汶川桥梁震害分析与抗震设计对策
汶川地震桥梁破坏及中外桥梁抗震设计规范对比
4 7 年, E Z 水平 的设计地 震的重现 5
期 统 一 调 整 至 2 47 年 , 确 保 所 有 5 桥 梁遭 遇 的 设计 地 震 动概 率 水 平 一 致 , 因为地 震本 身是 不会 因为 桥 梁
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表, 中 国三 代公 路 桥 梁抗 及设 计 规范 对 比
12章铭 节2( 条附录4 7 y 适 用范 围 桥梁 跨度 度 桥型 桥梁 重要 度及C 二一 四级公 路 未明示 示 梁桥 未 明示 示 拱桥 桥 高速 梁桥 等级 公路 路 拱桥 桥 13 ID 以 6 高速 梁桥 等级 公路桥 梁 拱桥 其他桥 型 小于 15 m 0 小于1 m 0 5
救 援 难度 最 大 的强 烈地 震 此 次地
震 中公路 交通 设施损坏严 重, 共有 1 9 条高速公 路 15 条 国 省干 线 公路 9
7 印 5条 农村 公路 受 损 , 损 毁公 路里 程47 27 k ll, 毁坏桥 梁 5 5印座 , 隧 7 i 道 11 座 , 经 济损 失达6 3 肠 亿 元 0 5 .
. 3 2 混凝土结构 延性设计
对于 大 震, 各 国 规范 均 考 虑 了
. 3 1 结构重要度分类 与设计地震
从汶川地震震害看结构抗震设计的一些问题
从汶川地震震害看结构抗震设计的一些问题通过2015年度工程类继续教育培训,老师生动的讲述了汶川地震震后一些特殊典型破坏的案例,使我对建筑结构抗震设计有了更直观和深刻的认识和了解!下面简单谈谈我对本次继续教育的认识和收获!此次汶川地震,位于震中附近的汶川、汉旺、青川、北川等地区,烈度估计达到10~11度;绵竹、绵阳达到8~9度;远至成都、西安都有震害。
震中地区房屋成片倒塌,剩下尚存的建筑也受到严重破坏。
残酷的现实让我们反思:为什么类似于三十年前唐山大地震的震害又一次发生?其实,唐山地震后总结了不少关键性的经验教训,对相关的设计规范进行了修订。
照理说设计中的大问题不应该再出现了,可是三十年过去,历史又再次重现,在汶川地震中还是看到唐山地震的老问题。
看来重新认识这些常规问题还是十分必要。
1砖混结构111设置圈梁和构造柱的必要性地震前的唐山大量采用没有任何抗震措施的粘土砖和天然石砌体结构,这种松散的堆积墙体地震中大都飞散、倒塌,剩下来还未倒塌的房子也破坏严重。
此后一直强调采用构造梁、柱提高砖混结构的整体性,防止产生严重震害。
112加强纵横墙拉结除了圈梁对所有墙体起拉结作用外,纵横墙交会处的拉结构造措施也非常重要。
横墙应设马牙槎,即沿端部砌成凹凸形,伸入纵墙内。
还要设置拉结钢筋,拉结钢筋宜每六皮砖一道,至少两根6mm钢筋,伸入砖缝长度不少于400mm。
113尽量避免纵墙承重在住宅楼中预制板搭在外纵墙上,是常见的做法,但这不是好的支承方式。
纵墙是砖混结构中的薄弱环节,如上所述,它非常容易倒塌。
唐山地震已有深刻的教训,这次汶川地震中又再次出现。
为了设置教室、会议室等大空间,往往以混凝土大梁代替横墙,梁端搁在纵墙上。
这种单摆浮搁的支承方式加上纵墙常常震裂震散,很容易导致楼面坠落。
震区一些学校教学楼一垮到底,恐怕与采用纵墙抬梁的结构体系有关。
早在唐山地震后就总结过这个教训,提出了大梁应设混凝土柱支承的措施。
与此相似,采用单柱内框架也要特别慎重从事,因为一条腿独立,解决不了两头垮塌的问题。
结合汶川地震浅谈桥梁抗震设计
结合汶川地震浅谈桥梁抗震设计工程技术王梦杰张煜(西南交通大学,四川成都611000)矿晶‘南…‘玉I量震使叠矗舞梁产量÷许多羹型磁譬不,同多对典型的桥梁震坏分祈,可以为今后舞桑巍叠鑫并基毒};;二二墓≤鼻悸南乌≤≤÷90}项,以减少在未来地震中的损失。
铰【荚篷词】,砌’l地震;桥梁抗震;设计方法地震是一种由中心向周围辐射的强烈的冲击波。
在地震时地面的水平运动和竖向运动是同时存在的,对它波及到的任何物体的作用都是这两种运动组合的结果。
每一次发生在人类居住地的大地震都对人类生存带来了巨大的影响。
2008年发生的5_12汶川地震同样印证了这一观点,其影响范围大、波及范围广历史罕见,而桥梁结构作为生命线工程的重要组成部分,在抗震中显得意义非常重大。
鉴于灾区公路桥梁中梁桥和连续刚构桥占主要部分,也是发生破坏的主要桥型,本文主要探讨梁桥和连续网9构桥的抗震设计。
1桥梁典型震害分析1.1百花大桥百花大桥地处漩口镇和映秀镇交界处,是国道213线通往阿坝州的必经之路,全长500米,为弧形梁桥20Q4年12月建成通车。
在5.12地震以后,该桥两跨桥板发生落梁,两个桥墩发生严重破坏,其余桥墩全部出现开裂和倾斜。
桥梁上部采用4x25m(钢筋混凝土连续翊+5x25m(钢筋混凝土连续梁卜50m(简支T梁¨3x25m(钢筋混凝土连续粱h5×20m(钢筋混凝土连续粱卜2X20nY钢筋混凝土连续梁),下部构造采用桩柱式桥墩,柱间设置系梁,桥台采用肋板式桥台,桥长495.55m,最大墩高3087m。
平面位于R一150m的圆曲线、L=192.601m的直线以及R一66m的圆曲线上。
第5联桥跨,即5x 20m连续梁落梁整体倾覆,完全破坏:百花大桥其他墩柱与系粱连接处租帧娃弛出现多处破坏,粱体出现较大位移、伸缩缝等也基本破坏。
12庙子坪大桥庙子坪大桥为都汶高速公路最长的一座桥梁,横跨都江堰紫坪铺库区通往漩口镇的岷江。
从汶川地震中桥梁震害看现行国内外桥梁抗震设计方法_二_抗震设计与构造
第27卷 第10期2010年10月公 路 交 通 科 技Journal of H i gh w ay and T ranspo rtati on R esearch and D eve lop m entV o l 27 N o 10O ct .2010收稿日期:2009 05 07基金项目:国家自然科学基金项目(重点项目90815027)作者简介:贡金鑫(1964-),男,河北衡水人,教授,博士生导师,研究方向为钢筋混凝土结构抗震 (gong_j x vi p @eyou co m )文章编号:1002-0268(2010)10-0035-12从汶川地震中桥梁震害看现行国内外桥梁抗震设计方法(二)抗震设计与构造贡金鑫,张 勤,王雪婷(大连理工大学 结构工程研究所,辽宁 大连 116024)摘要:结合汶川地震桥梁的破坏情况,在文献[1]的基础上,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等规范的抗震设计方法进行了分析。
对于能力设计,我国规范、美国Ca ltrans 规范采用的超强系数相同,欧洲规范采用的值较大且考虑了轴压比的影响。
在延性要求、强度和变形验算方面,各规范的规定差别很大,考虑到过大的残余变形修复比较困难,日本规范规定了震后要求的最大残余变形。
在钢筋构造方面,美国规范对纵向和横向钢筋最小配筋率的规定比较简单,我国、欧洲和新西兰规范的规定考虑了轴压比的影响,欧洲规范和新西兰规范还对纵向钢筋不被压屈提出了要求。
在其他抗震措施方面,各规范的规定也有很大不同。
关键词:桥梁工程;抗震;比较;规范中图分类号:U 442 5+5 文献标识码:ACo mparati v e S tudy on B ri d ge Se i s m ic Desi g n Approaches in D ifferent Specificati o nsBased on Survey of D i s aster inW enchuan Earthquake (2)Se is m ic D esign and StructureGONG Ji n x in ,Z HANG Q in ,WANG Xueti n g(Instit ute o f Structural Eng i nee ri ng ,D a li an U n i versity o f T echno l ogy ,Da li an L iaon i ng 116024,Chi na)Abstr ac:t Follo w ed the observation o f bridge da m age i n W enchuan earthquake ,a co m parative study ,wh ich put e m phasis on seis m ic desi g n approaches i n specificati o ns o fCh i n a ,Japan ,USA,Euro and N e w Zea land ,w as m ade based on Reference [1].It is indicated that (1)For capab ility desi g n ,the overstrength factor is the sa m e i n Ch i n ese specification and in US Ca ltrans specification ,and the larger overstrength factor is adopted consi d eri n g t h e infl u ence of ax ial co m pression ratio i n Eur ocode .(2)There ex ists great difference for the requ ire m ents of ductility ,streng th and defo r m ation in the specifications ,a m ax i m um residua l defor m ation requ ire m ent pr oposed in Japanese spec ification consi d eri n g the d ifficu lty to restore the excessi v e resi d ual defor m ation after quake .(3)Fo r deta ils o f re i n force m en,t the m i n i m um requ ire m ents o f transverse and long itudina l reinforce m ents are si m pler i n U S spec ifi c ation .The m i n i m um require m ents of re i n f o rce m ents depend on ax ia l co m pression rati o are specified i n Ch i n ese specification ,Eurocode and N e w Zea land m anua.l To prevent the long it u dina l reinforce m ent fro m bulking ,specific suggesti o ns are m ade i n Eurocode and N e w Zea land m anua.l (4)There are other d ifferences o fm easures to avo i d bri d ge being da m aged .Key wor ds :bri d ge eng ineeri n g ;earthquake resistance ;co m parison ;specificati o n公路交通科技第27卷0 引言文献[1]结合汶川地震桥梁的震害,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等国家和地区桥梁的抗震设防标准和地震作用计算方法进行了分析,本文将在该文的基础上,进一步讨论各国的桥梁抗震设计方法和构造措施。
从汶川地震桥梁震害谈桥梁抗震设计
网络高等教育专科生毕业大作业题目:从汶川地震桥梁震害谈桥梁抗震设计内容摘要近几十年全球发生的多次破坏性大地震表明,作为抗震防灾、危机管理系统重要组成部分的桥梁工程在地震中受到破坏,将严重阻断震区的交通生命线,使地震产生的次生灾害进一步加重,给救灾和灾后重建工作带来极大困难。
提高桥梁的抗震性能是减轻地震损失、加强区域安全的基本措施之一。
笔者以汶川地震受破坏的桥梁为例,主要对简支梁桥和连续梁桥震害类型及抗震设计做简要分析,并指出了桥梁抗震设计的注意事项。
关键词:桥梁抗震;简支梁桥;连续梁桥;设计内容摘要 (I)引言 (1)1 落梁破坏 (2)1.1 桥梁结构特点 (2)1.2 震害原因 (2)1.3 抗震设计有效措施 (2)2 墩柱的破坏 (3)2.1 破坏形式 (3)2.2 震害原因 (3)2.3 延性抗震设计 (3)3 基础和桩身破坏 (4)3.1 破坏形式及震害原因 (4)3.2 抗震设计有效措施 (4)4 减隔震设计 (5)5 桥梁抗震设计注意事项 (6)6 桥梁抗震设计的建议 (7)7 结语 (8)参考文献 (9)根据有关资料显示,汶川地震所造成的损失巨大,位于震中的县城附近的道路基础设施受到严重破坏,桥梁破坏尤为严重,其桥梁结构主要为简支梁桥(含先简支后桥面连续)、连续梁桥和拱桥。
1 落梁破坏1.1 桥梁结构特点桥梁采用板式橡胶支座,梁体直接搁置在支座上。
在汶川地震中,百花大桥第5 联即5 m~20 m 连续梁整体倾覆、落梁,完全破坏。
1.2 震害原因(1)支承连接部件失效,固定支座强度不足,活动支座位移量不够,橡胶支座梁底与支座底发生滑动,在地震力作用下支座破坏,致使梁体发生位移导致落梁。
(2)墩台支承宽度不能满足防震要求,防落梁措施设计不合理,在地震力作用下,梁、墩台间出现较大相对位移,导致落梁。
(3)伸缩缝和挡块强度不足,在地震力作用下,伸缩缝遭到碰撞破坏和挤压破坏,挡块剪切也遭到破坏,使其起不到应有的作用,导致落梁。
桥梁震害和抗震措施分析
常发生 ,主要是 因为有岸坡移动 、地基 失效 ,以及桥墩 的折 断和倾斜倒塌 。落梁 不 仅破坏桥梁结 构本身 ,还会使交通 中断 ,阻碍救援速度 和恢 复工作 ,从而引起 更 大损失。
1 桥 梁震害
地震对桥 梁的危害与很 多因素有关 ,有桥梁 的结 构型式 、体系布置 、抗震 构 造 、桥梁选址 以及地基条件 。地震 对桥梁上部结构 的破坏包 括梁移位 、落梁 、梁 端撞击 、桥 面伸缩缝损坏 、支 座损 坏等 。地震对桥梁 下部结构的破坏包括桥墩 折 断 、钢筋混凝土剥落 、系梁 开裂、挡块 失效 、倾斜等。
1 . 3伸缩缝及挡块破损
桥梁结 构体 系中抗震 性能 比较薄 弱的部 位包括伸 缩缝 和剪力键 等支承 连接 件 。在地震发生时 ,这些 支承连接件往往 发生破 坏。另外 ,经 常发 生的破 坏还有 桥梁 附属支 座移位与变形 ,以及护栏开裂和伸缩缝张开或挤压等 。
1 . 4 墩台破坏
与梁之间 ,以及梁与桥台胸墙之间。 2 . 3 桥 台和桥 墩 当主河槽与河滩分界处 的地形发生突变时 ,不适合把桥墩设置在 这些地 方 ; 位于软弱地基和容 易液化 失效地基上的桥墩基础 ,应该采用深基础 ;桥墩不宜承
地震发生 时 ,巨大的地震作用使 上部结构在纵 向 、横向发生移动 ,进而 引起
绍了一些桥 梁震害 ,并分析 了发生震 害的原 因,以及针对具体震 害提 出一 些抗震措施 。 关键 词 :桥梁结构 ;地震震 害;抗震措施
水平移动 ,进 而破坏桥梁结构 。在选择桥位 时应该 尽量避开不 良地质 区,这些不 良地质 区包 阔活动断层及其临近地段和有 可能滑坡 或崩塌地段 ,还有可能液化 的 软弱 土层地段 。因为一些原 因无法避免 时,可以采 用深基础 ,或者对地基进行处 理 ,而且桥梁 中线应与河流正交 。
浅谈桥梁结构抗震分析及抗震措施
浅谈桥梁结构抗震分析及抗震措施摘要:我国是一个多地震国家,近二十多年来,大批桥梁雨后春笋般涌现,确保桥梁在可能发生的地震中安全可靠运营,最大限度避免人员伤亡,减轻震灾带来的经济损失,且设计上又不过于保守,成为工程界日益关注的话题。
在桥梁设计过程中采取适宜的抗震措施来减小乃至避免地震对桥梁破坏,降低经济损失。
关键词:抗震;桥梁设计;抗震措施1 震害形式“前车之鉴,后世之师”,通过对汶川、玉树地震发生后,桥梁破坏的调查与研究,桥梁震害形式主要有以下几种:1.1 支撑连接部件(支座)震害支座在地震中破坏形式有锚固螺栓拔出、剪断、支座位移、活动支座脱落等且支座破坏又会引起连锁反应如伸缩缝、挡块破坏、甚至落梁危险等。
1.2 上部结构震害受地震水平力作用桥梁上部结构在纵横向及扭转发生移位。
主要表现形式有梁体间脱离、错位、顶撞;大位移会使梁体超出墩台支撑面造成落梁(如汶川百花大桥、庙子坪大桥落梁)。
落梁的毁坏性是巨大的特别是顺桥向的,梁体掉下来会直接砸到墩台,造成不可修复性的破坏。
1.3 下部结构震害分为桥墩和基础的破坏,该震害是由于桥梁受到较大水平力,瞬时反复振动导致薄弱截面产生破坏而引起的。
1.3.1 桥墩破坏经大量震害实例调查研究,柔性桥墩的长细比较大多为弯曲破坏(延性破坏),表现形式为:混凝土开裂、压溃、钢筋裸露与压弯并会产生很大的塑性变形,原因主要是由于横向约束箍筋配置不足、间距过大,纵向钢筋搭接或焊接不足、失效,钢筋锚固长度不足,箍筋端部没有弯钩等;粗矮墩的长细比小多为剪切破坏(脆性破坏)。
表现形式为:混凝土大裂缝、钢筋切断等,原因主要是由于墩柱抗剪强度和横向箍筋配置不足等。
1.3.2 基础破坏基础破坏主要是基础移位、场地土液化、不均匀沉降或是上部结构的惯性力影响引起桩基剪断、弯曲破坏等。
2 桥梁抗震设计与措施汶川地震后调查显示干线公路桥梁震后破坏程度远小于地方道路桥梁,主要是因为干线桥梁采用了有效的抗震构造措施且结构安全富裕较多,事实表明合理的抗震构造措施可以有效减轻震害,而所耗费的工程代价比较低,因此抗震构造措施在常规桥梁抗震设计作用重大。
桥梁震害与抗震设计
浅谈桥梁震害与抗震设计摘要:本文通过对桥梁灾害的产生,从中获得一些启示,阐述了桥梁破坏形式及原因,并归纳了桥梁抗震体系分类及基本要求,最后对桥梁抗震设计方法进行分析,讨论了桥梁延性抗震设计和减隔震设计内容。
关键词:抗震;设计中图分类号:tu3文献标识码:a文章编号:1、前言桥梁抗震设计在桥梁设计中越来越受到结构师的重视。
每一次地震的发生,都给人们的生活带来痛苦,给国家带来经济损失。
震区桥梁的坍塌损坏,不仅对当时的救援行动造成阻碍,而且对灾后的重建工作也有影响。
所以,桥梁抗震的设计研究越来越给予重视。
2、桥梁震害现象与启示2.1 桥梁震害(1)地表的破坏地震造成的地表破坏现场主要有地表断裂、滑坡、砂土液化、软土震陷等。
①地表断裂地表断裂又称地裂缝,地裂缝有构造地裂缝和重力地裂缝两种,两者不可混淆。
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。
构造断裂切割很深,可以从地壳内的岩层断裂起,直达地表,且不受地形地貌的影响。
重力地裂隙是由于地面软土地质软硬不匀及微地貌影响,在地震动作用下形成的。
它与震前土质的稳定状态密切相关,其规模不能反映地震动的强烈程度。
这种地裂隙在地震区分布极广,地裂隙穿过的地方可引起房屋开裂以及道路、桥梁等工程设施的破坏,并对地下管道造成严重破会。
②滑坡地震引起的滑坡是山区或丘陵地区的地震特点。
滑坡还出现在不稳定的人工边坡开挖地段。
地震时,大滑坡可以切断公路,冲毁房屋和桥梁,堵塞河流,严重时还会导致上游水位上涨淹没大片土地,危机城镇居民。
③砂土液化地震的震动使排列较松散的饱和无粘性土颗粒产生压实趋势,若短时间内土中的水拍不出去,则土体内部产生超静定孔隙水压力,当孔隙水压力增大到与砂土剪切面上的正应力相等时,土颗粒便形同“液体”成悬浮状态,使土体抗剪强度丧失,另一方面,高压力的孔隙寻找通道冲出地面,并将砂土颗粒带了出来,形成“喷水冒砂”现象。
砂土液化造成对农田的破坏和地面的不均匀沉降。
从汶川地震典型桥梁震害谈桥梁抗震对策_张祎
第40卷增刊建筑结构 2010年6月从汶川地震典型桥梁震害谈桥梁抗震对策张 祎1,冯谦1,黄滔2(1 中国地震局地震研究所,武汉 430071;2 四川省建材工业科学研究院,成都 610081)[摘要] 详细介绍了汶川地震中典型桥梁的震害情况,探讨其破坏模式,并有针对性地提出了强震区桥梁的抗震对策,为类似强震区新建桥梁设计及已建桥梁的补强加固提供一些参考。
[关键词]汶川地震;桥梁;震害;抗震对策Talking about seismic countermeasure from bridge damage in Wenchuan EarthquakeZhang Yi1, Feng Qian1, Huang Tao2(1 Institute of Seismology, CEA, Wuhan 430071, China;2 Sichuan Building Materials Industry Academy, Chengdu 610081, China)Abstract: By introducing typical bridge damage samples in Wenchuan earthquake, the failure modes of bridges were discussed. Based on the failure modes, aseismatic measures were put forward, which were valuable for new bridges design and existing bridges reinforcements in similar regions of strong earthquake.Keywords: Wenchuan earthquake; bridge; earthquake damage; seismic countermeasure0 引言桥梁作为重要的生命线工程在5·12汶川地震中破坏严重,导致交通中断,延误救援时间,由此造成的间接损失难以估量。
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。
简析桥梁震害成因与抗震设计
简析桥梁震害成因与抗震设计桥梁设计时需保证其可靠安全性,防止桥梁受到地震的影响而遭到破坏,出现严重破坏。
所以,在地震多发区域架设桥梁时,须保证其具备一定的抗震性。
力求保证桥梁在经历地震之后,还能保持其基本功能,尽量减少地震所带来的危害,以便日后修复。
本文主要对桥梁结构震害成因与抗震设计措施进行分析研究。
标签:桥梁工程;结构;抗震;设计1、桥梁震害分析根据大量研究与调查我国震例以及桥梁结构抗震性能可发现,我国桥梁震害主要有如下几种:(1)地基基础破坏。
导致地基破坏原因通常是因为稳定性差、不均匀沉降等,而这都有可能会导致出现地层下沉、断裂以及水平滑移等现象进而对结构物造成破坏。
地基破坏以及基础破坏息息相关,如若地震影响到结构周围地基,则会降低结构强度,极易导致基础滑移或沉降情况发生,还可能致使倾斜或是剪断等情况出现,严重的还会导致墩台折断、倾斜或是倒塌。
(2)桥台沉陷。
地震出现时,如无完全固结桥台及其后填土,则纵向压力及被动土压力会变大,并逐步由桥台移动至桥跨方向。
(3)墩柱破坏。
该现象往往是因为弯曲强度小、剪切强度小以及弯曲延性差等原因导致,而其往往会引发连锁反应。
(4)支座破坏。
受到地震作用力影响,支座锚固螺栓可能会出现剪断、拔出等情况,从而改变了结构力传递方式。
2、地震对桥梁的破坏性分析地震所引起的地面振动是一种复杂的运动,它是由纵波和横波共同作用的结果。
在震中区,纵波使地面上下颠动,横波使地面水平晃动。
地震是自然界中一种突发性的严重灾害,具有典型的偶然性和短暂性。
(1)场地和地基的破坏作用当地震发生时,首先是场地和地基破坏,从而产生桥梁破损并引起其他灾害。
地震发生后,桥梁的破坏形式一般表现为:桥台锥体、墩周铺护开裂,甚至滑移;墩台身位移,支座锚栓剪断,严重时产生落梁现象;砂土液化,桥墩下沉;墩台身开裂,严重时桥梁倒塌。
(2)场地的振动作用场地的振动作用是指由于强烈的地面运动引起桥梁的振动而产生的破坏作用。
汶川百花大桥震害分析与抗震性能研究
W e c a i a Br d e n hu n Ba hu i g
LE J n ig, ONG x n J u qn S Liu
(col f il n ier g B in i t gUnvr t, e i 0 0 4 C ia S ho o v g ei , e i J oo i sy B in 10 4 , hn ) C iE n n jg a n ei jg
Ab ta t W e c u nB iu rd e whc ssro s a a e h at q a e sr c : n h a ah aB ig , ihwa eiu l d m g di t eerh u k ,wa h snຫໍສະໝຸດ h y n sc o e st e
供参考和借鉴 . 分析结果表明: 双柱式柔性墩 的采用导致该桥整体 刚度较小; 桥墩纵筋和箍筋的配 置不足 导致 了 E 1地 震 下的承 载 力 不足 , E 而 2地震 下的 塑性 变 形是 满足 要 求 的 ; 固定墩 处 支座 设
置和 系梁布置 的 不合理 导致 了固定墩 左墩柱 受到严 重破 坏 ; 第五 和 第六联 之 间刚 度 差 别较 大 而牛
d fr t nu drE a e h tn ad )h n esn beI o t fb aig n i ba eomai n e 2 cn mettes d ;3 teu rao a l a u e n sa dt ems o a r y o r e
谈公路桥梁震害分析及抗震加固措施
谈公路桥梁震害分析及抗震加固措施摘要:目前我国高速公路还处于建设的高峰期,重视高烈度地震区桥梁工程的抗震设计是必要的。
公路交通是国民经济发展的命脉,因此,对这些承担着发展地区经济使命的桥梁工程进行抗震设防是非常必要的。
关键词:公路桥梁;震害分析;抗震加固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。
一、桥梁的基本加固原理(1)混凝土桥梁有两个基本加固原理第一个原理就是强迫塑性铰出现在柱上,并使上部结构保持弹性,因为柱比上部结构容易检查、加固和修复,应优先考虑第一原理。
第二个原理是倘若延性水准相对较低,且塑性铰在保持竖向抗剪承载力时,允许在上部结构发生塑性铰。
如果防止上部结构的塑性铰费用很高或根本不可能,那么第二个原理是最理想的。
换言之,若上部结构中的塑性铰不会引起倒塌,则允许此加固方案。
为保守起见,如果允许塑性铰发生在上部结构,那么,可以忽略混凝土的贡献,且要求箍筋足以承受1。
5倍恒载所引起的剪力。
(2)钢梁桥有两个基本加固原理第一个原理就是,让支座破坏,采取加固措施确保各跨不致于从支座落梁而倒塌。
这个方案中,支座在较小地震力作用下发生破坏,从而起到“保险丝”的作用,这就使下部结构免受任何可能的较大地震力。
如果“保险丝”的“熔断力”很低,以致于下部结构稍经加固或勿需加固仍能继续使用,那么,这可能是一个优选方案。
第二个原理就是保证支座不破坏。
它意味着,支座把全部地震力传给下部结构,这就可能需要加固下部结构。
下部结构的加固包括墩帽、柱或墩墙及基础的加固。
在两个原理中,一般都要求加固上部结构,尽管固定支座方案工程量大。
二、桥梁震害分析调查与分析桥梁的震害及其产生的原因是建立正确的抗震设计方法,采取有效抗震措施的科学依据。
从汶川地震看桥梁耐震问题与对策探讨
從汶川地震看橋梁耐震問題與對策探討報告人:洪曉慧國家地震工程研究中心內容大綱汶川地震橋梁破壞情形–百花大橋–廟子坪岷江大橋–小漁洞大橋–其他國道213公路沿線橋梁–市區高架橋汶川地震橋梁破壞模式與耐震問題初步探討汶川地震橋梁破壞情形公路交通災情概要根據中國交通運輸部之統計數據顯示,截至6月6日,汶川地震已造成四川、甘肅、陜西、重慶、雲南、湖北等省市受損高速公路19條,國省幹線155條,農村公路4569條,損毁公路里程33370公里,橋梁4840座,隧道98座,損失金額達615.15億元人民幣空拍圖白花鄉百花大橋05.28爆破翻攝自成都早報震害爆破破壞上部結構橫向位移彭州市小漁洞大橋四跨鋼筋混凝土拱橋,跨越白水河 通往龍門山銀廠溝風景區的惟一通道圖片來源:中國西部知青網圖片來源:中國西部知青網第一跨第二跨第三、四跨第三跨映秀鎮附近的橋市區高架橋成都市區高架橋都江堰市區高架橋棉竹市區高架橋汶川地震橋梁破壞模式初步探討橋梁破壞模式防落長度不足,且無防落措施,造成落橋。
上部結構位移過大,造成橋梁結構間之撞擊與橋面擠壓造成落差。
橋台受擠壓坍陷變形。
橋柱撓曲強度及韌性不足,容易產生脆性破壞。
接頭鋼筋不足,且構造設計細節未盡理想,造成接頭之破壞。
不恰當之主筋鋼筋中斷與搭接,形成橋墩弱面。
曲線橋彎扭耦合效應與支承拉拔力造成之上部結構扭轉破壞,支承鬆脫並落橋。
破壞原因初步探討汶川地震規模高於其規範設計需求–根據中國國家地震局,本次地震最大烈度達11度。
–四川災區抗震設防烈度多為7度中國現行橋梁耐震設計規範老舊「公路工程抗震設計規範」(JTJ004-89)–1989正式發行(民國78年)–無地震效應之組合–耐震設計細節無具體規定如主筋搭接,箍筋配置及防落裝置等均無具體規定–未將近年來地震工學新知識的累積和世界各地強烈地震震害經驗納入考量。
重建因應對策建議上部結構–改建為重量輕之鋼結構連續橋梁,以有效降低上部結構靜載重,減少地震慣性力,降低下部結構彎矩需求。
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议卢伟煌福建省建筑设计研究院 350001[引言]汶川大地震后,福建省设协结构与抗震专业委员会组织结构专家到成都、彭州(彭州市区、通济镇、白麓镇、小鱼洞)、都江堰、绵竹市、汉旺镇等地进行震害调查,涉及的结构型式有钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、砌体、排架、钢结构等,为了认真总结震害经验教训,分析结构的破坏机理,提出设计的改进建议,对新建筑的设计有重要的指导意义。
一、汶川地震基本参数:根据地震部门提供的数据,这次地震的基本参数如下:震级M8.0,断层为龙门山断裂,震源深度14KM ,断裂长度185KM (主震),烈度分布6~11度。
这次地震震害给人的总体感觉,随地形分布,西北高震害严重,东南底震害较轻。
二、典型震害及实景照片:图1都江堰都江之春楼盘有一幢纯框架结构的七层建筑,底层空旷,上部有隔墙,图2楼梯梯板拉裂的震害图3水泥厂结构的震害图4 白鹿镇中学在地震断裂带两侧教学楼的震害图5 都江堰都江之春楼盘底层柱破坏图6汉旺镇东方汽轮机厂,框架结构的办公楼隔墙震害图7 汉旺镇东方汽轮机厂单层厂房震害图7 小鱼洞大桥的震害三、结构概念设计问题:1、多道抗震防线:结构必须有多道抗震防线,这是抗震设计中非常重要的一个基本概念。
在这次汶川地震中也充分表现出来,有些建筑倒塌,而有些建筑不倒,下面从空旷建筑倒塌来看结构有多道抗震防线的必要性:这次震害学校教学楼较为严重,一般说来,钢筋混凝土框架结构的抗震性能要优于砌体结构,但这次震害表明空旷的学校(框架结构)教学楼倒塌(如映秀镇漩口中学教学楼,建于2007年3月),而附近的4层砌体结构办公楼,尽管破坏非常严重,但并没倒塌。
为什么在强震作用下,性能比较好的钢筋混凝土框架结构反而不如抗震性能相对较差的砖混结构?其主要原因就是纯框架结构只有一道防线,在大震时,一旦这道防线突破,结构就丧失了全部的承载力而倒塌;而砌体结构住宅和办公楼,由于小开间布置,纵、横墙体较多,按照规范设置构造柱和圈梁,其整体性和延性较好。
桥梁震害与抗震设计措施
桥梁工程抗震课程论文姓名:张延辉学号:200948040703日期:2012.11.25指导老师:郑德乾桥梁震害与抗震设计措施摘要:通过桥梁地震震害的特点和原因分析, 提出为加强桥梁抗震能力, 在桥梁总体设计中应注意的问题及在结构设计中应采取的一些构造措施, 为工程设计提供参考。
关键词:桥梁震害; 抗震设计; 抗震措施地震是一种突发性的灾害, 具有典型的偶然性、短暂性和严重性。
根据中国地震局的预测, 目前我国大陆已进入了第五个地震活跃期。
桥梁是交通的枢纽, 在国家建设中起着举足轻重的作用, 而且在地震发生后为了紧急救援和抗震救灾的需要, 其重要性就更为明显。
这就需要在桥梁设计中充分重视桥梁的抗震设计, 贯彻执行新修订的抗震设计规范,实施有效的抗震设防措施。
1 桥梁震害现象分析20 世纪70 年代以来, 国内外发生过一系列大地震。
对这些震例中的桥梁结构进行调查和分析后, 对桥梁震害的特点和产生的原因, 概括起来有以下几个方面:1.1 地基破坏由于地基软弱, 地震时当部分地基液化失效后引起结构物的整体倾斜、下沉等严重变形, 使落梁的可能性增大, 进而导致结构物的破坏, 震害较重。
1.2 基础破坏扩大基础和桩基的承台本身刚度比较大, 自身震害极少见。
但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。
这是导致桥梁结构破坏的重要原因。
1.3 桥台位移、沉陷地震时, 桥台与台后填土是不完全固结的。
填土的纵向土压力增大, 桥梁与桥台之间的冲撞产生相当大的被动土压力, 造成桥台有向桥跨方向移动的趋势。
又由于桥面的支撑作用, 桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转, 导致基础破坏。
建造在液化土上的桥台还可能垂直沉陷, 这又将造成桥台承受过大的扭矩而破坏。
1.4 墩柱破坏墩柱是桥梁抗侧向力的主要构件, 因此墩柱的破坏是最普遍的。
墩柱破坏的主要表现形式有: 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。
桥梁震害与抗震措施
桥梁震害与抗震措施摘要:地震,是地球内部发生急剧破裂产生的地震波,在一定范围内引起地面振动的现象;是与地球构造运动密切相关的一种自然现象。
地震发生时,由于地面震动,从而对地上或地下各种建筑物造成不同程度的破坏,常导致生命、财产和经济损失。
并且导致救灾工作非常困难,从而加重了次生灾害,导致巨大的经济损失。
因此为了减少与防御悲剧的发生,在桥梁抗震研究领域,分析桥梁震害、寻求有效的抗震手段来抵抗地震对结构的破坏,提高桥梁的抗震能力,进而提高耐久性是非常有必要的。
关键词:地震波;抗震能力;耐久性引言近年来,全球各地地震频发,2004年12月,印度尼西亚苏门答腊岛发生里氏9.0级大地震,地震引发的海啸席卷斯里兰卡、泰国、印度尼西亚及印度等国,导致约30万人失踪或死亡;2008年5月,汶川发生里氏8.0级地震,多达50万人伤亡,造成的直接经济损失高达8451亿元人民币;2010年2月,智利发生里氏8.8级地震,造成700多人遇难,百万人流离失所,无家可归;2010年4月,玉树发生里氏7.1级地震,多达1.5万户民房倒塌,10万户灾民需转移安置;2011年3月,日本发生里氏9.0级特大地震。
这几次地震的共同特点就是:由于桥梁遭到严重破坏,切断了震区的交通生命线,影响人们的正常生活和经济运行,因此,研究桥梁的抗震、提高桥梁的抗震能力非常必要。
1 桥梁震害对国内外震害的调查与研究表明,在过去的地震中,有许多桥梁遭受到不同程度的破坏,其主要震害有以下方面:1.1上部结构的震害当地震发生时,主梁与桥台以及相邻跨间的主梁可能会发生碰撞,碰撞容易导致主梁破坏。
但是根据大量震害调查发现,上部结构自身因直接的地震动力效应而毁坏的现象比较少见,而因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁、主梁的移动、扭曲、裂缝等现象,在破坏性地震中常有发生,其中落梁现象最为严重。
另外,上部结构发生的梁体偏移、落梁等震害还会引起桥梁结构其他部位的毁坏,如挡块、墩柱以及盖梁的破坏。
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公路 2009年5月 第5期 HIGHWA Y May12009 No15 文章编号:0451-0712(2009)05-0122-07 中图分类号:U442155 文献标识码:B汶川桥梁震害分析与抗震设计对策范立础,李建中(同济大学土木防灾国家重点实验室 上海市 210092)摘 要:通过对汶川地震区213国道上桥梁震害的调查,结合震区梁式桥的结构特点,通过分析表明:震区梁式桥主要震害特征是由于梁底与板式橡胶支座顶产生相对滑动,梁体发生较大位移,从而引起落梁、支座悬空、挡块和伸缩缝破坏,但梁底与支座间滑动,实际上起到了隔震作用,国道213线从都江堰到映秀的梁式桥,除百花大桥外,桥梁墩柱和基础本身都没有出现严重破坏的情况。
针对震害现象,提出了相关抗震设计对策。
关键词:汶川地震;桥梁震害;抗震设计建议1 前言“5112”汶川大地震所造成的损失巨大,位于震中的汶川县附近道路基础设施受到严重破坏,距震中较近的213国道和都汶高速上桥梁震害最为典型和严重,213国道(图1)的桥梁结构主要为梁式桥,桥梁结构形式为简支梁(含先简支后桥面连续)和连续梁桥,这些梁桥广泛采用板式橡胶支座,梁体直接搁置在支座上。
通过对213国道和都汶高速公路桥梁震害的调查,发现:梁式桥的震害主要集中在落梁、支座滑动、梁体位移、伸缩缝处相邻梁体间碰撞、收稿日期:2009-01-20[24] Mosqueda G,Whittaker A S,Fenves G L1Charac2terization and Modeling of Friction Pendulum Bear2ings Subjected to Multiple Components of Excitation[J]1Journal of Structural Engineering,2004,130(3).[25] Mostaghel N,Khodaverdian M1Dynamics of Resili2ent-Friction Base Isolator(R-FBI)[J]1Earth2quake Engineering and Structural Dyanmics,1987,111[26] Naeim F,Anderson J C1Design Classification ofHorizontal and Vertical Earthquake Ground Motion[R]1J AMA Report No177381[27] Naeim F,Kelly J M1Design of Seismic IsolationStructures f rom Theory to Practice[Z]1John Wiley&Sons Inc119991[28] Nagarajaiah S,Reinhorn A M,Constantinou M C13D-BASIS Nonlinear Dynamic Analysis of Three-Dimensional Base Isolated Structures[R]1Part II1Report,MCEER-91-0005119911[29] Newmark N M,Hall W J1Earthquake Spectra andDesign[J]1Earthquake Engineering Research Institu2te,19821[30] Robinson W H1Lead-Rubber Hysteretic BearingsSuitable for Protecting Structures During Earthquakes[J]1Earthquake Engineering and Structural Dynam2ics,1982,101[31] Sabnis G M,Harris H G,White R N,Mirza M S1Structural Modeling and Experimental Techniques[Z],Prentice-Hall,Inc119831[32] Soong T T,Dargush G F1Passive Energy DissipationSystems in Structural Engineering[Z]1Wiley,Chich2ester,U K and New Y ork,N Y119971[33] Structural Engineers Association of Northern Califor2nia(SEAONC)1Tentative Seismic Isolation DesignRequirements[S],Yellow Book119861[34] Wen Y K1Approximate Method for Nonlinear Ran2dom Vibration[J]1J1Engineering Mechanics Divi2sion,ASCE,19751101(EM8)1[35] Whittaker A S,Constantinou M C1Chapter12,Seis2mic Energy Dissipation Systems for Buildings[R]1Borzognia and Bertero(eds),CRC Press LL C120041 [36] ZayasV A,Low S S,Mahin S A1A Simple Pendu2lum Technique for Achieving Seismic Isolation[J]1Earthquake Spectra,1990,61挡块破坏和桥台破坏等方面。
本文主要围绕213国道和都汶高速公路上典型桥梁震害进行讨论,在此基础上提出相关对策。
2 落梁与结构倒塌破坏211 庙子坪大桥庙子坪大桥为都汶高速公路上的一座跨越都江堰紫坪坝库区的高墩大跨桥梁,距映秀29km (图2),主桥为连续刚构,全长1436m ,桥墩高108余m ,引桥为50m 先简支后连续桥梁(桥面连续)组成,共19跨,每跨引桥由10片T 梁组成,每片T 梁重达140t 。
地震时庙子坪大桥还没有通车,但主体结构已完工。
由于地震中梁、墩相对位移过大,引桥第5跨(从主桥计算)伸缩缝处梁墩相对位移大于搭接长度,造成引桥第5跨落梁,如图3所示。
图1 213国道示意—321— 2009年 第5期 范立础 李建中:汶川桥梁震害分析与抗震设计对策由图3(b )和图3(c )可以清楚地看出,庙子坪大桥引桥采用板式橡胶支座,板式橡胶支座放在支承垫石上,梁体与支承垫石的搭接长度约50cm ,没有采用任何纵桥向的防落梁措施。
由于板式橡胶支座与梁体底无连接,地震中,当梁体惯性力大于支座与梁底间的摩擦力时,梁底与支座顶面产生相对滑动,相对位移超过与支承垫石的搭接长度而落梁,由图3(c )可以看出落梁时梁底与支承垫石和桥墩边缘碰撞产生的损伤。
庙子坪大桥引桥落梁除与地震引起较大梁、墩相对位移有关外,还与支承的构造细节有关。
在桥墩顶部浇注支承垫石,支承垫石上放置板式橡胶支座是我国桥梁通常采用的方法,实际上采用支承垫石后,梁体与支承垫石的搭接长度要远远小于与桥墩的搭接长度,梁体位移超过与支承垫石的搭接长度后就会引起落梁。
212 百花大桥百花大桥位于213国道K1009+691处,岷江右岸,龙门山构造带主中央断裂(北川—映秀)的上盘,距映秀镇2km ,建于2004年12月,下部构造采用桩柱式桥墩,柱间设置系梁,桥台采用肋板式桥台,桥长495155m ,最大墩高30187m 。
桥梁上部采用4×25m (钢筋混凝土连续梁)+5×25m (钢筋混凝土连续梁)+50m (简支T 梁)+3×25m (钢筋混凝土连续梁)+5×20m (钢筋混凝土连续梁)+2×20m (钢筋混凝土连续梁),平面位于R =150m 的圆曲线(左偏)、L =1921601m 的直线以及R =66m 的圆曲线(右偏)上。
第5联桥跨,即5×20m 连续梁落梁整体倾覆(图4),完全破坏;百花大桥其他墩柱与系梁连接处和墩柱也出现多处破坏,梁体出现较大位移、伸缩缝等也基本破坏,典型破坏如图5和图6所示。
图4 百花大桥第5联桥跨,即5~20m连续梁整体倾覆 百花大桥位于N311044°,E1031475°,距震中N311021°,E1031367°约为1016km ,发震的龙门山中央构造带映秀-北川断裂走向为229°,百花大桥离断裂带更近,强地震作用是导致百花大桥破坏的直接原因,但是百花大桥设计、构造的不合理也加剧了桥梁破坏。
如图7所示为百花大桥第5联和第6联的平面布置,第6联为2×20m 连续梁,桥台设置双向滑动支座,19号墩为固定墩,在18号墩后1173m 处设牛腿,牛腿上设置双向滑动支座;第5联为5×20m 连续梁,位于半径为66m 的圆曲线上,第5联的第5跨梁左端支承在牛腿上,16号墩为固定支座,第1跨右端采用双向滑动支座支承在13墩顶。
其中第6联和第5联各桥墩的墩高见表1。
由表1可以看出,第5联的固定墩与第6联的固定墩的墩高度相差近3倍,第5联与第6联的整体刚度和动力特性相差较大,地震中第5联和第6—421— 公 路 2009年 第5期 图7 百花大桥第5、6联布置表1 百花大桥第5联和第6联墩高联第5联第6联墩编号13141516(固定)171819(固定)20墩高/m 301329192917261922121811711桥台联发生非同向振动,导致牛腿处第5联左梁端与第6联搭接处发生很大相对位移,当相对位移大于搭接长度(60cm )时,第5联左梁端落梁,梁体折断,同时由于第5联桥墩配箍率很低(百花大桥墩柱配箍率在01048%~01067%之间,远小于我国《公路工程抗震设计规范》(J TJ 004-89)对墩柱底部配箍率大于013%的要求),在地震和梁体自重作用下(当第5联左端落梁后,第5跨梁体自重发生重分配,17号墩同时要承受由于梁体左端悬空所增加的轴力和弯矩)第5联发生整体破坏。
虽然地震强度高是引起百花大桥震害的主要原因,但百花大桥结构刚度高度不规则,牛腿处没有限位装置,墩身箍筋配置严重不足也在客观上加剧了结构的破坏。
美国AASH TO [2]规范基于对桥梁震害的研究,对于桥梁结构一联内任意2桥墩的刚度比,以及相邻2联桥梁的刚度比都做了明确规定,要求一联内任意2个桥墩的刚度比应小于015,相邻2联的刚度比应小于017,并要求在牛腿处相邻2联间设置位移约束装置,这些要求,百花大桥都不能满足。