桥梁抗震概述.doc

桥梁抗震概述学院：土木工程 班级：土木061 姓名： 学号：摘要： 从古至今人类对地震的认识，地震的分类以及地震的表示指标。在道路桥梁上针对抗震的一般性设计。关键词：地震的成因 震源 地震烈度 桥梁抗震在古代，人们对地震发生的原因，常常借助于神灵的力量来解释。在我国，民间普遍流传着这样一种传说，他们说地底下住着一条大鳌鱼，时间长了，大鳌鱼就想翻一下身，只要大鳌鱼一翻身，大地便会颤动起来。用现代人的眼光分析这种传说，简直是荒诞不径。但持这种说法的国家，并不只有中国。例如，在古希腊的神话中，海神普舍顿就是地震的神。南美还流传着支撑世界的巨人身子一动，引起地震的说法。古代日本认为，日本岛下面住着大鲶鱼，一旦鲶鱼不高兴了，只要将尾巴一扫，于是日本就要发生一次地震。除此之外，埃及和印度也有关于地下住着动物在作怪的传说。随着科学的进步，现在谁也不会相信这类迷信的说法了。其实，地震就是地动，是地球表面的振动。 引起地球表面振动的原因很多，可以是人为的原因，比如核爆炸、开炮、机械振动等；同样也可以是自然界的原因，比如构造地震、火山地震、塌落地震等。按照地震的不同成因，我们可以把地震划分为五类：1. 构造地震：构造地震发生的原因，是地下岩层受地应力的作用，当所受的地应力太大，岩层不能承受时，就会发生突然、快速破裂或错动，岩层破裂或错动时会激发出一种向四周传播地地震波，当地震波传到地表时，就会引起地面的震动。世界上85%90%的地震以及所有造成重大灾害的地震都属于构造地震。2. 火山地震：由于火山爆发引起的地震。3. 水库地震：由于水库蓄水、放水引起库区发生地震。4. 陷落地震：由于地层陷落引起的地震。5. 人工地震：由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震简称烈度，即地震发生时，在波及范围内一定地点地面振动的激烈程度。（或释为地震影响和破坏的程度）。地面振动的强弱直接影响到人的感觉的强弱，器物反应的程度，房屋的损坏或破坏程度，地面景观的变化情况等。因此烈度的鉴定主要依靠对上述几个方面的宏观考察和定性描述。从概念上讲，地震烈度同地震震级有严格的区别，不可互相混淆。震级代表地震本身的大小强弱，它由震源发出的地震波能量来决定，对于同一次地震只应有一个数值。烈度在同一次地震中是因地而异的，它受着当地各种自然和人为条件的影响。对震级相同的地震来说，如果震源越浅，震中距越短，则烈度一般就越高。同样，当地的地质构造是否稳定，土壤结构是否坚实，房屋和其他构筑物是否坚固耐震，对于当地的烈度高或低有着直接的关系。（影响一地地震烈度的五要素：震级、震源深度、震中距、地质结构、建筑物）。一次地震中，人们往往强调震中（或称极震区）的烈度。早期的烈度表完全以地震造成的宏观后果为依据来划分烈度等级。但宏观烈度表不论制订得如何完善，终究用的是定性的判据，不能排除观察者的主观因素。为此人们一直在寻找一种物理标准来评定烈度，这种物理标准既要同震害现象密切相关，又要便于用仪器测定。首先被研究的物理量是地震时的地面加速度峰值。因为一般认为地震引起的破坏是地震惯性力造成的，而惯性力又决定于地面加速度。这样就给烈度的每一等级附加上地面加速度峰值。结果表明，烈度每增加一度，加速度大约增加一倍。后来加入烈度表的物理量还有地面速度峰值。中国现行的烈度表已经加入了加速度和速度两项物理量数据。 地震是地球内部缓慢积累的能量突然释放引起的地球表层的振动。当地球内部在运动中积累的能量对地壳产生的巨大压力超过岩层所能承受的限度时，岩层便会突然发生断裂或错位，使积累的能量急剧地释放出来，并以地震波的形式向四面八方传播，就形成了地震。一次强烈地震过后往往伴随着一系列较小的余震。 地震还分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式传播出去，在地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震，称为火山地震，约占地震总数的7%。此外，某些特殊情况下也会产生地震，如岩洞崩塌（陷落地震）、大陨石冲击地面（陨石冲击地震）等。桥梁抗震设计一般规定 （1）选择对抗震有利地段选择公路工程建设场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，作出综合评价，宜选择有利地段，避开不利地段及危险地段。对抗震有利的地段，一般是指坚硬土或开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等地段；不利地段，一般是指孤突的山梁、高差较大台地边缘、软弱粘性土及可液化土层等地段；危险地段，是指发震断层及其邻近地段和地震时可能发生大规模滑坡、崩塌等不良地质地段。路线与桥位宜绕避下列地段：地震时可能发生滑坡、崩塌地段；地震时可能陷塌的暗河、溶洞等岩溶地段和已采空的矿穴地段；河床内基岩具有倾斜河槽的构造软弱面被深切河槽所切割的地段；地震时可能倒塌而严重中断公路交通的各种构造物。对河谷两岸在地震时可能发生滑坡、崩塌而造成堵河成湖的地方，应估计其淹没和堵塞体溃决的影响范围，合理确定路线的标高和选定桥位。当可能因发生滑坡、崩塌而改变河流方向、影响岸坡和桥梁墩台以及路基的安全时，应采取适当的防护措施。（2）确定合理的桥梁结构方案在确定路线的总走向和主要控制点时，应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段；在路线设计中，要合理利用地形，正确掌握标准，尽量采用浅挖低填的设计方案以减少对自然平衡条件的破坏。对于地震区的桥型选择，宜按下列几个原则进行：尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构物的地震作用和内力，提高稳定性；力求使结构物的质量中心与刚度中心重合，以减小在地震中因扭转引起的附加地震力；应协调结构物的长度和高度，以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用；适当降低结构刚度，使用延性材料提高其变形能力，从而减少地震作用；加强地基的调整和处理，以减小地基变形和防止地基失效。（3）震害调查表明，梁桥的震害主要发生在下部结构，桥墩在纵、横向水平地震力作用下，会发生剪切破坏或弯曲破坏，使得墩身错位倾斜，导致落梁现象，引起桥面垮塌。桥台背后土体易在地震作用下失稳，推动桥台向河心滑移，并伴有沉陷和倾斜，梁体沿纵向挤压桥台，重则支座剪坏桥台断裂，造成边跨落梁桥面坍塌。桥梁支座在地震力作用下，破坏形式主要表现为支座锚栓剪断、活动支座脱落、支座连接破坏等，支座破坏常常导致落梁。震害资料同时显示，梁桥上部结构一般具有良好的抗震性能，震害主要是梁端撞损、梁片分离等，不影响梁的承载能力，震后也不难修复。因此，按照公路抗震规范规定，在梁桥抗震验算时，应分别考虑顺桥和横桥两个方向的水平地震作用注计算墩台和支座承受的水平力以及地震动力水压力，并应考虑顺桥方向桥台的水平地震力和地震土压力。而对于简支梁和连续梁桥上部结构的抗震能力一般不予验算，但应采取抗震构造措施。桥梁结构动力分析方法，一般情况下桥墩应采用反应谱理论计算，桥台采用静力法。对于结构特别复杂，桥墩高度超过30m的特大桥梁，可采用时程分析法。为避免桥梁遭受地震的破坏所采取的技术措施。 地震对桥梁的破坏主要是由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的。其中地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象。地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。在陡峻山区或砂性土和软粘土河岸处，强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落，可使桥梁破坏。在浅层的饱和和疏松砂土处，地震作用易引起砂土液化，致使桥梁突然下沉或不均匀下沉，甚至使桥梁倾倒。在坡边土岸或古河道处，地震则往往引起岸坡滑移、开裂和崩坍等现象，造成桥梁破坏。桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏和破坏,甚至使桥梁倒坍。此外,有些桥梁虽然在强度上能够承受地震的振动力，但由于桥梁上部、下部结构联结不牢，整体性差，往往会造成桥梁上部和下部结构间产生过大的相对位移，从而导致桥梁破坏。梁桥受震破坏主要表现为：墩台开裂、倾斜、折断或下沉；支座弯扭、断裂、倾倒或脱落；桥梁上部结构和下部结构间相对位移；落梁。拱桥受震破坏主要表现为:拱圈开裂;墩台下沉；多孔时墩身开裂、折断；落拱。一般说来，桥梁震害在高烈度震区比低烈度震区重；岸坡滑移和地基失效处的桥梁震害比一般地基处严重。 提高桥梁抗震能力的措施有：首先要做好桥址选择和调查工作。除了解区域性的地震烈度外，还应考虑局部地区地形、地貌、地质条件对桥梁震害的影响，以便为采取抗震措施提供依据。在发震、断裂地段及其邻近地段，以及可能发生大规模滑坡、崩塌等不良地质地段，