论述公路桥梁震害现象

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公路桥梁抗震设计存在的问题及改进

公路桥梁抗震设计存在的问题及改进

公路桥梁抗震设计存在的问题及改进摘要:在公路建设中,抗震灾害造成的影响是必须考虑的问题,主要原因在于我国属于地震多发国家。

在公路桥梁施工中,由于该结构存在一定的跨度,在地震发生过程中容易受到破坏,所以对公路桥梁结构进行科学合理的抗震设计,能够使人民的人身和财产安全得到保护。

关键词:公路桥梁;抗震设计;问题及改进;引言近年来,随着我国社会的快速发展,人们日益增长的生活需求使公路建设规模不断扩大,公路作为交通运输业的基础保障,不仅给人们的出行带来了便利,而且使地区之间的经济交流得到促进,进一步推动我国经济的发展,意义重大。

一、地震对公路桥梁的破坏及原因1、对梁式桥梁地震位移所造成的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,甚至会整个隆起变形。

2、桥台震害主要表现为桥台与路基一起滑动并移向河心,致使桥头、重力式桥台的胸腔及桩柱式桥台的桩柱出现不同程度的沉降、开裂、倾斜和折断等。

除此之外,桥头的沉降还会导致翼墙被损坏并致使其开裂,进而重力式桥台胸腔开裂会引起整个台体被移动并下沉。

3、地基与基础震害在地震力作用下地基中的砂土会被液化,以致地基失效,基础沉降或不均匀沉降,从而导致地面较大变形,地层发生水平滑移、下层、断裂等,加大了地面位移从而加剧了结构反应。

地基与基础震害使路面、桥梁发生坍塌,给震后修复工作带来困难。

4、发生地震时会使在松软地基上的桥梁在发生河岸滑移导致全桥长度的缩短而造成的比较严重的震害。

桥墩震害在地震力作用下桥墩会不同程度的倾斜、沉降、滑移、开裂、剪断和钢筋裸露扭曲。

二、公路桥梁发生严重震害的原因分析从世界各国公路桥梁遭受震害的大概统计来看,震害的表现形式及原因主要有以下几个方面。

首先,在地震来袭的时候,桥梁的地震位移为给上部活动节点的活动空间造成非常严重的挤压作用,而我国许多公路桥梁尤其是梁式桥梁在盖梁设置中往往会出现未能充分考虑地震影响而未作过多设置的情况,这就让梁式桥梁在遭受地震侵袭时会因为上部活动节点的空间不足而引起落梁或者梁体之间的相互碰撞,从而遭到破坏。

512汶川地震公路桥梁震害初步分析及对策

512汶川地震公路桥梁震害初步分析及对策

高墩桥梁的落梁风险大。
庙子坪岷江桥,高达70m的引桥发生落梁
灾区梁式桥的桥墩几乎均为双柱式桥墩,震害调查表明:双柱式桥墩是比独 柱墩相对好的桥墩形式
矩形独柱墩
矩形独柱墩的4座简支体系 桥梁,桥墩自身均未出现破 坏。矩形墩的表现均优于圆 形墩
如寿江大桥为矩形独柱墩, 虽然梁体移位严重,但下部 桥墩仍十分完好,只需对上 部梁体进行复位即可。
砸坏、挤压横移
将简支体系桥梁、连续梁桥、连续刚构桥均按梁式桥考虑。 汶川地震桥梁震害除极少数倒塌外,其他主要震害现象有:主梁移位和 落梁、桥墩震害、支座破坏、桥台破坏。
伸缩缝的破坏基本是由梁的移位过大引起,另外,由于震区地质条件的 特殊性,极少出现砂土液化对桥梁的震害现象,在此不再阐述。
1、倒塌
2、主梁移位和落梁
穿越地表活动断裂带及断裂带附近2km范围内的桥梁容易发生毁灭性破坏
映秀附近严重破坏桥梁与断层带的相互位置关系图
百花大桥距活动断层约1.0Km,第 五联桥整体垮塌,同时残存部分90%的 桥墩出现压溃现象
映秀顺河桥穿过中央断裂带,全部倒塌
G213线百花大桥跨塌的第五联桥
小渔洞桥穿越断层,两跨 垮塌,残余的两跨已报废
②墩柱箍筋是非常重要的。通过破坏桥墩的调查分析,无论墩柱直径大小, 无论是否是潜在塑性铰区域,箍筋体积配箍率0.048%~0.067%,远不能保证足够 的横向约束能力;
③墩身刚度突变处易产生震害; ④此次桥墩震害出现了深水桥墩开裂这一全新的桥墩震害现象。
4、支座破坏
白水溪桥支座破坏
支座破坏是桥梁上部结构中最常见 的一种破坏现象,梁的纵、横向位 移过大,导致支座破坏,在汶川地 震中,支座破坏主要表现为支座撕 裂、脱空及滑移。

公路桥梁震害现象概述

公路桥梁震害现象概述

论述公路桥梁震害现象、原因及其经验教训聂宇1,李少阳2,肖哲汉3,高惠东41.福州大学土木工程专业路桥方向051201530;2. 福州大学土木工程专业路桥方向051201525;3. 福州大学土木工程专业房建方向051201527; 4. 福州大学土木工程专业房建方向051201528)摘要:地震造成大量桥梁结构的破损,严重影响道路运输的正常运营。

采取何种措施以降低桥梁震害成为桥梁工程的热点问题。

本文基于震害现象和有关实验与理论研究,结合能力抗震设计的思想,按照我国公路桥梁的特点,探讨影响极限强的因素,并提出抗震设计的方法。

关键词:桥梁设计;反震减灾;地震;施工方案Analysis of Highway bridge seismic damage phenomenon reason and its experience andlessonsNIE Yu1, LI Shao-Yan2g, XIAO Zhe-han3, GAO Hui-dong4 ( 1. Fuzhou university civil engineering and direction of bridge 051201530;2. Fuzhou university civil engineering and direction of bridge 051201525; 3. Fuzhou university civil engineering and direction of housing 051201527; 4. Fuzhou university civil engineering and direction of housing 0512015)28 Abstract: The earthquake caused a large number of bridge structure damage, seriously affect the normal operations of the road transport. What kind of measures are taken to reduce the bridge seismic damage became a hot issue of bridge engineering. Thisresearch bases on the earthquake damage phenomenon and the related experiments and theory study, which combines ability of seismic design thoughts, according to the characteristics of highway bridges in China. It also discusses what factors influence the extreme strength and puts up several methods for seismic design.Keywords: bridge design. The earthquake disaster mitigation; The earthquake; The construction plan0 引言桥梁作为道路一种功能性结构物,是交通工程中的关键性枢纽,是保障道路交通这一生命线工程的重要节点。

果子沟大桥结构抗震隔震介绍

果子沟大桥结构抗震隔震介绍
桥梁抗震
桥梁震害
1、上部震害:是由于地震作用下桥梁限位能力有限导致的上部结构位移过大, 主要的表现形式为落梁破坏。落梁时,桥梁上部结构震害频率最高,且造成的结 构最严重。即使桥梁没有落梁,但是上部结构有明显的较大的位移迹象也会影响 到桥梁的正常使用功能。
2、下部震害:主要包含有桥台和桥墩的破坏。桥台破坏多是由于主梁与桥台 在地震中的相互作用所致大部分表现为胸墙和翼墙的混凝土碎裂。
果子沟大桥
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果子沟大桥
主要技术标准 1、公路等级:高速公路; 2、行车道数:双向四车道; 3、设计荷载:公路—Ⅰ级; 4、设计速5%; 6、行车道宽度:4×3.75m;
7、设计洪水频率:1/300; 8、桥梁设计基准风速:30.9m/s(1/100) 9、地震动峰值加速度:果子沟大桥南、北塔场 地类别均为Ⅱ类,南岸场地50 年超越概率 10%的 地震动峰值加速度0.17g,北岸场地50年超越概率 10%的地震动峰值加速度0.18g。
果子沟大桥
桥型方案选择
综合考虑本桥的控制因素,设计时提出钢桁梁斜拉桥、 预应力混凝土斜拉桥、预应力混凝土连续刚构桥三个方案。 通过对三个方案从结构受力特点、施工难度、后期养护、 经济性及景观效果的方面进行全面比较,虽然钢桁梁斜拉 桥方案造价略高,但其结构受力明确,抗风、抗震性能好, 工厂预制杆件小型化,不受气候影响,运输、吊装方便, 比较适应当地的气候、运输条件,施工期间风险小、工期 易保证,且该方案技术成熟且有一定的先进性,是本桥理 想的桥型方案,最终果子沟大桥选择采用钢桁梁斜拉桥。
果子沟大桥
双曲面球型减隔震支座的结构
1、下座板 2、中座板 3、球面滑板 4、球面不锈钢滑板 5、限位装置 6、上座板 7、平面不锈钢滑板 8、平面 滑板 9、顶座板 10、锚固组件

汶川大地震公路桥梁震害初步调查

汶川大地震公路桥梁震害初步调查

在总结汶川地震中山区公路桥梁震害及启示时,我们可以得出以下结论:首 先,地震对山区公路桥梁的影响十分严重,必须采取有效的措施加以防范和应对。 其次,通过对震害原因的分析,我们可以找到问题所在,并有针对性地加以改进。 最后,汶川地震中暴露出的问题应引起我们的高度重视,对于未来可能发生的类 似灾害,应采取适当的措施加以预防和应对。
基本内容
四川汶川大地震,发生在2008年5月12日,是新中国成立以来破坏性最强、 波及范围最广、救灾难度最大的地震之一。在这次灾难中,灾区的建筑物、道路、 桥梁、植被等均遭受了严重的破坏,给当地人民的生命财产造成了巨大的损失。 为了快速、准确地获取灾区的受灾情况,遥感技术成为了非常重要的手段之一。
2、地球物理因素:汶川大地震的震源深度较浅,仅约为10公里,使得地震 能量更易传播,影响到更大的范围。此外,地震发生时,地下水位也较高,增加 了地震的破坏力。
3、人类活动因素:虽然人类活动不能直接导致地震的发生,但人类的活动 可以对地震的破坏程度产生影响。例如,人类工程建设、采矿等活动可能改变地 下水位或地质结构,从而增加地震的破坏程度。
4、社会经济因素:汶川大地震发生地区的社会经济状况也是影响地震灾害 的重要因素。当地的基础设施较为薄弱,缺乏有效的灾害应对体系,增加了地震 灾害的影响。
四、结论
汶川大地震的震害特点及其成因具有复杂性和多样性。地震的发生与地质构 造背景、地球物理因素、人类活动以及社会经济状况密切相关。为了减少地震灾 害的影响,我们需要加强对地震活动的监测和研究,提高灾害预警能力;也需要 加强社会防灾意识,提高灾害应对能力,以更好地保护人民的生命财产安全。
反思汶川大地震中公路桥梁的震害情况,我们可以得到以下启示和建议:
1、加强桥梁的维护和检测:对于处在地震活跃地区的公路桥梁,应定期进 行维护和检测,确保桥梁结构的稳定性和安全性。在本次地震中,部分桥梁由于 日常维护不足,导致地震时受损更为严重。因此,我们需要重视桥梁的日常维护 工作,防患于未然。

地震对城市交通基础设施的损毁与修复

地震对城市交通基础设施的损毁与修复

路、桥梁、隧道等交通设施受损甚至倒塌,严重影响城市的交通运输和社会经济发展。

因此,地震后对城市交通基础设施的修复工作显得尤为重要。

地震对城市交通基础设施的损毁主要表现在以下几个方面:1. 道路破坏地震会导致道路龟裂、塌陷、变形等问题,使得道路无法正常通行。

严重的地震可能会导致道路断裂或坍塌,造成交通中断和交通事故的发生。

2. 桥梁倒塌桥梁是城市交通网络中重要的组成部分,地震会导致桥梁的支撑结构受损、桥墩倒塌等问题,使得桥梁无法正常使用,严重影响交通流动。

3. 隧道受损地震可能导致隧道的顶板塌陷、墙体开裂等问题,使得隧道无法正常通行。

隧道的受损会导致交通拥堵和安全隐患。

地震后的城市交通基础设施修复工作是一项庞大而复杂的任务,需要综合考虑多个因素:1. 安全评估与抢险地震发生后,首先要进行受损交通设施的安全评估和抢险工作,确保交通设施没有危及人员安全的风险。

2. 紧急维修对于轻微受损的交通设施,可以进行紧急维修,恢复其基本功能,以保障交通的流畅性。

3. 损毁设施的重建与修复对于严重受损或倒塌的交通设施,需要进行重建和修复工作。

这涉及到设计、施工和监管等多个环节,需要专业的人员和技术支持。

4. 建设抗震设施在修复过程中,应考虑到地震的再次发生,采取相应的抗震措施。

例如,在桥梁或隧道的设计和施工中增加抗震能力,提高设施的抗震等级。

5. 交通管理与规划通拥堵,确保城市交通的正常运行。

地震对城市交通基础设施的修复是一个长期而艰巨的任务,需要政府、专业机构和社会各界的共同努力。

只有通过科学规划、有效管理和及时修复,才能恢复交通网络的正常运行,为城市的发展提供可靠的交通保障。

同时,也应该加强地震预警和风险管理的工作,减少地震带来的损失和影响。

公路桥梁在地震后的安全评估与修复计划

公路桥梁在地震后的安全评估与修复计划地震是一种自然灾害,往往给人们的生命财产带来重大威胁。

公路桥梁作为城市交通的重要组成部分,地震后的安全评估与修复计划变得至关重要。

本文将从地震对公路桥梁的影响、安全评估及修复计划等方面进行探讨。

一、地震对公路桥梁的影响地震对公路桥梁的影响主要表现在以下几个方面:1. 结构损伤:地震会给桥梁结构带来巨大的震动力,从而导致桥梁结构的损伤。

如桥梁主梁的位移、断裂,墩柱的开裂等。

2. 破坏地基:地震会引起地基的液化现象,导致桥梁地基失稳,进而影响桥梁的安全。

3. 设施受损:地震会使得公路桥梁的设施受到严重破坏,如护栏、路面等。

二、公路桥梁地震后的安全评估为了确保公路桥梁地震后的安全,需要进行科学的安全评估。

评估的主要内容包括以下几个方面:1. 结构安全性评估:对桥梁结构进行全面评估,包括主梁、墩柱、桥面等各个部分的受损程度和安全性。

2. 地基稳定性评估:对桥梁的地基进行评估,包括地基液化程度、承载能力等。

3. 设施完好性评估:对桥梁的设施进行评估,包括护栏、路面状况等。

4. 影响分析:对公路桥梁受损后对交通运输的影响进行分析,确定是否需要进行修复。

三、公路桥梁地震后的修复计划根据安全评估的结果,确定公路桥梁地震后的修复计划,主要包括以下几个步骤:1. 临时措施:对于受损严重的桥梁,需要立即采取临时措施以保证人员安全。

如设置警示标志、限制车辆通行等。

2. 抢修工作:对于不具备正常通行条件的桥梁,需要进行抢修工作,主要包括恢复桥梁的承载能力和结构完整性。

3. 完善设施:在修复过程中,还应考虑到桥梁的设施完善,如修复护栏、恢复路面等,以确保平稳的交通流畅。

4. 加固改造:在修复过程中,需要对受损的桥梁进行加固改造,提高其抗震能力,从而减少类似地震发生时的损害程度。

5. 监测与维护:修复工作完成后,需要进行桥梁的监测与维护工作,及时发现问题并进行修复,确保桥梁的长期安全运行。

综述公路桥梁震害及减隔震设计

综述公路桥梁震害及减隔震设计公路桥梁的地震危害是很严重的,桥梁设计已经将减隔震工作当做是其中重要的一项,尽管减隔震方法对于我国的现状来说并不算成熟,因此应当注意借鉴国外的技术来达到完成工作,完善项目,突出科学性引导性的目的,提升桥梁的抗震能力。

本文将对桥梁设计中的减隔震设计进行探讨,以供同行参考。

标签:公路桥梁;震害;减隔震设计前言:隔震设计是近年来随着对地震产生机理、地震動特性以及地震作用下结构动力响应特性、破坏机理、构件能力的研究及认识的加深提出的设计方法。

该方法在减轻结构在地震中的损害上有较新的设计思想,国外的一些实践证明效果不错,国内的实践应用还比较少。

1、引起公路桥梁震害的原因大量的震害分析表明,引起桥梁震害的原因主要有以下几个方面:(1)在强烈地震时,地形地貌产生剧烈的变化,如地裂、断层等导致桥梁结构的破坏;(2)地震导致砂土液化,地基失效或地基变形,桥梁墩台基础大量下沉或不均匀下沉引起的破坏;(3)在地震力作用下,桥梁结构某一部分产生的内力或变位超过结构构造和材料强度所能承受的限度,从而发生不同程度的破坏,如墩柱、盖梁、节点、基脚等的破坏,或是由以上三种或更多种原因联合作用导致桥梁坍塌;(4)山区山体滑坡、塌方等大块坠石等对桥梁的巨大冲击致使山区桥梁的破坏;(5)桥梁本身的施工质量。

2、破坏类型2.1梁体的移位和落梁因为桥梁上部结构有很大的强度,在地震时很少会产生直接破坏的现象。

但是如果地震荷载比较大,则由梁体自重产生的巨大地震惯性力可引起梁体的位移,导致梁体碰撞损坏。

统计表明,地震中梁体的偏移较多,而落梁破坏相对较少。

落梁是梁体移位的极端表现形式,是桥梁最严重的震害之一。

另外,梁体的偏移或落梁还会引起下部结构的破坏,如落梁砸坏系梁及挡块等。

2.2支座破坏在地震荷载作用下,桥梁结构瞬间会因巨大地震惯性力而造成支座的损坏或失效。

由于支座的失效,上部结构和下部结构之间将产生更大的相对位移、严重时可能造成上、下部结构脱开,导致梁体脱落。

公路桥梁的地震损害及对策

工程建设开挖完成后厂区围岩主要以压应力为主,局部存在拉应力;最大压应力位置为上游拱边,其值为17.0MPa,最大拉应力位置为尾闸室上游边墙,其值为0.51MPa;厂区围岩其余关键位置应力分布较为均匀。

方案二开挖完成后厂区围岩主要以压应力为主,局部存在拉应力;最大压应力位置为上游拱边,其值为18.1MPa,最大拉应力位置为尾闸室上游边墙,其值为0.72MPa.参考文献:[1]孙钧.地下工程设计理论与实践[M].上海:科学技术出版社,1995.[2]杜丽惠,张小妹.水布娅地下厂房开挖施工过程的数值仿真分析[J].水力发电,2004,(2):29-32.[3]肖明.地下洞室施工开挖三维动态过程数值模拟分析[J].岩土工程学报,2000,(4):33-37.[4]李术才,朱维申,陈卫忠.小浪底地下洞室群施工顺序优化分析[J].煤炭学报,1996,(4):59-64.[5]刘迎曦,吴立军,韩国城.边坡地层参数的优化反演[J].岩土工程学报,2001,23(3):315-318.公路桥梁的地震损害及对策李小宝(重庆友渝建筑工程有限公司,重庆 400000)摘 要:公路桥梁在我国的交通和运输体系中承担着重要任务,在进行桥梁设计时,不仅需要考虑到其交通运输功能,同样也要考虑到其面对自然灾害时的承受能力。

地震在各国都是造成人民生命财产损失的严重自然灾害,在发生地震时,公路桥梁往往表现出主梁移位及落梁、桥墩破坏、支座损坏、桥台脱落等情况,因此在进行公路桥梁设计时必须有针对性的在桥位、梁体、桥墩和支座上进行抗震设计,以保障人民的生命财产安全。

关键词:公路桥梁;震害;抗震公路桥梁一方面需要满足人们日常运输的需要,另一方面需要有应对各类自然灾害的能力以保证人民的生命财产安全,在过去几十年中的历次大地震都带来的巨大的人员和财产损失。

在美国,地震灾害是各类自然灾害中造成损失最大的,1994年的美国北岭发生的6.7级地震给大桥的桥墩墩顶和墩地造成巨大破坏,2008年5月12日在中国汶川发生的里氏8.0级特大地震造成公路、桥梁、隧道等交通设施直接经济损失670亿元,这些都表明了公路桥梁在设计建设时必须要考虑到地震风险和抗震设计。

公路桥梁常见震害及抗震措施

公路桥梁常见震害及抗震措施
公路桥梁常见震害:
1. 桥墩和桥台的破坏:地震会对桥墩和桥台造成破坏,导致桥梁失稳或坍塌。

2. 桥面的破坏:地震会对桥面造成破坏,导致车辆无法通行。

3. 桥梁结构的变形:地震会对桥梁结构造成变形,导致桥梁失去承载能力。

4. 桥梁支座的破坏:地震会对桥梁支座造成破坏,导致桥梁失去稳定性。

抗震措施:
1. 设计抗震:在设计公路桥梁时,应考虑地震因素,采用抗震设计方法,确保桥梁在地震中具有足够的抗震能力。

2. 加固改造:对于已经建成的公路桥梁,可以通过加固改造来提高其抗震能力,如加装钢筋混凝土包裹、加装支撑等。

3. 定期检查维护:定期对公路桥梁进行检查和维护,及时发现和处理存在的问题,确保桥梁的安全性。

4. 建立应急预案:建立公路桥梁地震应急预案,明确各种应急措施和应急救援机制,确保在地震发生时能够及时有效地进行应对。

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论述公路桥梁震害现象、原因及其经验教训
林昀昕,方鹏,陈亚钊
(福州大学土木工程专业路桥方向051301614,051301605,051301604)
一.概述
地震经常发生,据统计全世界每年可达数百万次,但其中绝大多数是小地震,不为人们所感觉,只有极少量震级M(见地震烈度)在 5级以上的较强烈的地震会造成灾害,平均每年只有十多次。

如中国1976年7月28日3时42分56秒在唐山丰南的强地震(M=7.8),该地区公路中等跨度简支梁桥的震害大都是摆柱式支座倾倒、固定支座齿板剪脱滑出,有的是墩台倾斜,桩柱式墩的基桩折断,甚至墩倒梁落(见图);而柔性桩墩的双曲连续拱桥的震害多为主拱圈和拱上建筑的小拱圈严重开裂,个别有主拱圈拱起而严重破坏。

该地区的铁路桥梁因桥墩基础较好,侧向刚度较强,震害严重程度比公路桥稍轻,如墩台沿施工接缝处开裂或被剪断,钢支座的锚固螺栓被拉出而移位,但落梁事故较少。

在其他多地震国家如日本,桥梁震害也以中小跨度的桥梁为多。

日本1964年7月新潟地震(M=7.5)时,昭和大桥因河床土层液化导致墩台基础大规模下沉而落梁。

大跨度的悬索桥和斜张桥尚无因地震坠落的事例,但在日本一些轻便悬索桥有塔柱折断,缆索破坏的震害。

在多地震国家如日本、美国都积极开展这类大跨度桥梁结构的抗震研究。

中国也正在研究地震区天津市郊建造大跨预应力混凝土斜张桥的抗震性能。

二.直接起因
①在强烈地震时,地形地貌产生剧烈的变化(如地裂、断层等),河流两岸地层向河心滑移等导致桥梁结构的破坏;
②地震时河床砂土液化,地基失效,桥梁墩台基础大量下沉或不均匀下沉引起的破坏;
③在地震惯性力作用下,导致桥梁结构某一部分产生的内力或变位超过结构构造和材料强度所能承受的限度,从而发生不同程度的破坏。

三.抗震措施
为防止或减轻震害,提高结构抗震能力,对结构构造所作的改善和加强处理,通常称为抗震措施。

各国的工程结构抗震规范对此都有明确的规定。

而具体的针对性减隔震措施有:1.阻尼器、锁定装置和缓冲器。

利用了结构本身的延性或外加阻尼来消耗地震作用的能量,以减少桥梁的主要结构损失,这类技术在苏通长江大桥主桥上采用过。

其中锁定装置对结构运动起到一种快速停止的作用,而阻尼器对结构运动起到耗能,衰减振动的作用,从而有效减震。

2.各种减隔震支座。

其中包括叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、钢耗能体系、回弹滑动支座、摩擦摆支座等等。

支座的设置有效地对地震进行了缓冲。

地震具有突发性与毁灭性,一次地震,持续时间往往只有几十秒,却会造成巨大的生命财产损失,这是其它自然灾害无法相比的。

历来是严重危害人类的大自然灾害,尤其是最近20年全球发生的许多次大地震,其中,多次破坏性地震都集中在城市,造成了非常惨重的
生命财产损失。

城市地震的共同特点是:由于桥梁工程遭到严重破坏,切断了震区交通生命线工程,造成救灾工作的巨大困难,使次生灾害加重,对交通线的依赖性越来越强,而一旦地震使交通线遭到破坏,可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越大。

数次大地震一再显示桥梁工程破坏的严重后果,也再次显示了桥梁工程抗震研究的重要性。

四.设计方法
4.1.静力法
早期结构抗震计算采用的是静力理论。

静力计算理论假设结构物各个部分与地震动具有相同的振动。

此时,结构物只受惯性力的作用(等于地面运动加速度乘以结构物质量)。

即忽略地面运动特性与结构的动力特性因素,只是简单地把结构在地震时的动力反应看作是静止的地震惯性力。

在地震惯性力的作用下分析结构的内力。

1915年,佐野提出震度法,即根据静力法的概念提出以结构的10%的重量作为水平地震荷载,于1923年关东大地震后的次年建立了最早的桥梁下部结构工程的抗震分析方法。

从动力学的角度分析,把地震加速度看作是结构破坏的单一因素有极大的局限性,因为它忽略了结构的动力特性这一重要因素。

只有当结构物的基本固有周期比地面卓越周期小很多时,结构物在地震振动时才可能几乎不产生变形而被当作刚体,静力法才能成立。

由于其理论上的局限性,已较少使用,但其概念简单,计算公式简明扼要,在桥台和挡土结构等质量较大的刚性结构的抗震计算中仍常常用到。

4.2.弹性反应谱法
反应谱法是当前结构抗震设计中广泛使用的方法。

反应谱法是采用“地震荷载”的概念,从地震动出发求结构的最大地震反应,但同时考虑了地面运动和结构的动力特性,比静力法有很大的进步。

反应谱是不同固有频率的单质点体系在一定阻尼系数的条件下输入不同地面运动后得到的位移反应、速度反应和加速度反应最大值的平滑处理过的外包络曲线。

反应谱法用于抗震计算包括三个基本步骤:第一步是获得地震动反应谱;第二步是将结构振动方程进行振型分解,将物理位移用振型广义坐标表示,而广义坐标的最大值由第一步中所得反应谱求得;第三步是反应量的最大值可通过适当的方法将各振型反应最大值进行线性叠加,得出这项反应的最大值。

反应谱法概念简单,计算方便,可以用较小的计算量获得结构最大反应值。

采用反应谱法只需取少数几个低阶振型就可以求得较为满意的结果,计算量少,且反应谱法将动力问题转化成拟静力问题,易为工程师所接受。

采用反应谱法不能考虑多点激励,不能进行非线性地震反应分析。

4.3.时程分析法
动态时程分析法从选定合适的地震动输入出发,采用多节点多自由度的结构有限元动力计算模型建立地震振动方程,然后采用逐步积分法对方程进行求解,计算地震过程中结构每一瞬时的位移、速度和加速度反应,从而可以分析出结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的
内力变化以及构件逐步开裂、损坏直至倒塌的全过程。

这一计算过程相当冗繁,须借助专用计算程序完成。

动态时程分析法可以精确地考虑地基和结构的相互作用,地震时程相位差及不同地震时程多分量多点输入,结构的各种复杂非线性因素(包括几何、材料、边界连接条件非线性)以及分块阻尼等问题,
建立结构动力计算图式和相应地震振动方程,使结构的非线性地震反应分析更趋于成熟与完善。

4.4.Push—over法
Push—over分析方法是将地震荷载等效成侧向荷载,通过对结构施加单调递增水平荷载来进行分析的一种非线性静力分析方法,它研究结构在地震作用下进入塑性状态时的非线性性能。

采用对结构施加呈一定分布的单调递增水平力的加载方式,用二维或伪三维力学模型代替原结构,按预先确定的水平荷载加载方式将结构“推”至一个给定的目标位移,来分析其进入非线性状态的反应,从而得到结构及构件的变形能力是否满足设计及使用功能的要求。

尽管这一方法还有待进一步完善,但它基本可以满足工程要求。

对于桥梁结构来说,Push over分析方法通常将相邻伸缩
缝之间的桥梁结构当做空间独立框架考虑,上部结构通常假定为刚性,分析的初始阶段是对单独的排架墩在所考虑的方向上(顺桥向或横桥向)进行独立的倒塌分析,以获得构件在单调递增水平荷载作用下的整个破坏过程和变形特征,从而发现桥梁结构的薄弱环节。

五.参考文献
《桥梁结构抗震设计》中国桥梁网。

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