桥梁抗震文献综述
桥梁抗震的研究进展
桥梁抗震的研究进展一、本文概述随着全球气候变化的加剧,地震等自然灾害频发,桥梁作为交通网络的重要组成部分,其抗震性能越来越受到人们的关注。
近年来,桥梁抗震研究取得了显著的进展,不仅提高了桥梁的抗震设计水平,也为保障交通畅通和人民生命财产安全提供了有力支持。
本文旨在综述桥梁抗震研究的最新进展,探讨当前研究热点和未来发展趋势,为桥梁抗震设计与实践提供参考。
本文将首先回顾桥梁抗震研究的历程,分析地震对桥梁结构的影响及破坏机理。
在此基础上,重点介绍近年来桥梁抗震设计理论、实验技术、数值模拟等方面的研究进展,包括抗震设计理念的更新、新型抗震材料的研发、智能抗震技术的应用等。
还将对桥梁抗震加固与修复技术、震后桥梁快速评估与恢复等方面进行讨论。
本文还将关注桥梁抗震研究的前沿动态,包括抗震设计规范的更新、新型抗震结构体系的探索、多学科交叉融合在桥梁抗震研究中的应用等。
通过对这些内容的梳理与分析,本文旨在为桥梁抗震研究与实践提供新的思路和方法,推动桥梁抗震技术的持续发展与进步。
二、桥梁抗震设计理论桥梁抗震设计理论是确保桥梁在地震中安全稳定运行的关键。
随着科技的不断进步和研究的深入,桥梁抗震设计理论也得到了显著的发展。
传统的抗震设计主要依赖于静态的力学分析和结构强度评估,但地震是一个高度动态的过程,因此,现代的抗震设计更加注重动态分析,包括时程分析、反应谱分析等方法,以更准确地模拟地震对桥梁的影响。
近年来,基于性能的抗震设计(Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE)成为研究的热点。
PBEE强调根据桥梁的特定性能目标来进行设计,而不仅仅是满足某种静态的强度要求。
这种设计方法允许设计师根据桥梁的重要性、使用功能、维护成本等因素,为其设定不同的性能水平,从而在地震中达到预期的抗震效果。
随着计算机科学和人工智能的发展,数值模拟和智能算法在桥梁抗震设计中的应用也越来越广泛。
道路和桥梁结构的抗震性能研究
道路和桥梁结构的抗震性能研究摘要:道路和桥梁结构的抗震性能一直是土木工程领域的重要研究方向之一。
地震是一种常见的自然灾害,对道路和桥梁结构的破坏可能导致灾难性的后果,如交通瘫痪、人员伤亡和财产损失。
因此,研究和提高道路和桥梁结构的抗震性能至关重要。
本文将综述当前关于道路和桥梁结构抗震性能研究的最新进展,包括抗震设计准则、地震模拟和结构改进等方面的内容。
通过深入了解这些方面,我们可以更好地理解如何提高道路和桥梁结构的抗震性能,以应对未来可能发生的地震灾害。
关键词:道路、桥梁、抗震性能、地震模拟、结构改进引言地震是一种具有破坏性的自然灾害,经常造成重大人员伤亡和财产损失。
在地震发生时,道路和桥梁结构通常处于最前线,因此它们的抗震性能至关重要。
为了减少地震对交通和基础设施的影响,研究如何提高道路和桥梁结构的抗震性能已经成为土木工程领域的一个关键任务。
抗震设计准则是研究抗震性能的出发点之一。
这些准则通常由国际和国家标准机构发布,旨在规定在建设道路和桥梁结构时需要遵守的抗震要求。
这些要求涵盖了材料的选择、结构设计、施工规范等方面。
通过遵守这些准则,工程师可以确保新建或维护的道路和桥梁结构具有一定的抗震性能。
地震模拟是另一个关键领域,用于研究道路和桥梁结构的抗震性能。
通过使用数值模拟技术,工程师可以模拟不同强度的地震事件对结构的影响。
这种模拟有助于确定结构的脆弱点,并指导改进措施的制定。
地震模拟还可以用于评估现有结构的抗震能力,以确定是否需要进行升级或修复。
结构改进是提高道路和桥梁结构抗震性能的重要方法之一。
这包括采用新的材料、设计方法和施工技术,以增强结构的抗震能力。
例如,使用抗震减震器、增加结构支撑、加固桥墩等方法都可以提高结构的抗震性能。
此外,定期维护和检查现有的道路和桥梁结构也是确保其抗震性能的关键因素之一。
本文将深入探讨上述抗震性能研究的各个方面,以帮助读者更好地理解如何提高道路和桥梁结构的抗震性能。
桥梁抗震研究综述
桥梁抗震研究综述桥梁是城市交通的重要组成部分,承担着连接城市道路、促进经济发展的重要功能。
地震是威胁桥梁安全的重要自然灾害之一,一旦发生地震,可能对桥梁造成严重破坏,甚至导致交通中断和人员伤亡。
桥梁抗震研究备受关注,针对其抗震性能进行深入研究,以提高桥梁的抗震能力,保障城市交通的安全。
一、桥梁抗震研究的背景和意义随着城市化进程的加快和交通工程的发展,城市桥梁的数量和规模不断增加,而我国又处于地震多发区域,地震灾害的频发给城市桥梁的安全带来了严峻挑战。
地震对桥梁的破坏主要表现为结构倒塌、桥墩破坏和桥面变形等,严重影响城市交通运行和灾后救援工作。
加强桥梁的抗震研究,提高桥梁的抗震能力,对于城市交通安全和城市灾害防护具有重要意义。
二、桥梁抗震研究的现状和发展趋势1. 现状目前,桥梁抗震研究已经取得了一定的进展,在结构设计、材料选用、施工工艺等方面不断进行优化和改进,以提高桥梁的抗震性能。
国内外学者也针对不同类型和规模的桥梁进行了大量抗震试验和仿真分析,积累了丰富的经验和数据。
2. 发展趋势随着科学技术的不断发展和研究手段的完善,桥梁抗震研究将不断深入和拓展。
未来的桥梁抗震研究趋势包括:结构材料的新型应用,如高性能混凝土、新型钢材等;结构设计的先进理论和方法,如抗震设计的整体性能要求、桥梁结构的隔震设计等;抗震试验和仿真分析技术的完善,如大型桥梁的振动台试验,多场耦合数值模拟等。
三、桥梁抗震研究的关键问题和挑战1. 结构设计桥梁的抗震设计需要考虑多种因素,包括地震作用、风载作用、交通荷载等,而这些因素的相互影响和叠加效应使得桥梁的抗震设计显得更加复杂和困难。
如何在结构设计中兼顾各种力学作用,确保桥梁结构的整体安全性和稳定性是桥梁抗震研究的一个重要问题。
2. 结构材料结构材料是桥梁抗震性能的关键因素之一,目前新型材料的应用为提高桥梁的抗震能力提供了新的途径。
新型材料的性能参数和工程应用存在一定的差距,如何充分发挥新型材料的优势,确保桥梁结构的安全可靠性是桥梁抗震研究的另一个挑战。
桥梁工程文献综述
摘要:本文从桥梁工程的定义出发,对桥梁工程做了基本的定界,接着介绍了桥梁的基本组成、桥梁的分类以及特点,随后,阐述了桥梁学科的历史发展以及规律,正是因为在历史的发展中我们不断总结和反思,才更好的推动了桥梁工程突飞猛进的发展。
从历史过过渡到当下,进而引出了当下的一些桥梁学科的前沿问题,为后面对桥梁工程未来的展望奠定了基础。
最后,对桥梁工程未来的发展方向做出了分析。
关键词:组成;分类;历史,前沿;未来引言:本篇文献综述的论述主题是桥梁工程,紧紧围绕桥梁工程来展开本文。
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术,它是土木工程中属于结构工程的的一个分支。
桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。
我们在生活中桥梁处处可见,由此可看出桥梁在生产生活中的重要性,通过历史发展我们也可以了解到桥梁在文化,经济,军事每一个方面都有着重大的影响,桥梁随着时间的推移在不断的改变,但却历久弥新。
随着科学技术的发展,经济,社会,文化水平的提高,桥梁建筑的需求越来越高。
经过几十年的努力,我国的桥梁工程无论在建设规模上,还是在科技水平上,都取得令世界瞩目的成就。
现代建筑的价值源于创新精神,桥梁工程也不例外。
作为一名工科学子,我们要克服因循守旧,不思进取的风气,敢于质疑传统,在结构形式、施工方法、设计理念和设计方法上创新,对更高科技、更高质量、更环保的工程技术的追求步履不停。
正文:1.【1】桥梁的基本组成桥梁的组成与桥梁的结构体系有关。
常见的桥梁组一般由上部结构、下部结构两部分组成。
在桥跨和墩台之间还设有支座,用于连接和传力。
除此之外,还有路堤、挡墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯以及导航装置等附属设施。
1.1上部结构桥梁位于支座以上的部分称为上部结构,它包括桥跨(也叫承重结构)和桥面。
桥跨是桥梁中直接承受桥上交通荷载并架空的结构部分;桥面是承重结构以上的各部分(指公路桥的行车道铺装,铁路桥的道砟,枕木,钢轨,排水防水系统,人行道,安全带,路缘石,栏杆,照明或电力装置,伸缩缝等)。
大跨度桥梁抗震技术研究综述
大跨度桥梁抗震技术研究综述发布时间:2021-04-15T14:00:13.343Z 来源:《建筑科技》2020年10月上作者:阮元元[导读] 大跨度桥梁作为交通枢纽和生命线工程,其抗震性能一直是工程界关注的焦点。
和一般跨度的桥梁相比,大跨度桥梁的抗震设计有许多问题还需要进一步研究,从而为完善大跨度桥梁的抗震设计规范提供必要的理论依据。
广州中建地产广州有限公司阮元元 510665摘要:大跨度桥梁作为交通枢纽和生命线工程,其抗震性能一直是工程界关注的焦点。
和一般跨度的桥梁相比,大跨度桥梁的抗震设计有许多问题还需要进一步研究,从而为完善大跨度桥梁的抗震设计规范提供必要的理论依据。
0引言到目前为止,结构控制的研究,尤其是主动控制、半主动控制和混合控制的研究,多以高层建筑为主要应用对象。
大跨度桥梁作为交通枢纽和生命线工程,振动问题不仅关系到其正常安全运营,而且关系到震后救援工作能否顺利进行。
由于主动控制需要系统各元件长期保持可靠性和电力系统的保证,这一点在地震发生时是难以保证的,而且地震等破坏因素为偶然事件,从经济角度考虑,目前iCgadallZ提出了一个两自由度的尾流驰振模型,maguhci曾做过大量试验讨论了斜拉桥拉索产生尾流驰振的可能性。
lAanDvaenPort指出,对斜拉桥的两平行索面,阵风击打上、下两排索面的时间差为B/V(B为两索面的间距,V为风速)。
1桥梁震动控制方法研究现状引起斜拉桥拉索振动的原因很多,由于斜拉索的振动而导致桥梁破坏或防碍交通运营的现象经常发生。
因此,如何有效控制拉索的振动,是一个极具挑战性的课题,许多研究者为此做了大量的工作,取得了较好的效果。
控制拉索振动的方法包括:在斜拉索之间增设附加索;改变拉索表面形状以改变索的空气动力特性;在索近端部增设被动、主动或半主动阻尼器;主动控制索的轴向张拉力等方法。
1.1被动控制增设附加索可以使索的振动特性得到改变,从而使索的固有振动频率位于可能引起拉索大幅振动的激励频率范围之外,具有较好的控制效果,如,荷兰鹿特丹的ErasmuS大桥,法国的Normandie大桥及日本的Yobuk。
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。
桥梁抗震设计研究论文
桥梁抗震设计研究论文桥梁抗震设计研究论文桥梁抗震设计研究论文主要针对桥梁抗震设计要点、破坏的类型、桥梁的防震措施进行了研究。
桥梁抗震设计研究论文【1】[摘要]我国地震时常发生,震害强烈,破坏力大。
因此,对于我国的公路桥梁工程建筑来说,必须要加强防震措施,减少地震带来的损失。
我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计,推进抗震措施的理论发展和实践技术,来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失,促进社会的和谐发展。
[关键词]桥梁抗震设计、破坏的类型、措施一、地震给桥梁带来的破坏类型(一)支座破坏根据我国对地震灾害中桥梁的调查显示112座桥梁中有53座桥梁约占47%发生了支座破坏,综合国内外十次大地震的调查报告,支座的破坏现象属于普遍现象。
支座的地震灾害主要表现为支座倾斜和剪断、自动支座的脱落和支座自身建造组成的破坏。
支座垫块被重力压碎,使得桥板不稳定,甚至造成落梁。
落梁的发生与支座破坏密切相关,支承破坏使得桥梁上部失去支撑,造成落梁事故。
当支座破坏时会使得墩-梁之间产生位移,当墩梁间的相对位移大于主梁搁置长度后,主梁将从桥墩脱落从而使得发生落梁。
(二)梁体移位造成的破坏上部梁体的移位是震害中常见的破坏,根据地震的震向而发生纵向移位、横向移位以及扭转移位。
其中伸缩缝处发生移位成为主要灾害。
地震时地势的扭曲,桥梁的梁体移位是绝对的。
如果震幅较小不会发生太大的移位,震后将换掉不能正常工作的的支座,把梁体加固后恢复原位,桥梁就还可以正常工作。
但是,如果震幅过大,造成较大移位就会导致落梁。
所以采取抗震措施减小梁体位移就显得十分重要。
就如云南地震时的有些桥梁上部结构没有落梁,发生了比较大的移位。
虽然没有出现塌落事故,但是已经成为废桥不再能够正常使用了。
(三)地基与基础破坏地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌的重要原因,而且倒塌后基本无法修理。
基础与地基的紧密相连,基础的好坏直接影响着地基的稳定程度。
基础的破坏势必会引起地基的破坏,使得出现移位、倾斜、下沉、折断和屈曲失稳等现象。
桥梁抗震综述
桥梁的抗震设计铁路桥梁、公路桥梁、城市高架桥等受到损坏,会使后续救助工作变得更加艰难。
为了保障人民财产的安全路桥梁设施的完好,更好地发挥公路运输在抗震救灾中的作用,在桥梁设计中应充分重视抗震设计。
该法在当前桥梁抗震设计中经常用到,桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性,以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。
我国是一个多地震国家,地震灾害会使量地面建筑物和各种设施遭到破坏,造成大量人员伤亡,甚至严重地阻断交通。
铁路桥梁、公路桥梁、城市高架桥等受到损坏,会使后续救助工作变得更加艰难。
为了保障人民财产的安全及公路桥梁设施的完好,更好地发挥公路运输在抗震救灾中的作用,在桥梁设计中应充分重视抗震设计。
1、桥梁震害现象分析二十世纪七十年代以来,国内外发生过一系列较大的地震,有许多桥梁遭受了不同程度的破坏。
通过对这些震例进行调查研究,分析桥梁结构的抗震性能、震害特点及产生原因,可以总结出以下几点:地基与基础破坏地基破坏主要是指因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素引起的地层水平滑移,下沉、断裂,进而导致结构物的破坏,震害较重。
基础的破坏与地基的破坏紧密相关,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,桩基础可能发生剪断、倾斜破坏,进而引起墩台倾斜、倒塌或折断。
桥台沉陷当地震作用下,由于桥台后填土与桥台并非完全固结,桥台填土的纵向土压力增大,桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力,使桥台有向桥跨方向移动的趋势。
由于桥面的支撑作用,桥台将以桥台顶端为支点产生竖向旋转,从而导致基础破坏。
若桥台基础建造在液化土上,则可能引起桥台垂直沉陷,最终导致桥台因承受过大的扭矩而破坏。
墩柱破坏墩柱破坏主要包括弯曲强度不足、弯曲延性不足、纵筋搭接区的抗弯能力以及剪切强度不足等。
墩柱的破坏往往引起连锁反应,如落梁、整个结构的倒塌等。
支座破坏在地震力的作用下,如果上、下部结构的相对位移过大可能造成支座锚固螺栓拔出、剪断,活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,导致结构力传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。
桥梁工程文献综述.doc
桥梁工程文献综述.doc当今,桥梁的研究和应用日渐被重视,桥梁工程是一门综合性工程技术,需要各种学科技术的综合应用,主要的科学研究以结构强度和可靠性分析、结构动力分析、围岩分析等为主要内容。
本文从桥梁基本结构特性、复杂偏心受力特性,桥梁结构动力特性分析,现代桥梁部件及其加固,桥梁稳定性分析,桥梁围岩地质分析,桥线连续性分析,有限元法分析,分散桥梁设计,桥梁构造体内加固,桥梁抗冲击分析,断面数值计算,桥梁结构强化研究与应用等方面进行文献的总结介绍。
从桥梁结构特性及相关科学研究分析来看,王恩熙(2006)比较了双层梁与单层梁的差异,通过有限元法进行了可靠性分析,论证了双层梁结构有更高的可靠性;翁少敏(2005)研究了斜拉桥上梁杆的偏心受力机理,并进行了抗震支架加固的可靠性分析;任百年(2008)研究了斜拉桥动力特性,并通过有限元分析及试验结果,验证了所分析的结果;杨仲强(2009)研究了悬索桥伸缩结内纵向受力特性,得出了一种改进后的计算方法,以满足计算和设计的要求。
桥梁部件的加固也受到很多研究。
关熙和(2010)提出并研究了钢结构桥梁抗冲击性能的改善策略,其研究结果表明,采用较小的内力参数,增加桥梁的抗冲击性能;谢月风(2008)提出并实验研究了悬索桥围岩按强度与可靠性分析,以提高桥梁的安全性能;黄宝财(2007)研究了铁路隧道墙体抗静震性能,并对结构体内加固的有效性进行了验证;张建国(2005)研究了不一致断面桥梁承载力计算方法,论证了断面数值计算过程中所做出的假设;潘晓春(2004)研究了断层分散钢管混凝土桥结构的设计思路,归纳出研究中涉及的一些问题等。
通过以上的文献介绍,可以明显看出,桥梁的科学研究和应用正在发展之中,各方面文献都是桥梁工程学科研究中基础性课题,但是也存在一些空白,例如融合未来创新技术如智能和节环境材料等到桥梁结构设计中,用以提高桥梁的精约性和性能及节约更多的资源;以及更多的新颖桥梁结构的设计理论分析。
桥梁抗震文献综述
桥梁抗震研究摘要:文章从研究桥梁震害的角度出发, 通过分析桥梁主要震害形式和震害原因,并阐述了现在常用的抗震设计方法,还提出了在桥梁抗震设计中应遵循的一些设计思想和设计原则,从而提出了新的技术。
关键词: 桥梁震害;抗震设计;抗震措施;设计原则;桥梁是生命线工程的重要组成部分,是交通运输的枢纽工程,在抗震救灾中处于极其重要的地位。
因此,如何提高桥梁的抗震能力,使桥梁在地震时能起到安全疏散、避难的作用,地震后确保抗震救灾重建家园的交通需要,是桥梁工程中的重要研究课题。
桥梁同其他建筑物一样,如果不进行正确的抗震设计,在地震时将产生严重的破坏。
目前,在桥梁抗震研究方面处于领先水平的是美国和日本。
二十多年来他们做了许多开创性的工作,例如桥梁全桥模型的多台振动台模拟地震试验,桥梁上下部结构相互作用力学模型,非线性地震反应分析方法等,并将所取得的成果应用于工程实际,制定出桥梁的抗震设计规范。
此外,新西兰在研究利用延性抗震和减震隔建支座方面也做出了突出的成绩,并投入了工程实用。
虽然我国开展桥梁结构抗震研究工作比较晚,直到1976年唐山地震后才得以重视,但由于桥梁研究工作者的艰苦努力,十多年来所取得的科研成果还是相当丰富的。
先后进行了梁桥、拱桥、斜拉桥、曲桥的抗展研究和振动台模拟地震模型试验,研究水平从线性范围发展到非线性阶段;从确定性方法发展到可靠性理论方法,从确定桥梁的动力特性发展到实际情况。
一.桥梁主要的震害形式1.上部结构震害桥梁上部结构震害按照产生原因的不同, 可以分为结构震害、碰撞震害和位移震害。
其中最常见的是移位, 最严重的是落梁。
桥梁结构震害在历次严重的地震中都比较少见。
桥梁碰撞震害包括: 桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形, 混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损, (如汶川地震中磨家互通式跨线桥) T梁横隔板开裂(观音岩大桥)及少数梁端及部分桥台损伤等震害。
桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。
桥梁工程抗震设计问题论述
桥梁工程抗震设计问题论述摘要:现行桥梁抗震设计规范对抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度的阐述比较笼统,给设计带来一些困惑。
本文阐述了桥梁抗震设防标准的确定方法,明确了隔震周期与非隔震周期的内涵,提出了墩柱抗剪强度验算的局限性。
本文结合实际设计案例,对桥梁抗震设防标准及抗震设计进行了分析和探讨。
关键词:桥梁工程抗震设计正文:随着经济的发展,桥梁结构在不同水准地震作用下的抗震设防要求不断提高,桥梁抗震由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计,以及基于性能的多水准设防、多性能目标准则的抗震设计。
这就要求工程师深入理解桥梁抗震设计规范。
1抗震设防标准抗震设防标准是抗震设计的依据,桥梁抗震设计应首先确定抗震设防标准。
桥梁抗震设防标准是根据地震动背景,为保证桥梁结构在寿命期内的地震损失不超过规定的水平,规定桥梁结构必须具备的抗震能力[1]。
现行桥梁抗震设计规范[2-3]对抗震设防标准只作了笼统的定性描述,针对这种现状,本文对桥梁抗震设防标准作系统的阐述。
(1)对于地震动背景的考虑,定义3种桥梁抗震设防水准,设防水准Ⅰ:重现期约为50~100年或25年的地震作用,超越概率约为50年63%~39%或86.4%,即“小震”;设防水准Ⅱ:重现期约为475年的地震作用,超越概率约为50年10%,即“中震”;设防水准Ⅲ:重现期约为2000年的地震作用,超越概率约为50年3%~2%,即“大震”。
(2)对于地震损失的考虑,定义3种桥梁抗震性能目标,性能目标Ⅰ:一般不受损坏或不需要修复可以继续使用,结构完全保持在弹性工作状态,即“不坏”;性能目标Ⅱ:可发生局部轻微损伤,不需修复或经简单修复可以继续使用,结构整体保持在弹性工作状态,即“可修”;性能目标Ⅲ:应保证不致倒塌或产生严重的结构损伤,经临时加固后可供维持应急交通使用,即“不倒”。
(3)为实现桥梁抗震设防目标,对截面进行纤维单元划分(见图1)并进行数值计算,利用墩柱截面的弯矩—曲率曲线(见图2),定义相应于各性能目标的验算准则。
桥梁抗震研究综述
桥梁抗震研究综述
随着经济的发展和人口的增长,越来越多的桥梁被建造出来,以满足不断增长的交通
需求。
然而,桥梁作为重要的基础设施,一旦发生抗震问题,将会给人民生命财产和社会
经济发展带来严重的损失。
因此,对于桥梁的抗震研究显得尤为重要。
桥梁抗震研究主要包括两个方面:一是桥梁的地震响应特性分析,二是桥梁结构的抗
震设计和增强。
桥梁的地震响应特性分析主要包涵两种方法:一种是基于准静态方法的叠加响应分析,主要适用于简单结构和小跨径桥梁;另一种是动力分析方法,主要用于分析桥梁结构的固
有频率和振型形状等参数,以及桥梁结构在地震荷载下的响应特性。
桥梁结构的抗震设计和增强是桥梁抗震研究的重点。
首先,设计人员需要根据地震活
动的特点和区域的地质条件,选择合适的设计地震动和抗震设防烈度,然后采取适当的结
构形式和抗震设计方法,确保桥梁在地震荷载下的安全性能。
此外,为了提高桥梁的抗震
能力,也可以通过加强结构连接、增加荷载路径、改善结构刚度等方式进行增强设计。
目前,桥梁抗震研究的主要挑战在于如何在设计和增强桥梁结构的同时,尽可能减少
工程成本和社会影响。
一些国际研究机构和专家已经开始从多学科、全过程的角度出发,
提出了许多新思路和新方法,以增强桥梁的抗震能力,并为建设更加安全和可靠的城市交
通基础设施提供技术保障。
汶川地震十周年:桥梁震害调查文献汇编(精简版)
第三部分:桥梁震害调查与分析论文(英文)
[1] Lin C C J, Hung H H, Liu K Y, et al. Reconnaissance Observation on Bridge Damage Caused by the 2008 Wenchuan (China) Earthquake[J]. Earthquake Spectra, 2010, 26(4):1057-1083.
[7] Hu Y, Liu X, Jiang Y. Overviews of Failure Mode and Reconstruction of Road Traffic Facilities in Wenchuan Earthquak-stricken Areas ☆[J]. Procedia Environmental Sciences, 2012, 12:615-627.
基于上述思考,我们整理了此文献汇编,目的很明确就是“从地震中学习,为初入桥梁抗 震的研究生们提供感性认识的基础”。汇编约由 50 篇论文组成,若研究生一周仅读 1 篇文章, 也可在最初入学的一年内获得桥梁抗震总体之认知,从而为下一步的理论深入提供进阶之根基。 汇编同样适用于现场(设计)工程师,必须承认我们大学里的的“抗震工程”教育还不成熟! 更多的靠学生毕业后的自我感悟,这也有合理的成份。
自上世纪 90 年代中期开始,学术研究信息传递的模式已经发生了极大之转变,由纸质媒 介逐步转变为电子化及通过互联网快速传播,学届仍在强调发表论文刊物的档次和检索否,似 乎没有跟上时代之潮流。就过去而言更多希望文人“著作等身”或“著书立说”,现在看来这 不是一种高效率的方式。可能快速发表及多渠道传播将是未来之大势。
桥梁抗震研究综述
桥梁抗震研究综述桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其安全性和抗震性一直备受关注。
在我国,由于地震频繁,特别是在地震带附近地区,桥梁抗震研究更显重要。
本文将综述桥梁抗震研究的基本概念、主要研究方法和工程实践,并分析相关领域的研究进展和存在的问题。
桥梁抗震研究的基本概念主要包括震害评估、震动输入、结构响应和结构性能参数等内容。
震害评估是对桥梁在地震中损伤情况的评估,可以通过地震响应分析和结构健康监测等方法来实施。
震动输入是指地震波对结构的作用,可以通过地震记录和时程分析等手段进行研究。
结构响应是指桥梁在地震作用下的变形、应力和振动等反应,可以通过数值模拟和实验测试等方式进行研究。
结构性能参数是指衡量桥梁抗震性能和性能指标的参数,可以通过震害程度、层间位移和振动周期等指标进行评估。
桥梁抗震研究的主要方法包括理论分析、数值模拟和实验研究。
理论分析方法是基于结构力学和地震工程原理,对桥梁抗震问题进行分析和计算。
数值模拟方法是利用计算机模拟地震作用和结构响应的过程,通过有限元模型和动力分析方法等,对桥梁的抗震性能进行评估。
实验研究方法是通过建立试验模型和进行加载试验,获得桥梁结构的实际响应数据,并验证理论模型和数值模拟结果。
近年来,桥梁抗震研究取得了一系列的进展。
针对不同类型的桥梁,如悬索桥、钢箱梁桥和混凝土桥,研究者对其抗震性能进行了深入研究,并提出了一系列的抗震设计和加固措施。
研究者对桥梁结构与地基的相互作用进行了研究,探讨了地震波传递和桥梁基础的抗震性能。
利用新材料和新技术对桥梁进行了抗震加固,如纤维增强复合材料和振动控制技术等。
建立了桥梁抗震监测系统,对桥梁结构进行实时监测和灾后评估。
桥梁抗震研究中还存在着一些问题。
由于地震活动的不确定性,地震波输入的合理性和可靠性仍然存在争议。
桥梁抗震性能评估方法需要进一步完善,如如何定量评估桥梁的抗震性能指标仍然是一个难题。
桥梁抗震设计规范需要不断修订和更新,以适应新材料、新技术和新需求的发展。
国内外桥梁抗震现状研究概要
国内外桥梁抗震现状研究概要桥梁是城市交通发展的重要组成部分,而其承受地震力的能力直接关系到人们的生命财产安全。
因此,对国内外桥梁抗震现状进行研究是十分必要的。
首先,国内桥梁抗震现状研究表明,我国的桥梁抗震设计准则和规范已经逐渐完善。
在桥梁设计中,采用了抗震设计指标,如设计水平地震力、设计峰值加速度等。
此外,为了提高桥梁的抗震能力,采用了多种抗震技术,如悬索桥、斜拉桥等。
研究还发现,桥梁在遇到地震时通常会出现的破坏形式有桥塔的倒塌、悬索线的断裂等。
因此,在设计和施工中需要特别注意这些问题,以提高桥梁的抗震能力。
其次,国外桥梁抗震现状研究表明,各国对桥梁的抗震设计准则和规范也各不相同。
一些先进国家,如日本和美国,已经制定了严格的桥梁抗震设计准则,并在设计和施工中采用了先进的抗震技术。
例如,日本的桥梁设计通常采用悬索结构或钢箱梁结构,这些结构在地震下有较好的抗震能力。
此外,国外的一些研究还表明,桥梁的抗震能力还与桥墩的特性、桥梁的材料和连接方式等因素有关。
因此,在设计和施工中需要综合考虑这些因素,以提高桥梁的抗震能力。
最后,国内外桥梁抗震现状研究还发现,桥梁的抗震性能评估是提高桥梁抗震能力的重要手段。
通过对桥梁的抗震性能进行评估,可以及时发现桥梁存在的问题,并采取相应的措施进行加固和修复。
此外,研究还发现,桥梁的抗震能力不仅与设计和施工有关,还与桥梁的维护和管理有关。
因此,需要加强桥梁的维护和管理工作,以确保桥梁的抗震能力处于良好状态。
综上所述,国内外桥梁抗震现状研究涉及到桥梁设计准则和规范、抗震技术、破坏形式、抗震能力评估、维护和管理等多个方面。
通过对国内外桥梁抗震现状的深入研究,可以为提高桥梁的抗震能力提供基础数据和技术支持,进一步保障城市交通的安全运行。
桥梁抗震研究综述
桥梁抗震研究综述作者:蔡子健来源:《大经贸·创业圈》2019年第07期【摘要】桥梁的抗震能力是衡量桥梁是否合乎规范的重要标准,是桥梁发挥正常职能的重要条件。
本文充分研究以前所发表的桥梁方面的研究成果,对当下发展较为完善的抗震研究进展进行综合论述,提出了基于性能的抗震设计时桥梁的抗震标准,并进行科学合理的展望。
【关键词】桥梁抗震钢筋混凝土结构减隔震设计一、引言桥梁通常作为一条线路的重点控制工程而建设,作为路线的关键节点,一旦损坏甚至垮塌,将直接使所在路线瘫痪,其重要性不言而喻。
如何使桥梁正常行使工程职能,尤其是对抗极端条件的能力,是桥梁设计师要考虑的头等问题。
地震作为常见自然灾害之一,也是工程师要考虑的不利因素。
地震具有突然性、破坏性强、破坏面广等特点。
如果不进行针对性的设计,桥梁可能无法抵御灾害的破坏而失去使用职能。
1976年的唐山大地震造成的破坏震惊了世界,也给桥梁研究人员提出了新的课题。
在国家大力支持下,几十年来,我国的桥梁抗震研究硕果累累,已经基本和国外同行站在了同一起跑线上。
二、桥梁震害破坏机理经过对受震害破坏的桥梁进行损伤识别分析,发现由于横向地震波使桥梁各部位之间挤压碰撞而受到破坏是桥梁震害产生的重要原因。
众所周知,桥梁是由各部分连接组合而成的,连接部位如支座、横向铰等,当桥梁受到强烈的横向力时,梁会发生横向移动,挤压碰撞相邻的梁,连接部位受到破坏,桥面铺装碎裂,桥台受到撞击而破坏,严重的会导致落梁,使桥梁失去交通功能。
另外,地震会使地基土松动,破坏基础而失去承载作用。
三、桥梁抗震研究现状基于地震对桥梁的破坏机理,结合桥梁自身特点,对桥梁抗震的研究主要集中在以下几个方面。
3.1桥梁混凝土材料损伤本构模型。
对混凝土材料的研究是桥梁研究的重要方面,对抗震来说尤其如此。
在现实中,在地震作用下,桥梁将受到强烈的外力扰动,位移超出限值,进而导致结构损坏。
根据混凝土材料的特点,建立两种分别对应弹性和弹塑性模式的本构模型进行分析。
桥梁抗震加固技术综述
桥梁抗震加固技术综述摘要:桥梁抗震加固是对桥梁在遭遇地震后能继续使用或经过短暂的维修就能投入使用的技术方法。
从地震中桥梁损坏的原因出发,找出通常被损坏的地方例如桥台、支座、地基、桥墩,分析被破坏的原因,对症下药[1],加固或设计相应的地方,使其能有更好的抗震能力。
解释隔震加固法、减震加固法、放落梁加固法、桥墩抗震加固、盖梁抗震加固、桥台抗震加固的原理[2],为以后分析研究加固技术提供理论依据。
本文阐述了对地基液化的判断,表明了对地基液化的处理是桥梁抗震的着重点[3]。
最后总结了目前世界范围内的桥梁加固技术的最新进展。
关键词:桥梁抗震;桥梁加固;地基液化;最新进展引言桥梁在现在交通中扮演着重要的角色,因此桥梁的建设对解决当前严重的交通问题有着重要的作用,对建成桥梁的加固与维护也成为了其中重要的措施[4]。
其中本文着重于对于桥梁抗震问题与桥梁防震加固问题作出综述。
其目的在于总结目前关于桥梁抗震与加固技术的主要方法和最新进展,以及面临的难题。
这对于以后建成新的桥梁有重要帮助,提供更多理论基础和实际案例的范例有重要意义。
地震属于自然灾害里面破坏性最强之一的自然灾害,我们不能避免,也没法准确的预测,而目前世界上还没有设计出能彻底抵抗地震的破坏力的建筑和公共设施[5]。
因为为了减小地震对建筑和公共设施的损害,有必要在后期防护工作上做出努力。
桥梁在地震中往往会受到不可避免的影响,而且桥梁的设计复杂,施工有难度,维修保养困难,因此对于桥梁在地震中所受到的影响,我们应该想办法对其加固以致使桥梁在地震中受到的破坏降低到最小化。
要对桥梁加固,就需要研究地震中桥梁的薄弱环节以及地震破坏桥梁的方式方法[6]。
主要有两个方面:(1)地震损坏了地基,使得桥梁基础不稳而被破坏,其主要形式有土层液化、边坡滑落、塌方等;(2)由于地震的冲击,其桥梁本身受到了冲击而影响到了自身结构的稳定性,其主要形式是桥梁出现裂缝,桥墩桥台出现损伤,支座出现问题等[7]。
汶川桥梁震害分析与抗震设计对策
汶川桥梁震害分析与抗震设计对策2008年5月12日,四川汶川发生了震惊世界的里氏0级地震。
这次地震给当地人民带来了巨大的灾难,也给当地的交通基础设施造成了严重的损失。
本文旨在分析汶川地震中桥梁的震害情况,并探讨相应的抗震设计对策,以期为未来桥梁的抗震设计提供参考。
在汶川地震中,大量的桥梁受到了严重的破坏。
根据相关调查报告,共计有74座桥梁垮塌,另有117座桥梁出现不同程度的受损。
这些桥梁的震害特点主要包括:桥墩断裂、上部结构坠落、桥面扭曲等。
造成这些破坏的主要原因在于地震的强烈震动和桥梁本身的结构缺陷。
在损失情况方面,由于桥梁的破坏,使得当地交通受到了严重影响,进而对灾后救援和恢复生产造成了巨大的阻碍。
桥梁的震害还可能引发次生灾害,如山体滑坡、泥石流等,进一步加剧了灾害的影响。
针对汶川地震中桥梁的震害情况,本文提出以下抗震设计对策:场地选择:在选址阶段,应尽量避免地质条件不良的地段,如活动断层、山沟等。
同时,对于重要桥梁,应采取场地加固措施,如桩基加固、坡面治理等。
结构选型:在桥梁结构设计时,应选择具有优良抗震性能的桥型,如拱桥、悬索桥等。
还应注重结构体系的整体性,以提高桥梁的抗震能力。
抗震措施:在施工过程中,应采取有效的抗震措施,如加强钢筋连接、设置隔震支座等。
在桥面铺装时,应采用具有防滑性能的材料,以防止地震时桥面滑动。
老桥评估与加固:对于已有桥梁,应进行全面的震害评估,并对存在安全隐患的桥梁采取加固措施。
新桥设计:在今后的桥梁设计中,应注重抗震设计,将抗震要求作为一项重要指标。
同时,应加强桥梁结构健康监测,以便及时发现和处理潜在的安全隐患。
建立健全的抗震设计规范:相关部门应加强桥梁抗震设计规范的制定和更新,以满足日益增长的抗震需求。
加强培训与教育:提高桥梁设计、施工及管理人员的抗震意识,使其掌握有效的抗震设计和施工方法。
本文对汶川桥梁震害情况进行了深入分析,并提出了相应的抗震设计对策。
通过总结可得,汶川桥梁的震害主要表现为桥墩断裂、上部结构坠落及桥面扭曲等,其主要原因在于地震强烈震动和桥梁本身的结构缺陷。
基于桥梁抗震分析方法综述
基于桥梁抗震分析方法综述一、引言我国是自然灾难多发的国家,从2021年初南方雪灾到5月12日震动世界的汶川特大地震,灾难对人民的生命以及财产安全造成了严峻的阻碍,同时导致交通、电力、通信、供水、供气等基础设施大面积瘫痪。
公路、铁路工程也会遭到不同程度的破坏。
在抗震救灾中,公路、铁路交通运输是抢救人民生命财产和尽快复原生产、重建家园的重要环节。
而桥梁又是其关键部位和操纵性工程。
因而桥梁抗震是当前重点研究课题和亟待解决的难点问题。
本文要紧对桥梁抗震分析方法作简要综述。
回忆历史,桥梁抗震分析方法的进展大致经历了静力法、以动力法为基础的反应谱法和动态时程分析法这三个时期。
二、静力法早期结构抗震分析采纳的是静力法。
该方法不考虑建筑物的动力特性,假设结构物为绝对刚性,地震时结构物的运动与地面运动完全一致,结构物的最大加速度等于地面运动最大加速度,因此,结构物所受的最大地震荷载F 等于水平地震系数与结构物重量W的乘积,或者等于建筑物质量m与地面最大加速度的乘积。
即:其中,为水平地震系数,其值等于地面最大加速度与重力加速度的比值。
在设计中,把地面运动的最大加速度、水平地震系数和地震烈度联系起来,且通常依照重力加速度g与地面最大水平加速度的统计平均值的比值对水平系数加以划分,我国铁路、公路工程抗震规范的规定见表1。
目前采纳地震动峰值加速度系数取代地震差不多烈度,两者之间的关系见表2。
从震动这一角度分析,把地震加速度看作是结构破坏的唯独因素具有专门大的局限性,因为它忽略了结构物的动力特性,这使得静力法只有在当结构物的差不多因有周期比地面杰出周期小专门多时才能成立,即结构物在受地震的振动作用时表现为绝对刚体而几乎不发生任何变形。
由于概念简单,运算公式简明扼要,挡土结构和桥台等质量较大的刚性结构物的抗震运算常常采纳静力法。
我国的《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89中挡土墙和路基的抗震强度和稳固性均采纳静力法运算地震荷载。
桥梁抗震调研报告总结
桥梁抗震调研报告总结桥梁是城市基础设施中至关重要的一部分,而地震是一种常见的自然灾害,对桥梁的抗震能力提出了很高的要求。
为了了解我国桥梁的抗震状况,我们对多座桥梁进行了抗震调研,得出以下结论:首先,桥梁的设计和施工对于抗震的重要性不可忽视。
我们发现,那些经过精心设计和施工的桥梁,在地震发生时表现出较好的抗震性能。
这些桥梁采用了合适的材料和工艺,有着稳固的结构和强大的抗震能力。
而一些设计和施工不当的桥梁,在地震中表现出脆弱性,易受到破坏。
其次,桥梁的维护和管理是确保其抗震性能的关键。
我们发现,一些年代久远的桥梁由于长期缺乏维护,已经出现了各种缺陷和损伤,其抗震性能大大降低。
而那些定期进行维护和保养的桥梁,在地震中表现出较好的抗震性能。
因此,加强桥梁的维护和管理工作,对于提高桥梁的抗震能力至关重要。
第三,桥梁的抗震设计需要根据不同地区的地质条件和地震活动水平来进行。
我们发现,那些位于地震频发区域的桥梁,在设计和施工阶段就被充分考虑了地震因素,有着较好的抗震性能。
而那些位于地震较弱区域的桥梁,抗震设计相对较轻,容易受到破坏。
因此,在设计和施工阶段要充分考虑地震因素,并根据实际情况进行抗震设计。
最后,加强桥梁的抗震监测工作也是非常重要的。
通过对一些现代化的桥梁进行监测,我们可以实时获取桥梁的状况和变化情况,及时进行维护和修复工作,提高其抗震性能。
因此,加强桥梁的抗震监测工作,有助于提高桥梁的抗震能力。
综上所述,桥梁的抗震性能受到多个方面的影响,包括设计和施工、维护和管理、地质条件和地震活动水平等。
我们需要加强桥梁的抗震设计和施工工作,加强桥梁的维护和管理,根据实际情况进行抗震设计,加强桥梁的抗震监测工作,提高桥梁的抗震能力,保障公众的出行安全。
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桥梁抗震研究摘要:文章从研究桥梁震害的角度出发, 通过分析桥梁主要震害形式和震害原因,并阐述了现在常用的抗震设计方法,还提出了在桥梁抗震设计中应遵循的一些设计思想和设计原则,从而提出了新的技术。
关键词: 桥梁震害;抗震设计;抗震措施;设计原则;桥梁是生命线工程的重要组成部分,是交通运输的枢纽工程,在抗震救灾中处于极其重要的地位。
因此,如何提高桥梁的抗震能力,使桥梁在地震时能起到安全疏散、避难的作用,地震后确保抗震救灾重建家园的交通需要,是桥梁工程中的重要研究课题。
桥梁同其他建筑物一样,如果不进行正确的抗震设计,在地震时将产生严重的破坏。
目前,在桥梁抗震研究方面处于领先水平的是美国和日本。
二十多年来他们做了许多开创性的工作,例如桥梁全桥模型的多台振动台模拟地震试验,桥梁上下部结构相互作用力学模型,非线性地震反应分析方法等,并将所取得的成果应用于工程实际,制定出桥梁的抗震设计规范。
此外,新西兰在研究利用延性抗震和减震隔建支座方面也做出了突出的成绩,并投入了工程实用。
虽然我国开展桥梁结构抗震研究工作比较晚,直到1976年唐山地震后才得以重视,但由于桥梁研究工作者的艰苦努力,十多年来所取得的科研成果还是相当丰富的。
先后进行了梁桥、拱桥、斜拉桥、曲桥的抗展研究和振动台模拟地震模型试验,研究水平从线性范围发展到非线性阶段;从确定性方法发展到可靠性理论方法,从确定桥梁的动力特性发展到实际情况。
一.桥梁主要的震害形式1.上部结构震害桥梁上部结构震害按照产生原因的不同, 可以分为结构震害、碰撞震害和位移震害。
其中最常见的是移位, 最严重的是落梁。
桥梁结构震害在历次严重的地震中都比较少见。
桥梁碰撞震害包括: 桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形, 混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损, (如汶川地震中磨家互通式跨线桥) T梁横隔板开裂(观音岩大桥)及少数梁端及部分桥台损伤等震害。
桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。
一般来说,设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。
汶川地震中, 桥梁位移震害极为普遍, 横向位移主要出现在斜交桥上, 其相对位移最大达21cm。
如果上部结构的位移超过了墩、台等的支撑面, 则会发生更为严重的落梁震害。
如汶川地震中位于南坝镇的溶江桥、遭到毁灭性破坏的小渔洞大桥,及位于都江堰的虹口高原大桥都出现了严重的落梁。
2.支座震害支座的破坏形式主要表现为支座的位移, 锚固螺栓拔出、剪断, 活动支座脱落, 以及支座本身构造上的破坏等。
在汶川地震中, 桥梁支座损坏较多, 支座存在位移, 剪切变形, 鼓包等震害。
这是因为汶川的中小跨度梁桥一般均采用板式橡胶支座, 支座与墩台和粱体间无连接措施, 地震中出现了梁体与支座间的相对滑动。
绵广高速公路中的龙门E2匝道桥支座移位严重, 支座的剪切破坏更为严重, 部分已经卷起。
3.下部结构和基础震害汶川地震中大量桥梁盖梁抗震挡块(剪力键)的剪断或剪裂现象较为普遍。
都汶高速公路上的庙子坪大桥的破坏即为明显例子。
桥台的震害一般比桥墩多, 由于地基土液化, 使桥台向河心滑移, 下沉,倾斜等; 由于台背动土压力, 使桥台倾斜, 倾倒, 台身断裂等。
桥墩的震害主要是墩身下沉, 倾斜及倾倒和墩身开裂, 切断等。
映秀镇的顺河桥, 由于桥墩与桩基础的施工接缝过于整齐, 在水平和竖向地震力作用下, 墩底产生剪切破坏而倒塌。
剑门河大桥的墩身出现环形裂缝等。
基础的震害主要表现是基础的整体移动倾斜,下沉或桩身或沉井的开裂或断裂。
二.桥梁震害原因分析国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明,现在桥梁的破坏大多沿顺桥向和横桥向发生,而顺桥向震害尤其严重,分析其破坏原因主要表现在以下几个方面,即:(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。
三.桥梁抗震设计思想建于高烈度地震区的桥梁可能遭受地震破坏因此必须考虑抗震设防抗震设防的目标是小震不坏中震可修大震不倒即按多遇地震设计地震罕遇地震对桥梁进行多水准设防一般情况下抗震设计按地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期进行抗震验算并按抗震设防烈度要求采取相应的抗震措施汶川大地震影响范围大破坏力极强地震发生后国家地震局交通运输部及时调整了四川震区未来年超越概率为的地震动峰值区划图作为灾后地震评价的规划用图之一该区划图全面提升了震区大部分地区的地震动峰值原有桥梁抗震设防等级已不适应新规划图要求有专家提出修旧如旧的原则即对于既有桥梁不提高其设防等级对于新建桥梁按新地震动峰值进行抗震设计提高桥梁抗震设防等级以使新建桥梁能够抵抗高烈度的地震破坏四.桥梁抗震设计原则桥梁抗震设计在多级设防标准的要求下对结构强度性变形结构控制结构整体稳定也要求在多级设防的原则下进行抗震设计。
对桥梁抗震性加以分析研究某类结构不能在地震区内修建在分析研究有结构抗震性能的基础上应提出更能应地震作用的结构型其次对结构抗震设不是被动地作为地震作用时结构强度变位的验算而是要从设计角度提高结的防震能力要系统考虑结构的行为能力设计。
针对目前大量高架桥倒塌毁坏的教训必须开展对抗震支座各种型式桥墩的延性研究要利用约束混凝土的概念提高它的延性不但对钢筋混凝土预应力混凝土而且对高强土结构混合结构的延性都需展开研究。
结合我国国情研究结构控制的有效型式加强抗震措施必须采用以柔克刚的设想来考虑地震区结构抗震设防的出发点改变单纯的以刚克刚的旧传统设防观点对地裂地面错动边坡倒塌沙土液化时桥梁结构如何抗震设防也应该作深入的研究。
五.目前常用的抗震设计方法1.防止落梁的措施当长桥高墩时应在规范基础上给予更多的安全富余例如:都汶高速公路庙子坪岷江大桥第跨跨径墩高虽然盖梁宽度高达根据桥梁抗震细则要求,含伸缩缝宽度取即可,但该桥还是发生纵向落梁,所以在设计中应注意长桥高墩特别是设置有伸缩缝的相邻联桥墩,不仅要将主梁支承长度取值放大一些,还需要设置主梁限位装置根据国外规范以及抗震设计细则精神,同时应设置纵向防落梁构造,同时应注意限位装置不得有碍于防落梁造的发挥。
2.支座型式和布置方式支座选型长期以来被忽视,常规梁桥多采用普通橡胶支座汶川地震后的调查表明普通橡胶支座破坏后加剧了桥梁损伤,建议根据桥梁设防要求,选用适用的支座类型基本地震动峰加速度峰值地区和以上地区应选择减震型橡胶支座。
支座的布置是否合理至关重要,汶川百花大桥第联采用一个固定支座,其余墩为活动支座,导致全联上部结构水平地震力几乎完全由固定支座下的桥墩承担,该桥墩迅速破坏后,造成联坍塌对于连续梁桥在设置固定支座后,应充分考虑固定座设置对抗震的不利影响,慎用墩梁固结方案,应注重考虑各墩水平。
受力的平均分担3.柱式桥墩的合理设计柱式墩是桥梁设计中最为常见的结构形式,日本阪神地震中显示出大量圆形独柱墩崩溃性破坏,汶川地震相关资料表明矩形墩要优于圆形墩,抗震设计中应首先尽量避免选用抗震性能差的圆形独柱结构,同时优先选择矩形截面形式其次应重视桥墩中间的横梁设置,横梁刚度不宜过大,避免导致强梁弱柱效应的出现,造成结构的第一塑性铰出现在墩柱之上,而不是横梁上,致使结构失效。
4.桥梁的抗震加固技术对于处于地震多发区的已经修建的桥梁,应根据更为先进的设计思想对其进行抗震性能评价,并结合评价结果考虑是否应给予相应的抗震加固措施。
5.维护结构连接件当支承连接件不能承受桥梁上下部结构产生的相对位移时可能会失去相应的作用,并导致梁体坠毁而这种情况往往都是由施工单位和养护单位在桥梁支承连接件的性能质量的重视度不够所引起的因此,我们应定期对桥梁支座伸缩缝等连接构件进行维护在国内目前采用较多的维护方法有采用挡块连梁装置等安装于伸缩缝等上部接缝处;安装限位装置于简支的相邻梁间;为耗散作用于结构的地震能量增加耗能装置及减隔震支座;增加支承面的宽度等措施此外,在桥梁使用期间定期检查并维护支座时应随时清除伸缩缝内的杂物。
6.加固上部结构加固上部结构主要有粘贴钢板加固法增大截面加固法和构体系转换法粘贴钢板加固法主要在梁板桥的主梁底部出现严重横向裂缝时使用在粘贴钢板钢筋或纤维时应特别注意粘贴位置,即粘贴位置应尽量远离中性轴加固区同时还应注意黏结剂的性能以保证锚固的可靠性;增加截面加固法主要是增设钢筋在桥梁下部以提高主梁的抗弯能力同时,如果增设的钢筋较多可考虑将主梁下部的截面面积增大以避免超筋构件的出现另外,应设置锚固筋传力销剪力键等可靠的连接物在新老结构材料之间以避免增加的重量破坏原截面;结构体系转换法主要指将可承受负弯矩的钢筋设置在简支梁的梁端,使相邻两主梁连起来就可形成多跨连续梁,进而达到提高桥梁承载力的目的。
7.加固下部结构下部结构的加固主要有柱罩填充墙连梁加固支座加固帽梁桥台和加固基础等措施填充墙具有提高柱的横向能力和限制柱的横向位移等特点,可用于多柱桥梁;连梁可提高混凝土排架的横向能力连梁可置于排架底部标高处替代墩帽,也可置于地面标高和排架底部标高之间的某个位置以调整特定排架的横向刚度;一直以来支座都是地震中受损最容易的部位,而为加固支座现在一般都采用隔震支座加固桥梁的方式,此外还有用铅芯橡胶支座或者缆索与弹性支座配套使用代替弹性支座的方法;帽梁加固方法最常见的是给现有帽梁增设垫板;桥台加固主要有两种方法,一是支座延长装置,二是用木材混凝土或钢筋填塞夹缝,后者采用较多;通常基础加固的方法是增设覆盖层均匀增加基础增加接触面积或将基础锚固于土中等。