桥梁抗震性能评价与抗震加固技术
桥梁抗震性能评估与改造技术

桥梁抗震性能评估与改造技术随着城市化进程的加快,城市桥梁的重要性也日益凸显。
桥梁作为城市交通的重要组成部分,承担着承载车辆和行人的重要任务。
然而,在地震频繁的地区或者地震发生后,桥梁的抗震性能成为了人们关注的热点问题。
本文将重点讨论桥梁抗震性能评估与改造技术,探讨如何在地震中确保桥梁的安全。
首先,桥梁抗震性能评估是确保桥梁安全的前提。
抗震性能评估是通过综合考虑桥梁的设计参数、材料特性和地震荷载,以及桥梁的使用年限、结构损伤累积等因素,对桥梁的抗震性能进行综合评价的过程。
评估结果将指导后续的桥梁改造措施。
在评估过程中,采用合适的评估方法和理论模型是关键。
例如,可以采用静力弹性方法、动力弹塑性方法或基于先进计算机软件的有限元分析方法来模拟桥梁在地震作用下的响应。
同时,考虑到桥梁所受地震力的不确定性,应通过蒙特卡洛模拟、概率密度函数等方法,对评估结果进行合理的不确定性分析。
其次,桥梁抗震性能评估的结果将指导后续的改造技术。
桥梁的改造技术包括加固和抗震设计两个方面。
加固技术主要针对已有桥梁,在不改变原有结构形式的前提下,通过钢板和加固材料的加固,提高桥梁的抗震性能。
例如,可以在桥梁柱和梁下部设置钢筋混凝土墩套、碳纤维布加固,以增强杆件的抗弯刚度和抗剪承载能力。
抗震设计技术则主要适用于新建桥梁。
抗震设计要充分考虑地震荷载、地震波、基础条件等因素,通过合理的结构设计和材料选择,使桥梁在地震中能够有较好的抗震性能。
例如,可以采用预应力混凝土桥梁、钢筋混凝土拱桥等抗震设防等级较高的结构形式。
此外,桥梁抗震性能评估与改造技术也需要考虑经济性。
在进行桥梁抗震性能评估和改造时,需要综合考虑资金投入和收益的比较。
根据桥梁的重要性和承载能力,可以合理确定抗震设计标准和改造方案,尽量发挥有限的资源的效益。
例如,对于一些交通流量较大、重要性较高的大型桥梁,可以采用较高的抗震设防等级和加固技术,以确保其在地震中能够承受更大的荷载。
桥梁设计中的抗震性能分析与加固技术研究

桥梁设计中的抗震性能分析与加固技术研究摘要:本研究聚焦于城市桥梁抗震设计与可持续发展,通过深入分析桥梁结构在地震条件下的性能和存在的问题,提出了一系列提升抗震性能的策略。
通过城市桥梁抗震性能分析,揭示了不同类型桥梁在地震中存在的脆弱性,并提出了基于城市桥梁特点的抗震设计标准。
抗震技术加固策略研究突出了技术创新的重要性,通过实际案例验证了新型结构材料和工程技术的有效性。
最后,城市桥梁抗震设计与可持续发展思路将科学的结构设计和环保型设计相结合,以南京长江大桥为例验证了这一理念的实际效果。
通过此研究,我们为城市桥梁抗震设计提供了全面且深入的解决方案,为城市交通基础设施的可持续发展注入新的活力。
关键词:桥梁设计、抗震性能分析、加固技术、地震灾害、城市基础设施引言:城市桥梁作为重要的交通纽带,不仅承载着人们日常出行的重要功能,更是城市基础设施中不可或缺的一环。
面对地震这一自然力量的威胁,桥梁结构的安全性成为亟待解决的问题。
本研究将焦点置于桥梁设计中的抗震性能分析与加固技术,致力于提升桥梁在地震条件下的稳定性与安全性。
随着城市化的不断发展,桥梁的承载负荷和作用日益显著,然而地震带来的破坏性后果却时刻威胁着桥梁结构的完整性。
本研究深入剖析桥梁结构在地震中的表现,揭示其抗震性能的关键问题。
1.城市桥梁抗震性能分析与问题揭示随着城市交通的不断发展,城市桥梁的安全性和可持续性成为城市规划和基础设施建设的重要议题。
在这一背景下,本研究着眼于城市桥梁的抗震性能,旨在通过深入分析桥梁结构的现状,揭示其在地震条件下存在的问题,以期为提升城市交通系统的抗灾能力提供有力支持。
城市桥梁作为交通系统的骨架,不仅连接城市各个区域,还支持着人们的日常出行、货物运输等重要功能。
其稳定性和安全性直接关系到城市的正常运行和居民的生活品质。
随着城市化进程的推进,桥梁所承受的负荷和压力也在不断增加,特别是在地震频发地区,其抗震性能显得尤为关键。
桥梁结构中的桥梁抗震设计与加固

桥梁结构中的桥梁抗震设计与加固随着社会的发展和城市化进程的加快,桥梁作为交通运输的重要设施,在城市和乡村发挥着关键作用。
然而,地震是破坏桥梁结构的一大威胁。
因此,桥梁抗震设计和加固成为保障桥梁结构安全的重要手段。
首先,桥梁抗震设计是桥梁工程中必不可少的环节。
一座桥梁的抗震性能是由其结构设计师在设计阶段决定的。
在桥梁抗震设计中,首先需要考虑桥梁所处的地理环境和地震烈度等级。
不同地区的地壳运动情况和地震频率不同,需要根据实际情况进行设计。
其次,设计师需要深入研究桥梁的结构形式和材料特性,以确定适合的设计方案。
例如,钢结构桥梁相对于混凝土结构桥梁在抗震性能方面具有优势,设计师可以选择合适的结构形式。
此外,设计师还需要考虑桥梁的动态响应,通过分析桥梁的振动特性和地震力对桥梁的影响,确定合理的结构参数。
综合这些因素,设计师制定出满足抗震要求的桥梁设计方案。
然而,仅有合理的设计是不够的。
桥梁结构的改造和加固是确保桥梁抗震能力的关键。
在设计阶段,如果发现桥梁的抗震性能不佳,或者在建造之后出现了质量问题,就需要及时采取加固措施。
加固的方式多种多样,可以分为主动加固和被动加固两类。
主动加固是指在原有的桥梁结构上增加新的构件或者改变原有构件的形状和位置,以提高桥梁的抗震能力。
被动加固是指在桥梁结构周围设置抗震装置或加固材料,增加桥梁的整体抗震能力。
无论是主动加固还是被动加固,都需要专业的工程师进行详细的分析和计算,确保加固方案的有效性和可行性。
此外,桥梁抗震设计和加固还需要结合桥梁的实际使用情况进行评估。
桥梁不仅要承受正常的车辆荷载,还要考虑到可能发生的地震荷载。
因此,需要根据桥梁的使用情况和使用强度,确定合理的抗震设防标准。
例如,在地震频率较高的地区,可能需要更高的抗震设防标准和更严格的加固要求。
此外,桥梁的定期检查和维护也是确保桥梁结构安全的重要措施。
通过定期检查桥梁的结构状况和功能性能,及时发现潜在的问题,并采取相应的维护和修复工作,可以延长桥梁的使用寿命。
桥梁结构的抗震性能评估与改进研究

桥梁结构的抗震性能评估与改进研究摘要:桥梁作为人类文明的重要标志之一,承载着人们的出行和物资流动。
然而,地震作为一种自然灾害,给桥梁结构带来了巨大的破坏和威胁。
因此,评估和改进桥梁结构的抗震性能显得尤为重要。
本文旨在探讨桥梁结构的抗震性能评估方法,并分析现有抗震性能存在的问题。
通过本文的研究,希望能够为提升桥梁结构的抗震能力、保障人们的生命财产安全,提供有益的参考和指导。
关键词:桥梁结构;抗震性能;评估;改进;技术推广一、桥梁结构的抗震性能的重要性抗震技术是在地震灾害频发的背景下逐渐发展起来的一项重要技术。
随着科学技术的不断进步和人们对地震灾害的深入认识,抗震技术得到了广泛的关注和应用。
在过去的几十年里,抗震技术经历了从初级阶段到成熟阶段的发展过程。
在抗震技术的发展过程中,人们逐渐认识到地震对建筑物和结构的破坏是由地震波的传播和结构的动力响应引起的。
因此,抗震技术的发展主要集中在两个方面:一是地震波的预测和分析,二是结构的抗震设计和改进。
桥梁结构抗震性能的改进是保障桥梁结构安全可靠的重要措施。
地震是一种破坏性极强的自然灾害,对桥梁结构的影响尤为严重。
因此,提高桥梁的抗震性能具有重要的意义。
抗震性能改进可以有效减少地震对桥梁结构的破坏。
地震作用下,桥梁结构会受到地震波的冲击和地震引起的地面变形等影响,容易发生破坏甚至倒塌。
通过改进桥梁的抗震性能,可以增加结构的抗震能力和韧性,减少破坏发生的可能性,从而保障桥梁的安全运行。
抗震性能改进可以提高桥梁的使用寿命。
地震破坏不仅会导致桥梁结构的修复和重建,还会对桥梁的使用寿命造成严重影响。
通过改进抗震性能,可以增加桥梁结构的抗震能力和耐久性,延长桥梁的使用寿命,减少维修和更换的频率,降低维护成本。
抗震性能改进还可以提高桥梁结构的可靠性和安全性。
地震是一种突发性的自然灾害,对桥梁结构的要求非常高。
因此,通过改进抗震性能,可以增加桥梁结构的稳定性和可靠性,提高桥梁在地震中的抵抗能力,保障人员和交通的安全。
桥梁结构设计规范要求的抗震性能评估方法

桥梁结构设计规范要求的抗震性能评估方法桥梁是现代城市交通中不可或缺的基础设施之一,承载着车辆和行人的重要运输通道。
为确保桥梁在地震发生时能够保持稳定并继续运行,桥梁结构设计规范中要求进行抗震性能评估。
一、建立地震动输入评估桥梁结构的抗震性能时,首先需要建立合适的地震动输入。
通过分析历史地震数据、地质构造和构筑物所在区域的地质条件,确定最具代表性的地震动参数,包括加速度、速度和位移等。
二、选择性能指标选择适当的性能指标对桥梁结构的抗震性能进行评估非常重要。
常用的指标包括位移角、加速度响应和位移响应等。
由于桥梁结构形式和功能的不同,可以根据具体情况选择合适的性能指标。
三、进行结构模型分析建立桥梁结构的数学模型,并进行地震动力学分析,以评估结构在地震作用下的响应情况。
结构模型可以采用等效静力法或者时程分析法,根据实际情况选择合适的计算方法。
四、评估结构的承载力桥梁结构的承载力是评估抗震性能的重要指标。
通过计算结构在地震作用下的受力情况,包括弯矩、剪力等,以评估结构的承载力是否满足设计规范的要求。
五、进行安全性评估利用评估结果,进行桥梁结构的安全性评估。
根据结构的性能指标与规范要求进行对比,评估结构在地震作用下的安全性能,判断结构是否需要进行改造或者加强。
六、提出建议方案根据评估结果,提出合理的建议方案。
如果结构的抗震性能不满足规范要求,可以考虑采取加固、改造等措施以提高结构的抗震性能。
同时,还应考虑方案的经济性、施工难度等因素。
七、编制评估报告在评估完成后,编制详细的评估报告。
报告应准确地描述桥梁结构的抗震性能评估过程、结论和建议,并提供相关的计算数据和图表等。
报告的内容应清晰、简明,并符合相关规范要求。
八、定期维护检测桥梁结构的抗震性能评估是一个动态的过程,随着时间的推移,结构的状况可能发生变化。
为确保桥梁的安全性能,应定期进行维护检测,及时发现和修复潜在的问题。
总结:桥梁结构设计规范要求的抗震性能评估方法是确保桥梁在地震中能够保持稳定和安全运行的重要工作。
桥梁抗震性能分析

桥梁抗震性能分析桥梁是连接两个地理位置的关键结构,因此其对震动的抵抗能力至关重要。
抗震性能分析是评估桥梁在地震中的稳定性和可靠性的过程。
本文将介绍桥梁抗震性能分析的重要性,以及常用的方法和技术。
1. 引言桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其抗震性能直接关系到行车安全和生命财产保护。
因此,对桥梁的抗震性能进行准确评估和分析,对于提高桥梁的抗震能力具有重要意义。
2. 抗震性能分析方法2.1 静态分析法静态分析法是一种常见的桥梁抗震性能评估方法。
该方法基于结构静力平衡方程,通过计算结构在地震作用下的反力和变形来评估其稳定性。
静态分析法对于简单结构和小地震作用适用,但对于复杂结构和大地震作用则存在一定的局限性。
2.2 动力响应分析法动力响应分析法基于结构的动力特性,通过考虑结构的质量、刚度、阻尼等参数来分析桥梁在地震中的反应。
该方法能够更准确地模拟地震的实际工况,但需要准确的结构动力参数和地震输入。
2.3 离散元素分析法离散元素分析法是一种基于元素离散化的数值方法,通过离散化计算结构在地震作用下的变形和应力状态。
该方法适用于非线性结构的分析,能够较好地考虑结构的接触、摩擦和断裂等复杂力学行为。
3. 抗震性能评估指标3.1 振动特性振动特性是衡量桥梁抗震性能的重要指标,包括自振频率、阻尼比等。
自振频率越高,说明结构越刚性,抗震性能越好。
3.2 变形性能变形性能是指桥梁在地震作用下的变形能力。
较小的变形能够减小结构对地震力的响应,提高抗震性能。
3.3 塑性耗能塑性耗能是桥梁在地震中塑性变形所吸收的能量。
较大的塑性耗能能够减小地震对结构的破坏程度,提高结构的抗震能力。
4. 抗震性能改善措施4.1 结构增强结构增强是提高桥梁抗震性能的重要手段之一。
包括加固构件、增加钢筋混凝土覆盖层、使用高性能材料等方法,能够提高结构的刚度和耐震能力。
4.2 减震措施减震措施是通过引入减震器等装置来减小地震作用对桥梁的影响。
减震器能够吸收和消散地震能量,降低结构的响应,提高抗震性能。
桥梁安全的抗震评估

桥梁安全的抗震评估
桥梁安全的抗震评估是评估桥梁在地震发生时的抗震性能和安全性。
抗震评估的目的是确定桥梁的抗震能力是否满足设计要求,以及在地震发生时可能出现的损伤和灾害程度,为制定抗震加固方案和应对措施提供依据。
抗震评估通常包括以下几个方面的内容:
1. 桥梁设计参数分析:评估桥梁的设计参数是否满足抗震要求,包括桥墩、桥面板、铺装层等的尺寸、材料等。
2. 桥梁结构力学分析:通过有限元分析等方法,模拟地震荷载作用下桥梁的应力、挠度、变形等响应,评估结构在地震荷载下的安全性能。
3. 桥梁损伤评估:对桥梁可能出现的损伤进行评估,包括桥墩倒塌、桥面板破裂、支座位移等,根据损伤程度判断桥梁的使用安全性。
4. 安全性评估:根据桥梁的设计要求和地震荷载参数,对桥梁的安全性能进行评估,判断在地震发生时桥梁是否会出现倒塌、失效等严重事故。
5. 抗震加固措施和建议:根据评估结果,提出相应的抗震加固方案和建议,以提高桥梁的抗震能力和安全性。
需要注意的是,桥梁抗震评估需要综合考虑桥梁的设计、材料、
施工质量等因素,并与当地地震烈度和设计要求相匹配,确保桥梁能够在地震中保持结构的完整性和功能性,保障人员和车辆的安全。
桥梁抗震研究综述

桥梁抗震研究综述桥梁是连接城市和乡村的重要交通枢纽,承载着车辆和行人的重要交通工程。
地震是世界范围内常见的自然灾害,桥梁在地震中往往面临严重破坏甚至倒塌的风险。
对桥梁的抗震性能进行研究,提高桥梁在地震中的承载能力和安全性,对于保障交通安全和城乡联通具有极其重要的意义。
目前,关于桥梁抗震性能的研究已经取得了很多进展,本文将综述桥梁抗震研究的现状和发展趋势,以期为相关领域的研究人员提供参考和借鉴,推动桥梁抗震性能的提升。
一、桥梁抗震研究的现状1. 桥梁抗震设计规范目前,国内外都建立了一系列规范和标准,用于规范桥梁的抗震设计和施工。
中国国家标准《公路桥梁抗震设计规范》(GB 50441-2007)、美国国家标准《桥梁设计规范》(AASHTO LRFD Bridge Design Specifications),这些规范主要包括桥梁的抗震设计参数、地震作用下的受力分析、抗震构造形式等内容,为桥梁的抗震设计提供了基本依据。
2. 桥梁抗震性能研究方法在桥梁抗震性能研究中,主要采用了试验、数值模拟和理论分析等方法。
试验包括静力试验和动力试验,通过对不同类型桥梁的地震响应进行试验观测,获取有关结构在地震作用下的变形、位移和应力等数据。
数值模拟则是通过有限元分析等方法,对桥梁在地震作用下的响应进行模拟计算,得到结构的动力特性和抗震性能参数。
理论分析主要以结构动力学和地震工程理论为基础,通过推导和计算,研究桥梁在地震中的受力、变形和破坏机理。
3. 桥梁抗震性能评估与加固技术桥梁抗震性能评估是指对已有桥梁的抗震性能进行评估分析,确定结构的抗震能力及存在的安全隐患。
针对评估结果提出相应的加固措施,包括增加剪力墙、设置阻尼器、加固桥墩等技术手段,以提高桥梁的抗震性能和安全性。
1. 多学科交叉研究随着科学技术的不断进步,桥梁抗震研究已经逐渐向多学科交叉研究的方向发展。
除了结构工程领域的研究外,还需要借助地震工程、材料科学、机械工程等多个学科的知识,开展相关研究,从而全面提高桥梁在地震中的抗震性能。
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西部交通建设科技项目合同号:2002 318 000 28 密级:交通编号:单位编号:分类号:桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究技术总报告(简本)交通科研交通部公路科学研究院省公路科学技术研究所2006年11月桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究研究报告(简本)简介“桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究”是交通部西部交通建设科技项目。
该项目由交通部组织,项目承担单位为交通科研,交通部公路科学研究院、公路科学研究所,项目参加单位包括清华大学、理工大学等多家科研院所和高等院校。
该项目总体目标是:结合我国西部地区桥梁结构的具体特点,将调查研究、理论分析与试验方法相结合,开展适合西部地区特点、并有在全国其他地区推广前景的桥梁结构抗震性能评价及抗震加固技术研究,通过本项目依托工程的具体实施,形成桥梁结构抗震性能评价及抗震加固成套技术。
该项目是我国到目前为止投入经费最高(590万),参加单位和人员最多和研究时间最长的桥梁抗震技术研究项目。
经过5年的刻苦攻关,该项目圆满完成,解决了我国桥梁抗震性能评价及抗震加固技术方面的主要关键技术问题,取得了一系列具有国际先进水平的技术成果,部分研究成果处于国际领先水平。
背景我国现行《公路工程抗震设计规》(JTJ004—89)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。
随着我国90年代交通事业迅猛发展,该规已远远不能适应。
但是目前所有国的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规即是《公路工程抗震设计规》和《铁道工程抗震设计规》。
但这些规采用的抗震技术已经远远落后于国际先进水平。
1971年的美国圣费南多地震,仅是中等强度震级(M6.5级),造成了桥梁工程的严重破坏。
这次地震成为美国乃至全世界桥梁抗震技术发展的一个转折点。
1971年前,美国各公路桥梁设计准则中的抗震设计部分是根据加利福尼亚州关于建筑物横向力的规定而制定的。
此次地震后,1973年加利福尼亚州运输部(Cartrans)提出了新的桥梁抗震设计准则;1975年AASHT0根据Cartrans73年条文略加修订制定了一个暂定规,它适用于美国的所有地区。
所以,1971年圣费南多地震是美国桥梁抗震设计准则编制的一个重要转折点。
同时,美国应用技术委员会(ATC)对桥梁抗震设计若干问题进行深入调查与研究,于1981年提交了美国公路桥梁抗震设计指南报告,并在多年后列入AASHTO编制的公路桥梁设计规中。
随后的1989年和1994年,美国两次受到中等强度地震(Loma Prieta地震和Northridge地震)袭击,导致了桥梁的严重破坏;1995年日本Kobe地震同样是一个中等强度的地震,造成大量高速公路、高速铁路桥隧的破坏,使经济遭受巨大损失。
如都以当时的币值为准,以上三次中等强度地震导致城市经济总损失分别为70、200、1500亿美元。
发生在抗震技术处于世界先进水平的美国和日本的这几次中等强度地震造成的严重灾害使得世界围的抗震研究人员开始反思,同时促进了抗震技术在近20年的深入发展,特别是提出更先进的概念和具体的措施。
日本1995年阪神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。
桥梁、道路方面的抗震设计规已经重新编写,并于1996年颁布实施;美国也相继在联邦公路局和Caltrans等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规修订有关的研究工作,已经完成了多部系统的抗震技术研究报告和技术指南(ATC18、ATC32和ATC40)。
与旧规相比,新规或指南无论在设计思想、设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。
相比之下我国现行《公路工程抗震设计规》水准远落后于国外同类规。
若不进行改进,其后果必然是我国不少的桥梁工程将留下地震隐患。
我国在地震后,《铁路工程抗震规》和《公路工程抗震规》都经过专题研究,先后在1989年与1990年正式颁布了新的修改版,城市桥梁抗震设计参照此两本规执行。
但是,编制于改革开放初期的这两本规并未能充分吸收当时美国等发达国家的研究成果以及震害教训和经验。
我国政府部门已经认织到上述问题。
建设部、交通部和铁道部分别开展了相关抗震技术规的编修工作。
但是规编修工作只是将相对成熟的应用技术进行归纳总结和标准化,一般难以对基础性关键问题进行深入研究;同时,新规实施之前建成的桥梁,其抗震能力如何评价?如果抗震能力不足,则应如何进行抗震加固?这两个问题正是本项目需要重点攻克的基本问题。
要解决这两个基本问题就必须全方位把握桥梁抗震技术的各个方面,主要是:1、抗震设计理念。
从1970年代及之前的单一强度设计理念发展到国际上逐渐采用的基于性能的抗震设计(Performance-Based Seismic Design);2、地震动输入参数。
从过去单水平设防、一阶段设计发展到现在的多水平设防、多阶段设计,如何确定合理的地震动输入参数是结构抗震的基本问题之一;3、抗震措施。
从过去采用直观的、定性的、概念性的抗震措施发展到现在采用分析的、定量的、具体的减、隔震技术、能力保护设计、防落梁措施等;4、抗震性能评估(计算)。
从过去采用单指标的、简化的、线性评估方法发展到现在采用多指标、综合的、非线性的评估方法;5、抗震加固。
从过去在抗震加固中采用传统的结构加固技术到发展专门的抗震加固技术、从过去对局部的抗震加固发展到结合概念设计的综合加固。
因此,本项目必需完成对桥梁抗震技术的全方位研究。
为保证研究取得切实的进展,研究水平能与国际一流水平接轨、研究成果能应用于实际工程,课题组重点加强了调研工作。
通过大量收集、消化和吸收国外研究成果,课题组对数十年来国外桥梁震害的主要规律、特点进行了全面归纳总计;对欧洲、美国、日本等西方发达国家的相关规、标准、指南进行了系统的学习;对我国地震多发地区桥梁开展了大量的现场调查和分析。
在此基础上,课题组制定了理论分析、试验研究、软硬件系统研发等工作,取得了系统的研究成果。
主要研究工作容针对我国《公路工程抗震设计规》(JTJ004-89)颁布后建成的梁式桥,进行抗震性能评价及抗震加固技术的调研、理论分析、试验研究和依托工程实施。
项目分五个子课题进行研究,即:1、公路桥梁抗震性能评价与抗震加固技术指南2、公路桥梁抗震性能诊断检测技术与相关模型试验3、公路桥梁抗震计算与抗震性能评价方法4、公路桥梁抗震加固方法与加固材料成套技术研究5、公路桥梁抗震加固的具体实施与后评价各个专题均圆满完成了研究任务,并形成了相应的专题研究报告。
在五个研究报告的基础上形成了项目技术总报告。
“公路桥梁抗震性能评价与抗震加固技术指南”研究专题对我国地震活动概况、国外地震工程发展情况、历史破坏性地震中典型的桥梁震害以及桥梁抗震加固技术进行了整理与归纳总结;调研与分析是课题研究、编写《指南》框架的重要依据,在专题报告中,给出了34座公路桥梁的详细分析过程;《指南》也在此专题中体现,从6个方面来实现桥梁抗震性能的评价。
“公路桥梁抗震性能诊断检测技术与相关模型试验”研究专题通过对桥梁的静动力测试方法、典型墩柱构件的延性检测、梁式桥抗震性能的室模型实验技术进行研究,结合有限元分析计算,对梁式桥的抗震性能提出了合理的检测评价方法。
为公路梁式桥的抗震计算模型和抗震性能检测和评价体系提供完整、准确、可靠的技术参数。
课题组完成的主要工作是:针对梁式桥进行实地调查,建立基于有限元分析和Pushover算法的梁式桥的抗震性能鉴定体系;针对梁式桥桥墩进行了墩柱模型抗震性能的试验研究,对影响梁式桥桥墩性能的各个参数进行了试验和理论分析,为桥梁整体抗震性能的评估体系提供了可靠的关于桥墩延性性能的指标;通过对梁式桥整体抗震性能的研究,建立基于梁式桥整体抗震性能的抗震鉴定成套技术;完成了1座3跨大比例简支梁桥的地震台阵试验研究。
图1 世界首例三跨简支梁桥大比例全桥模型地震台阵试验示意图“公路桥梁抗震计算与抗震性能评价方法”研究专题结合近年结构抗震的发展趋势,针对大跨度、高墩长周期桥梁的地震动输入、分析和评价方法进行了研究,同时,为了给新的桥梁抗震设计规提供一些参考,收集了美国、欧洲、日本的相关规,对研究、设计中所关心的问题进行了对比分析,并在该研究项目中首次提出基于模态分析的Pushover方法。
桥梁抗震计算可视化智能系统(BAS)的程序编制报告、用户使用手册及程序测评报告也包含在专题报告三中。
图2 自主知识产权的桥梁抗震计算可视化智能系统(BAS)“公路桥梁抗震加固方法与加固材料成套技术研究”研究专题针对我国西部地区公路桥梁提出了推荐采用的防止落梁加固措施的加固材料、设计方法、施工工艺;提出了柱式桥墩抗震加固方法的加固材料、设计方法、施工工艺;形成了公路桥梁抗震加固方法与加固材料成套技术。
通过对国外震害资料进行查询和调研,熟悉了国外采用的抗震性能评价方法及加固措施等,并对已建桥梁进行抗震性能分析和评价,从而对已建桥梁提出加固设计意见,进行抗震加固,最后对加固后的桥梁进行后评价并提出加固方法等的改进意见。
(a) 试验总装 (b) 破坏后的塑性铰图3 矩形桥墩拟静力试验照片“公路桥梁抗震加固的具体实施与后评价”研究专题完成了对本项目研究成果的应用和检验,该专题深入开展新平县石羊江桥、南涧县魏山河桥、南涧河桥等三座西部公路桥梁的抗震性能检测和抗震加固工作,为本项目研究成果的推广应用提供了典型的成功案例。
图4 桥梁抗震加固现场照片主要研究成果课题组从桥梁抗震性能检测、评价、分析方法、抗震设计、抗震加固等方面对“公路桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究”课题开展了系统深入的研究。
从西部公路桥梁的调研开始,大量收集、学习国外关于桥梁抗震性能评价及加固的相关资料,结合对西部已建、新建的数十座公路桥梁的抗震性能评价研究和数十个桥墩的拟静力试验及全桥的振动台阵地震模拟试验,分析研究并归纳总结了检测、分析和评价方法以及抗震设计、抗震加固的主要容和技术方法。
取得的主要研究成果包括:1、编制了《公路桥梁抗震性能评价及抗震加固技术指南》(1)收集了1966-1999年国外桥梁震害的资料,研究了震害特点及经验和教训;整理了桥梁抗震分析理论和抗震设计方法的发展历程和各种方法的适用性,并采用其中的方法对60余座简支梁桥、刚构桥、连续梁桥、连续-刚构组合梁桥进行了抗震性能评价;研究了国外成熟的、经济实用的桥梁抗震加固技术,并纳入《指南》。
(2)《指南》给出了抗震性能评价的流程,提供了分析、评价方法,并针对既有桥梁给出抗震加固时采用的具体可行的方法。
将桥梁抗震性能的评价分为一级评价和二级评价。
一级评价以宏观控制为主,根据综合评分结果划分等级;二级评价以抗震验算为主,主要是选定适合的计算、评价方法针对构件的抗弯、抗剪、稳定性等的验算,同时融入延性的概念,综合评分后进行等级划分。