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桥梁结构地震响应与抗震性能分析


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4.1 一般规定 在桥梁抗震设计中,引入隔震技术的目的就是利用隔 震置在满足正常使用功能要求的前提下,达到延长结构周 期,消耗地震能量、降低结构的响应。因此,对于桥梁的 隔震设计,最重要的因素就是设计合理、可靠的隔震装置 并使其在结构抗震中充分发挥作用。 隔震技术的应用并不是在任何情况下均适用。例如: 对于基础土层不稳定,易于发生液化的场地;下部结构刚 度小,桥梁结构本身的基本振动周期比较长;位于场地特 征周期比较长,延长周期可能引起地基与桥梁结构共振以 及支座中出现较大负反力等情况,不宜采用隔震技术。在 场地条件比较稳定的情况下使用隔震技术。
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结构抗震设计
结构抗震设计包括三个层次的内容与要求: 概念设计、抗震计算与构造设计。概念设计是在总体 上把握抗震设计的基本原则;抗震计算是利用理论的方法 为抗震设计提供定量手段;构造措施则可以保证结构的整 体性,加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有 效性。这三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任 何一个部分都可能造成抗震设计的失效。
桥梁结构地震响应 与抗震性能分析
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1.地震(earthquake)
定义:又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造 成振动,期间会产生地震波的一种自然现象。 危害:地震常常造成严重人员伤亡,能引起火灾,水灾, 有毒气体泄漏,细菌及放射性物质扩散,还可能造成海啸 ,滑坡,崩塌,地裂缝等次生灾害。 中国的震区:主要分布在五个区域:台湾地区、西南地区 、西北地区、华北地区、东南沿海地区和23条大小地震 带上。
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4.抗震设计(桥梁减隔震设计)
4.2 减隔震装置 采用减隔震技术设计的桥梁是要通过在桥梁中安 装必要的装置而达到减隔震的目的。减隔震系统是由 减隔震支座、减隔震用伸缩装置、撞落结构和连梁装 置三大部分构成的。这三类装置的功能相互关联,不 可缺失。 常用的减隔震支座可分为整体式和分离式两类。
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3.生命之路
桥梁:搭起生命之桥 打通生命 之路 然而 我们的很多桥梁在地震面 前不堪一击,生命之路也就断 了......
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3.生命之路
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3.生命之路
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4.抗震设计(抗震设计流程图)
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4.抗震设计(桥梁减隔震设计)
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4.抗震设计(桥梁减隔震设计)
4.4 性能要求与抗震验算 隔震桥梁的抗震设计,一方面应满足设防水准地震 作用下的性能要求,同时,应对发生超过设防水准地震作 用下结构可能的破坏形式给予充分考虑,使其破坏方式朝 向损失最低的情况发生,且结构的整个反应特性是延性。 由于减隔震装置是减隔震桥梁中的重要组成部分, 必须具有设计要求的预期性能。因此,本细则要求在实际 采用减隔震装置前,必须对减隔震装置的性能和特性进行 严格的检测试验。
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4.抗震设计(桥梁减隔震设计)
4.3 减隔震桥梁建模原则与分析方法 反应谱法和功率谱法是线弹性分析方法,仍是减隔震 桥梁分析中十分重要的分析方法,能在初步设计阶段,可 帮助设计人员迅速把握结构的动力特性和响应值。 但是由于目前大多数减隔震装置的非线性特性,在分 析开始时,隔震装置的设计位移是未知的,因而其等效刚 度、等效阻尼比也是未知的,所以弹性反应谱分析过程是 一迭代过程。因此要求,在进行抗震性能校核时,宜采用 非线性动力时程分析法进行分析。
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5.结束语
以预防为主的方针,减轻公路桥梁的地震破坏,保 障人民生命财产的安全和减少经济损失,更好地发挥公路 运输及其在抗震救灾中的作用。 设防目标是: 当遭受桥梁设计基准期内发生概率较高的多遇地震影响 时,一般不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受桥梁设 计基准期内发生概率较低的罕遇地震影响时,应保证不致 倒塌或产生严重结构损伤,经加固修复后仍可继续使用。 基本准则: 抗震设计规范趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒” 作为工程结构抗震设计的基本准则。
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4.抗震设计(桥梁减隔震设计)

目前常用的整体型减隔震装置有: (1)铅芯橡胶支座 (2)高阻尼橡胶支座 (3)摩擦摆式减隔震支座; 目前常用的分离型减隔震装置有: (1)橡胶支座+金属阻尼器 (2)橡胶支座+摩擦阻尼器 (3)橡胶支座+粘性材料阻尼器。
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2. 中国地震烈度表
1度:无感-仅仪器能记录到 2度:微有感-特别敏感的人在完全静止中有感 3度:少有感-室内少数人在静止中有感,悬挂物轻 微摆动 4度:多有感-室内大多数人,室外少数人有感,悬 挂物摆动,不稳器皿作响 5度:惊醒-室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作 响,墙壁表面出现裂纹 6度:惊慌-人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简 陋棚舍损坏,陡坎滑坡 7度:房屋损坏-房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏, 地表出现裂缝及喷沙冒水
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2. 中国地震烈度表
8度:建筑物破坏-房屋多有损坏,少数破坏路基塌 方,地下管道破裂 9度:建筑物普遍破坏-房屋大多数破坏,少数倾 倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲 10度:建筑物普遍摧毁-房屋倾倒,道路毁坏,山 石大量崩塌,水面大浪扑岸 11度:毁灭-房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁, 地表产生很大变化 12度:山川易景-一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈 变化动植物遭毁灭。 例如,1976年唐山地震,震级为7.6级,震中烈度为 十一度;受唐山地震的影响,天津市地震烈度为八度,北 京市烈度为六度,再远到石家庄、太原等就只有四至五度 了。1920年海原地震,是我国历史上唯一被定为12度的 地震。
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