拱桥震害及分析

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1、土木073班李义贤200711003231拱桥的震害与分析在我国公路桥梁系列中，拱桥作为-种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、可用地方材料、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势而成为建筑历史最悠久、竞争力较强。并且常盛不衰，不断发展的桥梁形式。在我国有大量的各式各样的拱桥。就拱桥而言，震中破坏的比其他类桥梁形式的少。国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明，拱桥的主要震害表现为：1、上部结构的破坏：桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形比较少见，往往是由于桥梁结构其他部位的毁坏而导致上部结构的破坏。2、支承连接部位的震害:桥梁支承连接部位的震害极为常见。由于支

2、承连接部位的破坏会引起力的传递方式的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。3、下部结构和基础的震害：下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起。4、其它的震害：边跨脱落、支承系统以及细部结构的破坏。近几年大地震一般为这样的震害。若进一步分析，可将桥梁震害的起因分为：a、由于沙土液化，地基下沉，岸坡滑移或开裂而引起基础的破坏，从而导致桥梁的倒塌。因此，在选择路线和桥位时，应绕开抗震不利或危险的地段。b、因桥梁结构形式、构造

3、或连接措施不当而引起落梁等震害。C、桥梁各支承的桥面运动不一致（地面运动的空间变化性）引起震害。d、桥梁墩柱本身抗震能力不足引起的破坏，包括强度和延性的不足。大跨度拱桥结构形式多种多样，构造相当复杂，而主要的承重构件——主拱的轴压比一般比较高，延性设计比较困难，也不可靠。因此桥梁最好保持弹性。故大跨度拱桥的抗震设计不宜过分依赖延性抗震，而应在正确的地震反应分析的棊础上，进行强度验算，必要时可采取适当的减震措施减小反应。同时，由于地震的随机性，还应慎重考虑抗震措施的使用。大跨度拱桥的结构构造比较复杂，因此地震反应也比较复杂，一般需要采用反应谱分析和时程分析两种方法相互校核。地震

4、反应的复杂性主要表现在两个方而：a、高阶振型的影响不可忽略；b、多点不同步激振和竖向地震动的影响不可忽略。此两项使桥梁的地震反应有较大的增大。拱桥的抗震设计过程包括计算地震动输入、建立动力计算模型、动力特性分析、地震反应分析及抗震验算。具体过程不一一婺述。震害给我们的启示是：要重视桥梁结构动力概念设计；要重视延性抗震，用能力设计思想进行抗震设计;要重视支承连接部位的设计;要重视采用减、隔震措施提高结构的抗震能力。延性抗震理论不同丁强度理论的是，它是通过结构选定部位的塑性变形来抵抗地震作用的。一方面，塑性变形能消耗地震能量，从而减少地震影响；另一方面，塑性钱的出现时结构的周期延

5、长，从而减小地震所产生的惯性力。减震、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减震是利用特制减震构件或装置，使之在强震时率先进入塑性区，产生大阻尼,大量消耗进入结构体系的能量；而隔震则是利用隔震体系，设法阻止地震能量进入主体结构。在实践中，有时把这两种技术合二为一。结构控制理论的引入，实际上师结构抗震、隔震技术的延伸和扩展。通过选择适当的减、隔震技术与设置位置，可以达到控制结构内力分布于大小的口的。