桥梁抗震与加固学习资料.ppt

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1、桥梁抗震与加固的探讨汇报人：谢群华东南大学交通规划设计院东南大学2010年技术交流一.桥梁震害二.反应谱法计算基本原理三.抗震设计及加固简介四.工程实例（钟秀路、濠东路跨线桥）五.结论与展望汇报主要内容摘要当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积聚的变形能突然释放，引起剧烈的振动，振动以弹性波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这种波就是地震波。地震波P波（纵波）L波（面波）S波（横波）桥梁震害桥梁震害主要形式当20世纪80年代以来，国外发生过一系列大地震，从这些震例中了解和分析桥梁结构的抗震性能、震害特点及产生原因,得出结论，概括起来有以下几点：桥

2、梁震害1、落梁破坏桥梁震害1、落梁破坏桥梁震害1、落梁破坏产生原因一种是由于弹性设计理论采用毛截面刚度，这样就会低估横向地震作用和位移。另外一种是由于地基土的作用造成大的地震位移，这种桥梁震害主要发生在建在软土或者可能液化的地基土上的桥梁上。桥梁震害2、桥台沦陷桥梁震害2、桥台沦陷产生的原因当地震加速度作用时，桥梁与桥台之间的冲撞会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。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。如果桥台基础在液化土上，又将引起桥台垂直沉陷,最终导致桥梁破坏。桥梁震害3、墩柱破坏桥梁震害

3、3、墩柱破坏桥梁震害3、墩柱破坏产生的原因桥梁属于“头重脚轻”结构。墩柱一般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。墩柱的破坏往往引起一系列的连锁反应，如落梁、整个结构的倒塌等。桥梁震害4、盖梁破坏桥梁震害4、盖梁破坏产生的原因盖梁的结构形式一般包括两种情况，一种为悬臂结构，另一种为两端刚结于柱的深梁结构。由于盖梁相对来说较短，其破坏形式主要表现为抗剪强度不足或锚固筋不能满足抗拉要求，引起锚固端破坏。桥梁震害5、节点破坏桥梁震害5、节点破坏桥梁

4、震害5、节点破坏产生的原因节点区域应力是比较复杂的。连接节点包括弯结点和T型结点,在地震荷载和重力荷载的作用下处于复杂而又变化的应力状态，再加上节点区域钢筋大量相交，造成混凝土施工的困难,使节点区形成人为地震薄弱环节。常导致节点区域混凝土的压碎和锚固筋的破坏。桥梁震害6、基脚破坏桥梁震害6、基脚破坏产生的原因基脚破坏相对来讲是较少见的破坏形式，一般墩柱较早发生了弯曲或剪切破坏，是基脚不会受到最大力的作用；另外，基脚的摇摆作用，会保护基脚，使起免受过高的地震力作用；第三，基脚一般是在地面以下，地震后不易发生破坏。但是基脚也是存在一定缺陷，如：弯曲强度

5、、剪切强度、柱内延伸和锚固及抗拉钢筋连接不合适等。桥梁震害桥梁震害小结上述所介绍的桥梁几种破坏形式是相互影响的。不同的地质条件和不同的抗震措施所造成破坏的程度和类型往往是不同的。当发生强烈的地震时，往往是桥梁的整体遭受地震作用。因此在桥梁的设计中尤其是不规则桥梁和大跨度桥梁，必须从整体分析桥梁的抗震性能。反应谱法基本原理反应谱理论的发展★加利福尼亚州经常遭受地震的困扰，加州对地震现象开展专门的调查研究并在1930年之后，逐步认识到查明地震动特性对的抗震设计的重要意义。★从1931年起，美国开始逐步进行强震观测台网的布置，在1940年成功地收集了包括

6、埃尔森特罗地震记录在内的大量地震记录资料。★1956年，纽马克率先把该方法应用于墨西哥城拉丁美洲大厦的抗震设计★1948年，豪斯纳提出基于加速度反应谱曲线的弹性反应谱；★1943年，比奥特提出了反应谱的概念，并给出世界上第一条弹性反应谱曲线★1958年第一届世界地震工程会议之后，这以方法被许多国家所接受，并逐渐被采纳到结构抗震设计规范中反应谱法基本原理反应谱法基本原理第一步：根据强震记录统计用于设计的地震动反应谱。第二步：将结构振动方程进行振型分解，将物理位移用振型广义坐标表示，而广义坐标的最大值由第一步的设计反应谱求得。最后，反应量的最大值可通过

7、适当的方法将各振型反应最大值组合起来得到。反应谱法用于抗震设计基本步骤反应谱法基本原理反应谱法原理1、单质点反应谱反应谱法基本原理反应谱法基本原理计算都得到相对位移y，相对速度，绝对加速度的时间变化规律，即反应时程曲线。由于地震加速度是不规则的函数，一般可采用数值积分法求解。由式可见，相对位移、相对速度、绝对加速度与圆频率和阻尼比有关，改变式中的圆频率或阻尼比，将得到不同的反应时程曲线。反应谱法基本原理不同的地震输入，得到不同的反应谱曲线。在大量的地震加速度记录输入后绘制的众多反应谱曲线的基础上，经过平均光滑化后，最终得到得到平均地震反应谱。反应谱

8、法基本原理不同的体系阻尼比得到相应的反应谱曲线。反应谱法基本原理★单质点反应谱的地震力计算应根据结构抗震设防的烈度水准选用