桥梁抗震设计.docx

富阳师醇院
1907
SPCP课题研究论文
课题名称：
桥梁震害研究
学生姓名：
陈哲许江伟张盼盼李文娟
指导老师：
郭青伟 郑文豫
所在院系：
土木建筑工程学院
年纪专业：
14级土木工程10班
1前言
由于地基土（如饱和粉细纱和饱和粘沙土）的地震液化影响，同样加大了地震 位移的影响，进而放大了结构的振动反应,使落梁的可能性增大。当采用排架桩基 础时，则使桩基的承载力降低，从而造成与地震反应无关的过大的竖向和横向位 移，而简支梁桥对此尤为明显。另外，由于地基软弱，地震时当部分地基液化失效 后引起了结构物的整体倾斜，下沉等严重变形，进而导致结构物的破坏，震害较 重。
支座破坏,在地震力的作用下，由于支座设计没有充分考虑抗震要求,构造上 连接与支挡等构造措施不足，或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，导致 了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支 座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力的传递形式的变化，进而 对结构的其他部位产生不利的影响。
软弱的下部结构破坏，即由于桥梁下部结构不足以抵抗其自身的惯性力和支 座传递的主梁的地震力，导致结构下部的开裂、变形和失效，甚至倾覆,并由此 引起全桥的严重破坏。
在松软地基上的桥梁,特别是特大桥、大中桥，地震时往往发生河岸滑移，使 桥台向河心移动,导致全桥长度的缩短，这类震害是比较严重的。
另外桥梁结构的震害还表现在如结构构造及连接不当造成的破坏、桥台台后 填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破 坏等多种原因。
4桥梁的震害现象
桥梁的震害现象与地震灾害现象是密不可分的，不同的地震灾害导致不同的 桥梁震害现象的发生。两者有着直接必然的联系。地震灾害现象地震造成的地 表破坏现象主要有地表断裂、滑坡、沙土液化、软土震陷等。
地表断裂
地表断裂又称地裂缝，分为构造地裂缝与重力地裂缝两种。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。其切割很深，可以从地壳内的岩 层直达地表,不受地貌影响。可延绵数十至上百公里。重力地裂缝是由于地面土 质软硬不均匀及微地貌重力影响，在地震动作用下形成的。与震前土质的稳定状 态密切相关。在震区分布极广。
滑坡
软弱黏性土土坡，层理倾斜或有软弱夹层等不稳定的边坡，在地震时由于附加 水平力的作用或土层强度降低而发生滑动。导致修筑在这些边坡或附近的建筑物 损坏。地震引起的滑坡是山区或丘陵地区的震害特点。在不稳定的人工边坡开挖 面及平原地区河岸也会出滑坡。
沙土液化
饱和沙土在地震的作用下，结构破坏，土颗粒发生相对位移，体积收缩,孔隙水 压力暂时显着增大，当孔隙水压力上升到与外部压力相等 时，沙土颗粒便形同 “液体”呈悬浮状态，使土体抗剪强度丧失;另一方面,高压力孔隙水在喷出地面 时，同时将沙土颗粒一并带出，形成“喷水冒沙”现象。
软土震陷
在强震作用下，土体结构被扰动，强度降低，孔隙水压力增大，从边界排出，软 黏土被压密，产生沉隐或不均匀沉陷。这种不均匀沉陷引起的内力重分布可导致 结构特别是超静定结构破坏乃至倒塌。
5桥梁震害破坏形式
桥梁的震害无非就是发生在桥梁的组成 部位上的破坏。通常桥梁都是由上 部结构、支持连接构件、墩台等下部结构和基础组成。所以桥梁震害大体分为四 类。
上部结构破坏对于梁式结构由于地震效应造成结构本身的破坏在报道中见 的不多。梁式结构破坏多是在地震作用下支撑连接构件破坏或下部结构失效导致 的落梁。而落梁对墩台侧壁的撞击又对下部结构造成破坏。拱式结构主要表现为 拱上建筑和腹拱破坏，拱圈在拱脚和拱顶出现裂缝，拱圈隆起变形甚至倒塌。
支撑连接构件破坏桥梁的支座、伸缩缝和剪力键等薄弱的构件在外力作用下 总是最易受损的。1975年海城地震，9度区的大石桥镁矿专用线上赵家堡大桥 （5
〜16m钢筋混凝土梁），22mm的锚栓共剪断36根；营口 8度区少数钢筋混凝 土桥梁折断，桥面开裂，伸缩缝加宽。
下部结构破坏圬工下部一般出现倾斜、倒塌、开裂破坏。钢筋混凝土结构会 出现轻微开裂、保护层混凝土剥落、纵向受力主筋压曲，截面变化处核心混凝土 压碎等。
基础破坏扩大基础和桩基的承台因本身刚度比较大，自身震害极少见。多是 地基发生沉降、滑移造成基础变位。桩基础却有发生剪断、倾斜的破坏。1975 年海城地震时，田庄台辽河大桥正处在施工中，桩基已施工完毕，部分桥墩和过渡 桥台刚刚建成，震后观测到桩顶和墩身倾斜，有的有开裂。特别是7号墩震后墩身 中心向河心移，不排除基桩在河床基土液化深度下的嵌固点附近出现细微弯裂和 基桩末 端无筋段被剪断的可能。另外,从文献［2］中的调查可以看出，跨度大的 桥梁震断破坏比较严重;粉、