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桥梁施工17709桥梁抗震的研究进展
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摘要:路线是一种线状工程构造物,所经过的自然地理环境复杂多变,经常遭受自然灾害的破坏。其中地震对公路工程具有极大的破坏作用,常常造成严重的交通中断。国内外的地震灾害表明,交通网络在整个社会生命线抗震防灾系统中越来越重要。震区桥梁的损坏坍塌,不仅阻碍当时的救援工作,而且影响灾后的救援工作。所以对桥梁抗震应给予充分的重视。
关键词:桥梁抗震;历史;现状;展望;减震;动力响应分析;设计理论
近几年来,世界各地强震不断,汶川等地震给人民的生命财产带来巨大危害。地震使交通系统严重毁坏,地震造成的交通中断直接影响着救灾工作的进行,扩大了次生灾害损失,使生命财产遭受巨大损失。近 30 多年来,地震灾害的沉痛教训不断地警示着世人,使人们对桥梁的抗震研究工作逐渐受到重视,桥梁抗震理论及技术水平日渐提高。简要叙述了桥梁抗震研究中概念、分析方法、设计方法、抗震设计规范、减震加固技术的历史概况和现状,并展望了今后桥梁抗震研究的发展趋势。
1 桥梁抗震研究的重要转折点
尽管在 1926 年,就有了第一部涉及桥梁抗震设计条款的规范——《关于公路桥梁细则草案》
[1],与建筑结构的抗震研究相比,桥梁抗震研究相对滞后,但是在近 30 多年来,每次惨痛的地震灾害发生后,桥梁抗震理论和技术水平都会迈上一个新的台阶。
1906 年 4 月 18 日 San Francisco 发生 级地震,这次地震是美国加州历史上破坏最严重的一次地震,对于地震工程来讲也是最有意义的地震之一,也是历史上第一次有桥梁震害记录的地震,但是,这次地震并未引起人们对桥梁抗震的关注。1971 年 2 月 9 日美国发生 San Fernando 地震,震源深度 ,仅 级就显示出生命线工程破坏的严重后果,由于桥梁抗震能力不足,地震造成 5 座桥梁塌落,42 座桥梁损坏。在地震发生之前,美国一直套用建筑结构抗震设计规范,这次地震对美国桥梁抗震设计的发展是一个非常重要的转折点,十年后,也就是 1981 年美国联邦公路局出版了《桥梁抗震设计指南》,经过不断的应用与修改,于 1992 年纳入了美国《公路桥梁标准规范》,也就是常说的 AASHTO 规范。在 1971 年 San Fernando 地震后,提出了生命线工程的概念,延性抗震设计也开始被各国重视[2]。美国 Loma Prieta地震发生在 1989年 10月 17日,太平洋夏令时间 17 时 04 分,震级为 ,此次地震的震源深度为 。地震中高速公路 880 号线双层的 Cypress 高架桥在地震中倒塌,SanFrancisco-Okaland 海湾大桥发生落梁,震后用于修复桥梁的费用估计约为 20 亿美元。美国学者Bertero 在总结这次地震后提出了基于性能的抗震设计理论,基于性能的抗震设计理论是抗震设计理论的一次重大变革。1994 年 1 月 17 日,当地时间凌晨 4 时 31 分,美国加州发生 Northridge 地震,震级为 ,震源深度为 16km。这次地震是美国有史以来造成经济损失最为惨重的一次自然灾害,地震造成 Los Angeles 市高速公路上多座桥梁严重破坏,交通运输网络被切断,也再一次警示人们交通网络中断的危害性