘陵地区的震害特点。
在不稳定的人工边坡开挖面及平原地区河岸也会出滑坡。
4.3沙土液化饱和沙土在地震的作用下,结构破坏,土颗粒发生相对位移,体积收缩,孔隙水压力暂时显著增大,当孔隙水压力上升到与外部压力相等时,沙土颗粒便形同“液体”呈悬浮状态,使土体抗剪强度丧失;另一方面,高压力孔隙水在喷出地面时,同时将沙土颗粒一并带出,形成“喷水冒沙”现象。
4.4软土震陷在强震作用下,土体结构被扰动,强度降低,孔隙水压力增大,从边界排出,软黏土被压密,产生沉隐或不均匀沉陷。
这种不均匀沉陷引起的内力重分布可导致结构特别是超静定结构破坏乃至倒塌。
5桥梁震害破坏形式桥梁的震害无非就是发生在桥梁的组成部位上的破坏。
通常桥梁都是由上部结构、支持连接构件、墩台等下部结构和基础组成。
所以桥梁震害大体分为四类。
①上部结构破坏对于梁式结构由于地震效应造成结构本身的破坏在报道中见的不多。
梁式结构破坏多是在地震作用下支撑连接构件破坏或下部结构失效导致的落梁。
而落梁对墩台侧壁的撞击又对下部结构造成破坏。
拱式结构主要表现为拱上建筑和腹拱破坏,拱圈在拱脚和拱顶出现裂缝,拱圈隆起变形甚至倒塌。
②支撑连接构件破坏桥梁的支座、伸缩缝和剪力键等薄弱的构件在外力作用下总是最易受损的。
1975年海城地震,9度区的大石桥镁矿专用线上赵家堡大桥(5～16m钢筋混凝土梁),22mm的锚栓共剪断36根；营口8度区少数钢筋混凝土桥梁折断,桥面开裂,伸缩缝加宽。
③下部结构破坏圬工下部一般出现倾斜、倒塌、开裂破坏。
钢筋混凝土结构会出现轻微开裂、保护层混凝土剥落、纵向受力主筋压曲,截面变化处核心混凝土压碎等。
④基础破坏扩大基础和桩基的承台因本身刚度比较大,自身震害极少见。
多是地基发生沉降、滑移造成基础变位。
桩基础却有发生剪断、倾斜的破坏。
1975年海城地震时,田庄台辽河大桥正处在施工中,桩基已施工完毕,部分桥墩和过渡桥台刚刚建成,震后观测到桩顶和墩身倾斜,有的有开裂。
特别是7号墩震后墩身中心向河心移 1.196m,不排除基桩在河床基土液化深度下的嵌固点附近出现细微弯裂和基桩末端无筋段被剪断的可能。
另外,从文献[2]中的调查可以看出,跨度大的桥梁震断破坏比较严重;粉、细砂类地基上桥梁破坏也相对严重,而墩身小于5m的桥梁在地震中却基本完好。
6桥梁震害分析上部结构破坏和支撑连接构件破坏都是由于支撑连接构件失效所致。
在地震中,如果上、下部结构的相对位移过大,超过支座的变形能力或支撑面宽度、或超出梁间纵向约束装置的强度,支撑连接构件就可能失效。
支撑连接构件失效后,上、下部间缺少足够的约束,其相对位移进一步加大,可能导致落梁。
而落梁的冲击力又会损毁下部结构。
支撑连接件失效主要是因为设计上使用了偏低的设计地震荷载或用全截面而非开裂截面计算刚度从而低估了相邻梁跨间的相对位移。
在地震中下部结构如不能抵抗其自身的惯性力和支座传递的上部结构的地震力,墩和台就会开裂甚至折断。
如果桥墩设计的延性较差,一旦抗力不足,就会发生脆性破坏并丧失承载能力。
继而上部结构也遭受到破坏。
桥梁墩台破坏源于设计和构造两方面原因。
首先是纵向受力主筋在墩底或梁柱结合处过于集中的搭接或焊接,因搭接或焊接强度不足,在地震荷载作用下,纵向主筋尚未达到设计强度而钢筋连接的位置出现搭接失效而弯曲破坏。
或者取用较小的地震荷载,造成结构实际抗弯强度不足。
其次,箍筋直径过小,间距过大会造成结构的设计抗剪能力不足。
再次,纵向主筋和横向箍筋的锚固长度不足,箍筋端部未作成135弯钩伸向核心混凝土部分,主筋集中截断或搭接等构造上的缺陷也是造成下部结构破坏的原因。
当结构周围的地基受到地震作用强度降低时,基础就会发生沉降或滑移,引起墩台倾斜、倒塌或折断,这是导致桥梁结构破坏的重要原因。