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土木工程概论论文桥梁抗震探究姓名：学号：班级： 指导老师：时间：桥梁抗震探究（青岛理工大学土木工程学院 266033）摘要:随着人类的进步和发展，人类总是不断地可发大自然带来的各种自然灾害。据统计，全世界每年要发生数百万地震。地震的发生可以摧毁房屋、桥梁、道路等，其中桥梁的损坏意味着切断了灾区人们的生命线。因此对于研究地震对桥梁的破坏，抗震的措施就有着十分重要的意义。关键字：桥梁、危害、抗震一、 引言 2008年5月12日，发生在中国四川汶川的地震，由于地震震级高、持续时间长、震区地形地质环境复杂，地面地震响应强烈，因而其触发地质灾害呈现出一系列与通常重力环境下地质灾害迥异的特征。汶川地震造成了大量的人员伤亡，经济损失达到8000多亿元。二、地震对桥梁的破坏 据统计，世界上每年要发生数百万次地震。人们对许多小地震并没有感觉，自己有仪器才能测量到。3级左右的有感地震每年要发生5万次，它对人的生命和工程建设并无危害；而能造成严重破坏的地震，每年平均达到18次。即使如此，地震并不遍及全世界，它主要集中两个地震带上：环太平洋地震带，包括南美洲太平洋沿岸和阿留申群岛、勘察加半岛，经日本列岛南下至我国台湾，再经菲律宾群岛直到新西兰；喜马拉雅-地中海地带，从印尼西部经缅甸至我国横断山脉、喜马拉雅山区，越帕米尔高原，经中亚细亚到地中海及其附近一带。世界上绝大多数地震发生在前一地带，约占全球所有地释放能量的76%；后一地带释放能量约占22%。如表1所示为近十五年来世界各地发生的几次大地震。中国2008年5月12日在四川汶川发生的强地震（M=8.0），该地区公路中等跨度简支梁桥的震害大都是摆柱式支座倾倒、固定支座齿板剪脱滑出，有的墩台梁落；而柔性桩墩的双曲连续拱桥的震害多为主拱圈和拱上建筑的小拱圈严重开裂，个别有主拱圈拱起而严重破坏。该地区的铁路桥梁因桥墩基础较好，侧向刚度较强，震害严重程度比公路桥稍轻，如墩台沿公路施工接缝处开裂或被剪断，钢支座的锚固螺栓被拉出而移位，但落梁事故较少。表一 近十五年来世界各地发生的大地震序号国家地震发生地区地震发生时间震级经济损失死亡人数1墨西哥墨西哥城地震1985.9.198.18亿美元3.5万人2伊朗西北部1990.6.217.35万人3日本日本海海岸西南北海道处地震1993.77.86亿日元196人4美国洛杉矶诺斯雷奇地震1994.1.176.8200亿美元5日本神户，阪神地震1995.1.177.31000亿美元5400人6中国云南，丽江地震1996.2.377中国台湾集集地震1999.9.217.66.8亿元台币2189人8印度印尼苏门答腊岛北部2004.12.268.930万人9中国四川汶川地震2008.5.1288451亿元69226人、失踪17923人近年来在多地震国家如日本、美国都积极开展这类大跨度桥梁结构的抗震研究。中国也正在研究地震区天津市郊建造大跨度预应力混凝土斜张桥的抗震性能。地震对土木工程设施的破坏是复杂的。地震震害的直接起因是： 在强烈地震时，地形地貌产生剧烈的变化（如地裂、断层等），河流两岸地层向河心滑移等导致桥梁结构的破坏； 地震时河床砂土液化，地基失效，桥梁墩台基础大量下沉或不均匀引起的破坏； 在地震惯性力作用下，导致桥梁结构某一部分产生的内力或变位超过结构构造和材料强度所能承受的限度，从而发生不同程度的破坏。三、土木工程的有关抗震措施在土木工程建设中，如果考虑抗震设防后必然会增加建设资金。由于任意一个地区的抗震设防要求不可能与实际发生的地震烈度相同，实际发生的地震又有小震、中震和大震之分；因此抗震设计的原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。根据这个原则所设计的工程，不但可以减少地震灾害，而且能够合理的使用建设资金。 对于抗震的工作应该“以防为主”,预防地震灾害的主要措施包括两个方面： 加强地震的观测和强震预报工作； 对土木工程设施进行抗震设防。其中前者工作的大体内容如下： 确定每个国家的地震烈度区划图，规定各地区的基本烈度（即可能遭遇超越概率为10%的设防烈度），作为工程设计和各项建设工作的依据。 国家建设主管部门颁布工程抗震设防标准，各建设项目主管应在建设过程(包括选择地址、可行性研究、编制计划任务书等)中遵照执行。 国家建设主管部门颁布抗震设计规范。 设计单位在抗震设防区的土木工程设施进行设计时，应严格遵守抗震设计规范，并尽可能的采取隔震、消能等地震减灾措施。 施工单位和质量监督部门应严格保证建设项目的抗震施工质量。 位于抗震设防区内的未按抗震要求设计的土木工程项目，要按照抗震设防标准的要求进行抗震加固。四、桥梁设计过程需要考虑抗震因素为了保证桥梁抗震效果，在桥梁结构抗震设计阶段，应该保证桥梁的建造位置，桥梁的形体，抗震烈度以及材料的性能进行分析研究。桥梁的建造位置。桥梁的位置应该选择在对抗震有利的地段，尽可能避免选择在软弱粘土层、可液化土层和地层严重不均匀的地段，特别是发震断层地段。如果对于河流两岸没有比较适合建造桥梁的土层，而必须建造在软弱粘土层、可液化土层上，那么应该增加桥长，使桥台建在稳定的河岸上，而且桥墩基础应该埋深，从而有效地避免因河水冲刷造成的桥基不稳而坍塌。对于一些山谷桥的建造位置应该建在两侧的比较坚固的岩石上，并且应该增大桥台的体积和质量，桥梁的材料强度应该能忍受地震带来的摇晃和扭曲。也可以通过增加桥墩的方法来提高桥梁的坚固和稳定性。如图2所示。如果对于地层严重不均匀的地段需要建造桥梁，那么应该利用摩擦桩来增大桥梁对地层的摩擦来增加桥基的稳定性；或者使用浇灌混凝土的方法来使桥台的地基趋于均匀，不过这种方法大大增加了抗震的成本。图2桥型的选择。桥型要选择抗震性能好、整体性强的结构体系，如连续梁，无角拱等，从而增强桥梁的整体性。例如我国的赵州桥，属于石拱桥，地处多地震区，建桥1300多年以来，经历多次强烈地震仍然屹立未毁。如在软土地基上选用简支梁或者悬臂梁体系时，应在构造上加强防治落梁的措施。墩台结构应选用整体性好的结构形式。现在世界上最大跨度的预应力混凝土连续梁为巴西的瓜纳巴拉桥，跨度达到300m，建于1974年。抗震烈度。地震时，各地区地面受到的影响和程度，称为地震烈度，用度表示。工程结构抗震设计所采用的地震烈度称为设计烈度。设计桥梁之前，要调查当地的地震烈度。对于高于9度或有特殊抗震要求的新型结构要专门研究它的抗震设计。20世纪30年代中期修建的旧金山奥克兰海湾桥，全长1280m,是当时世界上最长的、技术水平很高的桥梁，至今仍为旧金山半岛至东海湾的主干线，车辆繁忙，每天通行近28万车次。设计的地震力，其东桥于1989年在里氏7.1度地震烈度时局部坍塌，因此决定修建新海湾桥来代替现有东桥，全长3.6m.新桥每方向有宽25m的桥面。南侧还有宽4.8m的人行道，考虑了1500年回归的地震。巍然屹立的赵州桥旧金山奥克兰海湾桥材料选择。20世纪90年代中国的桥梁事业迅猛发展，多种材料用于桥梁建设事业。在大型桥梁的建设中，中国桥梁科学技术能力，一大批新结构、新材料、新工艺纷纷出现，这些材料的出现都是有利于桥梁的抗震建设。例如钢筋混凝土的应用，预应力钢筋混凝土的产生以及钢混结构出现都为建造大跨度桥梁抗震提供了契机。现在世界上的大跨度桥梁：杭州湾跨海大桥、澳门西湾大桥、日本明石大桥、濑户大桥、多多罗大桥、武汉天兴洲长江大桥、上海杨浦大桥。 现阶段中国的桥梁事业已经达到世界先进水平，甚至是世界领先水平。国际桥梁协会主席伊藤学先生，在参观了中国的一些桥梁工程后说：“世界桥梁建设70年代看欧美，90年代看日本，21世纪看中国”。杭州湾跨海大桥中国的每一个桥梁建设者衷心的希望中国的年轻一代桥梁工程师，勤奋学习、努力创新、勇于实践，已报国为己任，让中国的桥梁成为世界桥梁史上的里程碑，使中国成为世界桥梁强国中的一员，重现中国古代桥梁的辉煌。五、结论： 中国处在两个地震带上，地震的发生比较频繁，因此建造抗震桥梁十分重要。保证了桥梁的抗震能力，地震发生区内人民的生命才有切实的保障。 不同桥梁的抗震能力不同，其中拱桥的抗震能力最好。 中国应该总结多次地震的有益经验教训，并且适当的调整我国的地震区域划分，适当的提高我国桥梁的地震设防标准，进而来减轻地震的危害。 针对我国桥梁防灾减灾的基础性工程很薄弱的特点，应尽快尽快建立桥梁风险评价基础资料的数据库，包括桥梁事故、灾难实例数据库，以对应自然灾害的风险。参考文献：【1】罗福午土木工程（专业）概论（