桥梁抗震与抗风课程综述.pdf

浙江工业大学 《桥梁抗风与抗震》 课程综述报告 姓 名： 王 昭 学 号： 2111406033 导 师： 袁伟斌 日 期： 2015.01.09 1 目 录 1 桥梁的震害及破坏机理3 1.1 桥梁震害3 1.2 破坏机理分析6 1.3 抗震设计及加固技术措施7 2 桥梁抗震分析理论9 2.1 抗震设计流程9 2.2 抗震设计基本原理 10 3 延性抗震和减隔震抗震设计 12 3.1 桥梁延性抗震设计 12 3.2 桥梁减隔震抗震设计 15 3.3 减隔震技术与延性抗震设计的比较 16 4 风对桥梁的作用及风致振动 17 4.1 风对桥梁作用的现象及作用机制 17 4.2 风致振动 18 参考文献21 2 桥梁抗风与抗震课程综述报告 1 桥梁的震害及破坏机理 1.1 桥梁震害 地震是地球内部某部分急剧运动而发生的传播振动的现象，是迄今人类力量 无法控制的自然灾害。地球上平均每年都要发生近千次的破坏性地震，其中破坏 力巨大的灾难性大地震即达十几次，这些地震在它们波及的范围内，均造成惨重 的生命财产损失。桥梁作为重要的社会基础设施，是生命线工程中的关键部分， 在地震发生后的紧急救援和抗震救灾、灾后恢复重建中具有极其重要的地位。强 烈地震可能导致桥梁受到严重损伤或倒塌，造成交通中断，使抗震救灾工作受阻， 以致造成生命和财产的更大损失，使震害程度扩大。因此对桥梁震害及其机理的 清晰认识，对于桥梁的设计、采取合理有效的抗震对策，保证桥梁在地震中的安 全和正常使用具有重要意义。 桥梁结构受到的地震影响从结构抗震设计的角度讲主要有两种形式：即地基 失效引起的破坏和结构强烈振动引起的破坏。两者破坏的原因不同：前者属于静 力作用，是由于地基失效产生的相对位移引起的结构破坏；后者属于动力作用， 是由于振动产生的惯性力引起的破坏。根据以往的震害情况分析，桥梁震害主要 [1] 分为上部结构震害、支座震害、下部结构震害和基础震害 。 1.1.1 上部结构震害 由于受到桥梁墩台、支座的隔离作用，在地震中，桥梁上部结构因直接受惯 性力作用而破坏的情况较少在发现的少数此类震害中，主要是钢结构的局部屈曲 破坏，如图1 （a ）。但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。 从梁体下落的形式看，有顺桥向的、也有横桥向的和扭转滑移的，其中顺桥向的 落梁最为常见，如图1 （b ）所示。 如果相邻结构的间距过小，在地震中就有可能发生碰撞，产生很大的撞击力， 从而使结构受到破坏。此类破坏中比较典型的有相邻跨上部结构的碰撞、上部结 [2] 构与桥台的碰撞以及相邻桥梁间的碰撞 ，如图1 （c ）、（d ）、（e ）所示。 3 （a ）钢结构局部屈曲 （b ）顺桥向落梁破坏 （c ）相邻跨碰撞 （d ）上部结构与桥台的碰撞 （e ）相邻桥梁间的碰撞 图 1 上部结构震害 1.1.2 支座的震害 桥梁支座是桥梁结构体系中抗震性能比较薄弱的环节。上部结构的地震惯性 力通过支座传到下部结构，当传递荷载超过支座设计强度时，支座发生损坏。常 见的有支座移位、支座锚固螺栓拔出剪断、支座脱落和支座自身破坏等形式，如 [1] 图2 所示 。 （a ）支座位移