震后桥梁性能评价及加固技术研究
桥梁抗震设计及加固技术探讨
桥梁抗震设计及加固技术探讨摘要:震区桥梁的破坏不仅直接阻碍了抗震抢险,使得次生灾害加重,也给灾后恢复重建带来了巨大的困难。
因此,调查与了解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依据。
本文结合工作实践,分析了桥梁抗震设计方法和桥梁加固方法。
关键词:桥梁,抗震设计,加固技术Abstract: the destruction of the earthquake zone bridge not only directly prevented seismic rescue, making secondary disaster aggravated, also give after-disaster reconstruction brings great difficulties. Therefore, survey and the understanding to the bridge damage and its causes is to establish correct seismic design method, take effective measures of seismic basis. Based on practice, this paper analyzes the bridge seismic design method and the bridge reinforcement method.Keywords: Bridges, seismic design, strengthening technology我国处于环太平洋带和亚欧带这两大地震之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分发育,地震频度高、强度大、震源浅、分布广,震灾较为严重,尤其是近几年不断发生各种等级的地震。
在地震发生时,不仅会有大量的地面建筑物及各种设施遭到破坏或倒塌,大量人员伤亡,而且还会严重造成交通中断。
对震害后的桥梁加固方法的探究
对震害后的桥梁加固方法的探究摘要:目的探究桥梁在震害等灾害过后的加固措施方法分析国内外现状,针对不同的震害等级,总结出不同的加固方法结论不同等级的震害所进行加固的方法不同,很适合琢磨不透的自然,对桥梁事业有非常大的作用结果对震害后的桥梁事业有大大的意义关键词:桥梁加固震害自然Abstract: objective to explore Bridges in earthquake damage and the reinforcement measures after disasters method to analyze the current situation at home and abroad, aimed at different levels of the earthquake damage, sums up the different reinforcement method conclusion different levels of the earthquake damage of the reinforcement method is different, very suitable for elusive nature, career to bridge has great effect on the bridge of the earthquake damage after career has big significanceKey words: the bridge reinforcement nature damage引言我国是一个多地震的国家,地震频率多.强度大且分布范围广。
地震往往导致很多桥梁发生大规模的损坏,给抗震救灾带来巨走的困难。
尤其是汶川地震的发生.使得桥梁设计工作者对桥梁结构在地震作用下的稳定性及通行能力提出了更高的要求。
1 桥梁抗震加固的国内外现状在桥梁的抗震加固方面,美国和日本无疑是水平最高的国家,美国的桥梁抗震加固始于1971年圣费尔南多地震,分3个阶段对全国桥梁进行了加固,主要方法是提高墩柱的抗弯延性和抗剪强度、提高盖梁、上部结构、基础与桥台的承载能力,提高结点的抗剪强度,目的在于通过对墩柱的预期塑性铰部位(墩底和墩顶)设置外部约束来提高墩柱的延性,进而提高桥梁整体延性。
桥梁抗震性能评价及抗震加固技术
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)交通科研设计院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设计院,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。
桥梁结构的抗震性能研究
桥梁结构的抗震性能研究近年来,地震频繁发生,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
而桥梁作为城市交通的重要组成部分,其抗震性能的研究显得尤为重要。
本文将探讨桥梁结构的抗震性能研究,从地震的原因、桥梁结构的抗震设计、抗震加固技术等方面进行讨论。
地震是由地壳运动引起的地球表面振动现象。
地壳运动主要有板块运动、地震活动、火山喷发等形式。
地震是一种自然灾害,对人类社会造成了严重的破坏。
地震的震级和震源深度是衡量地震强度的重要指标。
地震的震级通常用里氏震级表示,震级越高,地震破坏力越强。
地震的震源深度也会影响地震波的传播和破坏范围。
因此,地震的原因和特点对桥梁结构的抗震设计有着重要的指导意义。
桥梁结构的抗震设计是确保桥梁在地震中能够保持稳定和安全的关键。
抗震设计的目标是使桥梁在地震中不发生倒塌,同时尽量减小震害。
抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料性能、地震荷载等因素。
常见的桥梁结构形式有梁桥、拱桥、斜拉桥等。
不同结构形式的桥梁在地震中的响应和破坏方式也有所不同。
因此,在抗震设计中,需要根据桥梁的特点选择合适的结构形式,并采取相应的抗震措施。
抗震加固技术是提高桥梁抗震性能的重要手段。
抗震加固技术主要包括增加桥梁的刚度、提高桥梁的耗能能力、增加桥梁的阻尼等措施。
增加桥梁的刚度可以减小桥梁在地震中的位移和变形,提高桥梁的耗能能力可以吸收地震能量,阻尼可以减小桥梁的振动幅度。
抗震加固技术需要根据桥梁的具体情况进行选择和设计。
目前,常用的抗震加固技术有加固横向连接、加固纵向连接、加固桥墩等。
此外,桥梁结构的抗震性能还需要进行抗震性能评估和监测。
抗震性能评估可以评估桥梁在地震中的破坏程度和安全性能,为抗震设计和加固提供依据。
抗震性能监测可以实时监测桥梁的动态响应和结构状态,及时发现问题并采取相应措施。
抗震性能评估和监测需要使用一系列的测试设备和方法,如振动台试验、地震动记录仪等。
综上所述,桥梁结构的抗震性能研究是一个复杂而重要的课题。
浅谈桥梁抗震加固技术
露塑』堡凰.浅谈桥梁抗震加固技术贾悦张倩(河南交通职业技术学院,河南郑州450005)喃要]我国是一个多地震的国家,地震强度大,频率高,并且分布范图广。
桥粱作为交通生命线的枢纽工程,一旦遭受地震破坏。
将会导致巨大的经济损失和人们的生命安全,并影响震后灾区的救援和重建工作,使得人们对桥梁的抗震l生能越来越重视.。
桥梁抗震挫能研究主要有两个方面:一是对新建桥梁采取合理的抗震设计和抗震构造措施:二是时现役桥梁的抗震加固。
日期】抗震加固;加固技术随着公路桥梁的建设不断发展,桥梁作为公路工程的重要—环,多为我国国省干线公路交通网上的关键点,当地震发生时,直接造成生命及财产的损失。
近些年,发生的如1976年唐山地震、1999年台湾集集地震、2008年汶川地震2010年青海玉要地震中,人员伤亡和经济损失均非常惨重,也都造成了公路和铁路桥梁的严重毁坏。
我们公路行业目前正在忪路工程抗震设计规;苗(JT J004—89)采用等单一的设防标准,没有采取足够的构造措施来保证桥梁结构的整体延性,也没有采用能力设计的思想来防l E桥墩等构件的剪切破坏。
因此,对于我国地震区已修建桥梁,按照更为先进的设计思想进行抗震性能评价,根据评价的结果采取相应的抗震加固措施,就显得尤为重要。
1结构连接件的维护根据笔者的施工经验,施工单位只重视桥梁施上的质量主控环节,养护单位则重视桥梁整体线型打车舒适度等使用性能,往往忽视桥梁支承连接件的性能质量。
当桥梁上、下部结构产生支承连接件不能承受的相对位移时,支承连接件便可能失效,往往导致梁体坠毁。
为解决这个问题,应对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。
目前国内外的通常做法是增加支承面宽度、在简支的相邻粱间安装限位装置;在伸缩缝等上部接缝处采用挡块、连梁装置等措施:采用减隔震支座及耗能装置耗散作用于结构的地震能量、提高桥梁的抗震性能。
在桥梁使用期间应对支座定蒯佥查与维护,对于伸缩缝应随时清除缝内杂物。
公路桥梁抗震性能评价与抗震加固技术指南
震后交通基础设施重建技术系列指南之四公路桥梁抗震性能评价与抗震加固技术指南目录1 总则 (1)2 术语与符号 (2)2.1 术语 (2)2.2 主要符号 (3)3 桥梁抗震性能评价的原则和等级标准 (5)3.1 桥梁抗震设防标准 (5)3.2 桥梁抗震性能评价的等级标准 (6)4 桥梁抗震性能评价的流程和方法 (7)4.1 桥梁抗震性能评价的流程 (7)4.2 桥梁抗震性能一级评价方法 (10)4.3 桥梁抗震性能二级评价方法 (11)5 桥梁结构部位的抗震性能评价 (13)5.1 一般规定 (13)5.2 场地液化可能性评价 (14)5.3 地基基础抗震性能评价 (16)5.4 桥台抗震性能评价 (17)5.5 桥墩抗震性能评价 (18)5.6 梁部抗震性能评价 (23)5.7 支座、伸缩缝的抗震性能评价 (24)6 桥梁抗震构造措施评价 (25)6.1 一般规定 (25)6.2 防落梁构造 (26)6.3 限制位移装置 (30)6.4 连接构造 (30)6.5 其他构造措施 (31)7 既有桥梁抗震加固技术 (31)7.1 一般规定 (31)7.2 桥梁场地加固 (33)7.3 基础加固 (36)7.4 桥台加固 (38)7.5 墩柱的加固 (40)7.6 盖梁、节点区加固 (42)7.7 支座、伸缩缝及防落梁措施抗震加固 (44)7.8 减隔震加固技术 (48)7.9 上部结构加固 (49)8、基于性能(多水平性能目标)的既有桥梁抗震性能评价 (50)1 总则1.0.1为了贯彻执行中华人民共和国防震减灾法并实行以预防为主的方针,统一既有公路桥梁抗震性能评价与抗震加固的技术要求,更好地发挥公路运输及其在抗震救灾中的作用,特制定本指南。
1.0.2 本指南适用于抗震设防地震动峰值加速度为0.05g、0.10g、0.15g、0.20g、0.30g 和0.40g地区的未经抗震设计的常规公路桥梁。
当既有桥梁所在地区抗震设防标准提高或地震后已经出现病害时,也应按照本指南进行抗震性能评价与抗震加固。
桥梁加固技术与效果评估研究
桥梁加固技术与效果评估研究桥梁作为交通运输中不可或缺的组成部分,承担起连接两地的重要使命,而桥梁的安全性更是关系到人民生命财产安全。
随着时间的推移,许多桥梁逐渐老化,面临着加固、维修和改造等问题。
因此,桥梁加固技术的研究和效果评估就显得尤为重要。
一、桥梁加固技术桥梁加固技术是指通过强化、增加或更换部分或全部结构的材料和构造,提高桥梁的承载能力和稳定性的一项技术。
目前,常用的桥梁加固技术主要包括以下几种。
1.预应力加固技术预应力加固技术是将预制的预应力杆通过锚固设施与桥梁原有构件相连,使预应力杆在拉应力作用下形成一定的预应力,从而增加桥梁的承载能力和抗震能力。
该技术适用于无法关闭施工的桥梁。
2.钢筋混凝土钻孔加固技术该技术是通过锚固钢筋混凝土板,增加桥梁的刚度和承载能力。
它的优点是施工方便,成本低,且具有较好的加固效果。
但缺点是加固后原本无覆盖层的钢筋混凝土构件将因加固而无法再检验质量。
3.碳纤维片加固技术碳纤维片加固技术是指用碳纤维片增加桥梁的强度和刚度,其特点是施工简便、施工时间短、不影响道路交通。
但其成本较高,适用范围较窄。
4.支墩加固技术支墩加固技术是指增加支墩的数量和高度,改变桥梁整体结构,提高承载能力。
其优点是施工简单、成本低。
缺点是需要对桥梁的整体结构进行重新设计。
二、桥梁效果评估桥梁加固技术的效果评估是指对桥梁加固或改造后的工效进行检测、评定和监测的过程。
这是桥梁加固成功与否的重要标准。
常用的桥梁效果评估方法主要包括以下几种:1.物理检测法物理检测法是指通过望远镜、倾斜仪、激光测距仪、压杆等仪器来进行静力测试和力学测试,以评估桥梁加固后的效果。
其优点是科学、准确性高。
但缺点是不够全面、无法检测隐蔽的缺陷。
2.视觉检测法视觉检测法是指通过目视观察、拍照等方式,判断桥梁结构是否存在不规则变形或裂缝等缺陷,以评估加固效果。
其优点是操作简便、对桥梁表面缺陷检测效果良好。
但缺点是不能发现桥梁内部缺陷。
桥梁抗震性能评价与衡量及抗震加固技术
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。
桥梁震害分析及加固维修措施
桥梁震害分析及加固维修措施随着社会的发展和经济的不断增长,桥梁在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,随着桥梁运行时间的增加,桥梁的状态也会逐渐恶化,其中很大一部分原因是地震的影响。
因此,本文将对桥梁震害分析及加固维修措施进行探讨。
桥梁震害分析地震对桥梁的影响地震是一种非常危险的自然灾害,它可以对桥梁造成严重的影响。
地震的力量会对桥梁产生一定的冲击,使得桥梁的构造受到破坏,导致桥梁的安全性受到威胁。
以下是地震对桥梁造成的破坏情况:•地震会引起桥面上的振荡和位移,导致桥梁杆件和连接处产生应力、变形和裂缝等问题。
•地震也会导致桥梁的地基土体产生液化,进而直接危及桥梁的稳定性。
•地震会引起支座的破坏和位移,导致桥梁整体发生侧倾和沉降等问题。
桥梁震害诊断针对桥梁的震害问题,需要进行专门的诊断和检测。
目前,针对桥梁震害问题的常用检测方法有以下几种:•扫描式激光测量:这种方法可以在高速公路桥梁中实现全面的道路路面及桥梁的三维形态数据自动化测量。
其优点在于,高效且准确度高。
•桥梁结构物非接触式检测:通过对桥梁上的电磁波进行检测,可以获取桥梁结构的信息,如线性变形、非线性变形、刚度系数等信息。
•特征频率分析法:该方法用于侦测桥梁结构的自由振动频率,并通过对振动频率和涉及结构参数对其进行定性或半定量评估。
桥梁加固维修措施桥梁加固方法针对桥梁的震害问题,可以采取不同的加固方法。
目前,常用的加固方法有以下几种:•加强横向刚度:通过在桥梁的横梁上添加刚性横向支撑杆,来增强桥梁的横向刚度。
•加强纵向刚度:通过在桥梁上添加桥面加筋钢筋,来增强桥梁的纵向刚度。
•置换损坏部件:对于已经损坏严重的部分,需要及时置换为新的部件,以保证桥梁的完整性。
桥梁维修方法桥梁的维修对于保证桥梁的安全至关重要。
常见的桥梁维修方法有以下几种:•涂漆:通过在桥梁上涂上特殊的防震涂漆或防腐蚀涂漆,来保护桥梁表面。
•补漏:当桥梁表面出现水漏现象时,可以采用补漏的方法来修复。
桥梁震害分析与抗震加固措施研究
在 多方 向地震动力作用下 , 利用 反应谱法计算 结构 的地 震 反应 时 , 还涉及到空 间组合 , 即各个方 向输入 引起 的地震
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震与加固改造,0 93 ( ) 7 8 2 0 ,1 6 :9— 2 铁道部第 四勘 测设计 院. 路工 程设 计技 术手 册 : 梁墩 台 铁 桥 [ . M] 北京 : 中国铁道 出版社 ,9 7 19
震后桥梁性能评价及加固技术指南
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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。
地震破坏下桥梁结构损伤评估与修复技术研究
地震破坏下桥梁结构损伤评估与修复技术研究引言:随着地震频发的频率,桥梁常常成为地震灾害中的重点防护对象。
地震引发的强烈震动对桥梁结构造成巨大的冲击,导致桥梁结构出现各种程度的损伤。
为了保障桥梁的安全运行,研究地震破坏下桥梁结构损伤评估与修复技术具有重要意义。
1. 地震破坏下的桥梁结构损伤评估地震引发的震动会导致桥梁结构的各种类型的损伤,包括桥墩的破坏、桥面的断裂、桥梁连接部位的松动等。
损伤的类型和程度对于评估桥梁的安全状况至关重要。
1.1 损伤类型的分类地震破坏下,桥梁的损伤类型可以分为三类:可修复性损伤、局部修复限制损伤和无法修复损伤。
可修复性损伤指的是损伤程度较轻,仅需简单修复,不会影响桥梁的整体结构;局部修复限制损伤是指损伤较为严重,涉及桥梁的关键结构部位,需要有针对性的修复方案;无法修复损伤则是指损伤过重,无法恢复桥梁原有的结构和功能。
1.2 损伤评估的方法桥梁损伤评估是一项复杂而关键的任务,常用的方法包括现场勘察、结构监测和数值模拟等。
现场勘察是最基本和直观的评估方法,通过对损伤结构的实地观察和测量来获取损伤特征和程度。
结构监测则是通过在桥梁上布设各种传感器,实时监测桥梁的震动响应、位移等数据,用于评估结构的健康状况。
数值模拟在桥梁损伤评估中发挥了重要作用。
通过建立桥梁的有限元模型,分析震动荷载对桥梁结构的影响,进而预测损伤的发生位置和程度。
2. 地震破坏下的桥梁结构修复技术当桥梁结构发生损伤后,及时有效地进行修复至关重要,以确保桥梁的安全运行。
2.1 临时抢修技术地震发生后,将桥梁的损伤状况进行初步评估后,通常需要采取临时抢修措施以保障交通的畅通和人员的安全。
临时抢修技术包括临时加固、紧急修复和临时通道的构建等,旨在让桥梁能够暂时恢复使用。
2.2 桥梁结构的终身修复方案除了临时抢修技术外,还需要制定长期的桥梁结构终身修复方案,以保障桥梁的持久安全运行。
终身修复方案的制定需要考虑桥梁的使用年限、修复工艺和材料的选择等。
桥梁抗震性能分析与改造技术
桥梁抗震性能分析与改造技术随着人们交通需求的增加,桥梁的使用频率也在不断增加。
然而,地震作为一种常见的自然灾害,给桥梁的安全带来了巨大的威胁。
因此,桥梁抗震性能的分析和改造技术变得尤为重要。
桥梁抗震性能分析是指通过模拟和计算,对桥梁在地震作用下的应力和变形进行定量评估的过程,从而确定桥梁的抗震能力。
一般来说,桥梁的抗震性能分析包括动力特性分析、非线性分析和地震响应分析等。
动力特性分析是通过模态分析方法,求得桥梁的固有频率、振型和阻尼比等参数。
这些参数反映了桥梁固有的振动特性,对于评估桥梁在地震作用下的响应具有重要意义。
非线性分析是指考虑材料的非线性行为和结构变形产生的非线性效应对桥梁进行分析,从而更加准确地评估桥梁的抗震能力。
地震响应分析是将地震动作用于桥梁结构上,对其产生的动力响应进行分析,用以评估桥梁的抗震性能。
通过抗震性能分析,我们可以了解到桥梁结构的抗震能力状况,进而决定是否需要进行改造。
桥梁改造技术可以通过增加或加固构件、改变结构形式、提升材料性能等方式来提高桥梁的抗震能力。
一种常见的改造技术是在原有结构上加设耗能装置,使其能够在地震动作用下吸收和消耗部分能量,从而减小结构的应力和变形,提高桥梁的抗震性能。
此外,还可以通过钢筋混凝土结构增强、加固桥梁基础、改进桥梁几何形状等方式来进行桥梁改造,以提高其整体的抗震性能。
在桥梁抗震性能分析和改造技术的过程中,需要考虑多方面的因素。
首先,地震的特征和作用特点需要进行准确的分析,包括地震烈度、地震波型、地震动的持续时间等。
其次,桥梁结构的特点和材料性能也需要进行详细的研究,包括材料的强度、刚度、阻尼等。
此外,还需要考虑到桥梁的使用情况和荷载条件等。
通过综合考虑这些因素,可以得出桥梁的抗震能力评估结果和相应的改造方案。
在实际的工程实践中,桥梁抗震性能分析与改造技术已经得到了广泛应用。
通过对桥梁结构进行合理的抗震性能分析,并采取相应的改造措施,可以有效地提高桥梁的抗震能力,保障人们的出行安全。
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。
关于桥梁的抗震检测与加固的探究
关于桥梁的抗震检测与加固的探究摘要:分析了桥梁震后检测加固的必要性,总结了桥梁结构的震害特征,提出了各种抗震加固方法,以尽快提高我国桥梁抗震加固的技术水平,确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度。
关键词:桥梁;抗震;检测;加固0 前言尽管我国依据近年来频发的地震灾害制订了桥梁抗震设计规范,并针对桥梁抗震性能提出了较高的要求,但我国大多数在役公路桥梁并不能达到设计规范所制定的标准,抗震能力值得怀疑,这也导致我国目前公路网中桥梁的抗震能力较弱。
这种背景下已修建桥梁,特别是处于地震多发地带的桥梁,需要按照更为先进的设计思想进行抗震性能评价,并根据评价的结果采取相应的抗震加固措施,加快研究公路桥梁抗震加固技术1 桥梁地震灾害产生的主要原因1.1桥台震害公路桥梁的桥台震害主要指的是在地震灾害发生后,公路桥梁的桥台会随着路基位置的偏移而向着河流的中心处滑动,从而致使桥梁的桥头、重力式桥台的胸腔与桩柱发生程度不一的损毁,轻则沉降、倾斜,重则断裂,使桥梁失去了其安全使用的功能。
1.2支座震害由于不是所有的桥梁在设计时都能够兼顾美观与高等级抗震的要求。
在对一些桥梁的支座进行设计和建造时往往由于其形式与材料的使用存在着一定程度的缺陷,因此使桥梁不能够很好的抵御地震灾害的侵袭,当地震发生时桥梁的支座会发生变形和位移,使桥梁存在着安全隐患。
1.3地基震害地震灾害发生时,其能量会在不同的程度上导致桥梁地基的沙土被液化,从而使桥梁的地基不能够发挥其正常的性能产生地基塌陷、变形与沉降等一系列问题,从而造成桥梁的损毁,不能正常的使用,增加救援的难度。
1.4桥墩震害地震巨大能量的释放,会使地震区域内的桥梁的桥墩发生倾斜、下滑、断裂等不同程度的损毁,从而对桥梁的安全运行造成巨大的安全隐患,桥梁会因此面临着倒塌和倾断的危险。
2 桥梁震后检测加固的必要性2.1结构破坏及规范要求对桥梁结构进行震后检测及加固技术的研究,其必要性来自两个方面:首先是地震中的部分桥梁遭受严重破坏,需要进行修复或加固;其次是随着新规范的颁布执行、设计方法的发展和更新,许多按以前方法设计的或根本就没有进行抗震设计的桥梁的抗震性能需要重新进行评估。
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西部交通建设科技项目震后桥梁性能评价及加固技术研究报告简本1主要研究内容及创新点1.1研究的主要内容本项目以震后梁桥调查和检测、性能的分析和评价、设计和加固为主要研究内容,主要对内蒙古赤峰地区的震后桥梁进行调查,提出公路震后桥梁的调查检测方法和工作程序,并针对公路梁式桥在地震荷载作用下的破坏特点,建立一套能够全面地反映震后桥梁性能的评价指标。
通过对公路梁式桥在地震荷载作用下破坏机理的研究,以即将修订的桥梁抗震规范为标准,从混凝土结构内部破坏和外部破坏特征两个方面,强度、变形和裂缝等多个角度,系统地对震后桥梁性能进行评价。
依据评价结果,考虑各种桥梁加固方法的特点和适用性,确定具有针对性的震后桥梁快速加固方案和长期加固方案。
依照上述目的,本项目进行了4个专题的研究工作:专题一:震后桥梁调查、检测方法研究;专题二:震后公路梁式桥破坏形式、损伤机理及损伤诊断方法研究;专题三:震后公路梁式桥性能评价理论及方法的研究;专题四:震后公路梁式桥加固理论及方法研究。
1.2创新点(1)根据震后桥梁特点,建立了震后桥梁调查工作程序和评估标准。
(2)通过水平滞回作用对钢筋混凝土柱的受压、受弯和变形性能影响的试验,建立考虑初始损伤影响的混凝土本构关系,提出了损伤墩柱水平、竖向承载力和变形性能的计算方法。
(3)通过震后桥梁墩柱损伤对其动力特性影响的试验,测试得到了损伤与动力特性的关系曲线,提出基于频率、阻尼的震后桥梁评价方法。
(4)通过芳纶约束钢筋混凝土及高强混凝土柱性能试验和理论研究,提出了芳纶约束钢筋混凝土及高强混凝土柱本构关系的计算方法。
(5)通过芳纶FRP加固损伤混凝土梁对其动力特性影响的试验研究,得到了不同损伤阶段频率、阻尼的变化,以及不同损伤阶段加固的动力特性,提出了损伤与阻尼的关系公式。
(6)采用光纤光栅传感技术测量加固损伤混凝土梁的FRP层间应力,测试得到了混凝土梁不同损伤阶段FRP层间应力的变化。
(7)提出了震后桥梁性能两级评价体系及评价指标。
(8)提出了震后桥梁系统加固方法。
2震后桥梁调查、检测方法根据震后桥的破坏特点,提出了震后桥梁应急快速调查和详细检查工作程序、方法及工作内容;制定了“震后桥梁快速调查表”、“震后梁式桥详细检查及破坏状况评估表”。
通过震后桥梁应急快速调查,按其破坏情况进行分级,提出了震后桥梁安全状况快速评判标准,并根据震后桥梁破坏等级确定是否采取交通管制措施,指导灾区震后桥梁抢险救援工作。
通过震后桥梁详细检查,提出梁式桥各部件破坏状况评判标准及桥梁整体技术状况评定等级。
为震后桥梁现况评估及恢复交通提供了可操作的工作方案。
震后桥梁调查一般工作程序见图2.1:(1等资料。
(2(3)、“禁(4)“限维修、3震后损伤桥墩静、动力性能试验研究针对当前公路混凝土桥梁中普遍采用的柱式桥墩的典型情况,按相似关系设计试验模型,通过拟静力试验,评估按现行的《部颁规范》要求设计的桥墩在反复荷载作用下的损伤性能,为震后桥墩的评估、加固奠定基础。
(1)长宽比较大的柱(L/b>4),在循环过程中,如发生高塑性应变的循环,应计入高塑性应变循环对极限变形的影响;在较低塑性应变的循环下,可以不计循环的影响,直接按变形计算即可。
而长宽比较小的柱(2<L/b<4)在超过屈服变形后,必须考虑低周循环的损伤累积影响。
提出了低周循环对极限变形影响的计算公式,参数可通过试验确定。
α))2((1∑-=N i if i n N b FD (2)在同等滞回变形条件下,适当的轴压,对钢筋混凝土柱的水平和竖向承载力都有利;长宽比越小的钢筋混凝土柱,水平和竖向承载力下降越快;配筋率增大对水平承载力有利,但对竖向承载力影响则相反。
(3)阻尼比与损伤指标D 有很强的统计关系,统计公式=1.33+0.07736D 24震后桥梁损伤分析、识别方法研究4.1 混凝土损伤分析模型基于混凝土细观损伤机理,在分析初始裂纹损伤对混凝土强度和模量影响的基础上,建立了考虑初始裂纹损伤的混凝土损伤模型。
5--=βεεσEC E (4.1)式中的系数C 和可由单轴拉、压全过程曲线的峰值点处的边界条件,则边界条件由下式确定:c f c ==εεσ,5--=βεεc c EC E f 0==cd d εεεσ,0)5(16=---βεβC 所以:c c c c f E f E --=εεβ56(4.2) )(5Ef C c c c -=-εεβ (4.3) 考虑裂纹损伤对边界条件的影响,研究了裂纹扩展长度随应力的演化规律和裂纹角度对混凝土强度、模量等参数的影响。
混凝土随着裂纹的发展,表现出明显的各向异性。
模量参数在裂纹起裂前不变化,而在应力达到起裂强度时,往往有一突变,然后随应力增大,模量参数eff E 、eff G 快速减小,增大。
裂纹角度越大,起裂强度越小。
最后的混凝土峰值强度越小。
如含有45°裂纹的混凝土峰值强度为21.9MPa ,明显小于含有30°裂纹的混凝土峰值强度26.6MPa 。
而且裂纹角度越大,泊松比的变化也快从加载开始至峰值强度,含30°裂纹的混凝土的泊松比从0.3变化至0.373,而含45°裂纹的混凝土的泊松比从0.3变化至0.487。
在有约束应力作用下,模量参数在裂纹起裂后变化趋势明显变缓,约束应力越大,模量参数eff E 、eff G 减小和增大越少。
4.2震后混凝土桥墩损伤分析方法在混凝土损伤分析的基础上,分析了损伤混凝土桥墩弯矩-曲率关系、荷载-位移曲线和低周循环造成的极限位移的减小影响,提出震后具有初始裂纹损伤的混凝土桥墩损伤分析方法。
对实际桥墩考虑初始损伤与不考虑初始损伤影响的计算承载力、变形性能进行了比较分析,损伤对混凝土桥墩的性能降低影响十分明显。
4.3震后结构损伤程度识别方法(1)采用模态应变能方法对结构进行了损伤识别、定位,并引入了损伤程度因子,基于结构的模态应变能量与单元模态应变能量的关系提出了求解损伤程度的解析解方法,该方法精度高。
(2)将此方法应用于数值算例表明,只需低阶模态即可精确的求解固端梁和多跨连续梁结构的损伤程度因子,并能够智能修正因为损伤定位而造成的误判。
(3)研究了测量噪声对该方法的影响,结果表明该方法具有很强的鲁棒性,为在实际工程中得以应用提供了理论依据。
5 震后梁式桥评价体系和指标对地震发生后不同阶段的需要,建立了系统的震后梁桥两级评价(快速评价、常规评价)体系、工作流程及方法;基于现行规范和震后桥梁破坏特征分析的基础上建立震后桥梁评价指标;提出建立基于层次分析法的震后公路梁桥性能评价方法;为决策震后桥梁恢复方案提供依据。
5.1震后桥梁性能评价的等级标准震后桥梁性能评价分为两级。
一级评价(初步评价)应以宏观控制和抗震构造要求为主进行综合评价;二级评价应在一级评价的基础上以抗震验算为主,结合抗震构造要求进行综合评价。
震后桥梁性能一级评价包括两个层次:震后应急快速评价和震后安全性评价,建立了相应的破坏形式和评价等级标准。
5.2 桥梁抗震性能一级评价方法及评价指标震后桥梁结构进行一级评价的应急调查和评价时,采用目测法,在震后1~3天内进行分类,各项目初步快速评价的结果分三级:可以通行、限制通行、禁止通行。
震后桥梁结构进行一级评价的震后安全性评价时,在震后7天内,对应急评价为限制通行、禁止通行的桥梁进行分类,判定其承载能力,评价结果分六级:完好,基本完好,轻微破坏,中等破坏,严重破坏,毁坏六个等级。
初步应急快速评价结果除“可以通行”外,其他级别的震后桥梁要进行震后抗震安全初步评估,以判定其抵抗余震的能力,可分为“落梁破坏”、“强度及韧性用尽的破坏”以及“不稳定破坏”三类。
5.3 震后桥梁性能二级评价方法及评价指标5.3.1震后桥梁二级评价项目及评价等级对于需要进行二级评价的桥梁结构,应按以下规定的项目进行评价:(1)场地液化评价;(2)地基、基础震后性能评价;(3)桥台震后性能评价;(4)桥墩震后性能评价;(5)梁部震后性能评价;(6)支座、伸缩缝震后性能评价。
各项目评价的结果分四级:甲级(不低于现行规范要求)、乙级(略低于现行规范要求)、丙级(不符合现行规范要求)、丁级(严重不符合现行规范要求)。
5.3.2基于Push-over 法的震后桥梁抗震安全性评价根据实际地震的地震动参数,采用反应谱法或时程分析方法进行结构分析,判定结构的损伤部位和程度,作为结构的初始损伤,然后采用损伤分析方法,逐渐增大荷载,进行剩余水平承载能力、变形能力的分析。
直到达到结构目标位移,对结构性能进行评判。
此方法的分析过程类似于Push-over 法,即是以损伤本构模型为基础的静力推覆方法,适用于以变形为主的震后结构抗震评价。
评价指标采用普瑞斯特雷提出的指标体系。
5.3.2基于损伤的震后桥梁抗震安全性评价(1)以动力测试为基础的震后桥梁损伤评价以震后结构损伤性能的检测为基础,根据地震前(无损伤)、后桥梁刚度(或基频)、阻尼比的变化判定震后结构的损伤;0/K K D = (5.1)式中,、分别为地震前(无损伤)、后的结构刚度。
207736.033.1D +=ξ (5.2)(2)震后桥梁损伤评价的能量法基于裂纹的损伤方法进行分析,分别得到无损结构和损伤结构的弯矩-曲率曲线,在明确目标位移的前提下(一般以无损结构承载力下降20%所对应的位移),分别计算无损结构和损伤结构的荷载-位移曲线所包围的面积,即抗倾覆能量。
为无损伤结构抗倾覆能量,为损伤结构抗倾覆能量,则震后结构的损伤可用下式表示0A A A D d -= (5.3) 该公式综合了强度退化、刚度退化和剪切、滑移变形,及低周循环的影响。
6FRP 加固震损后钢筋混凝土梁、柱的试验研究通过FRP 加固震损后钢筋混凝土柱和梁的试验,对加固后梁、柱的弯曲承载力、斜截面力学性能、刚度等静力性能和低周反复荷载作用下的疲劳性能及动力性能进行了系统研究,结合塑性理论研究及数值模拟,建立了FRP 加固钢筋混凝土墩柱和梁的设计方法。
AFRP : 96.0r )'/0.30.1'/'c c cc f f f σ(+= (6.1)CFRP : 83.0r )'/4.20.1'/'c c cc f f f σ(+=(6.2)GFRP : 67.0r )'/2.20.1'/'c c cc f f f σ(+= (6.3)在试验中,测得了FRP 加固钢筋混凝土梁的层间应力,解决了多层FRP 加固时的工作协调问题。
7震后桥梁系统加固方法研究在总结和归纳常用桥梁加固方法的基础上,对各加固方法的适用性进行了比较分析,并针对震后桥梁的损伤特点,应用新材料、新工艺提出适用于震后桥梁的快速、常规系统加固理论、思路及方法。