1、第四章第四章 橋梁結構抗震橋梁結構抗震 橋梁抗震4-橋梁4.1 4.1 橋梁震害及分析橋梁震害及分析4.1.1 橋梁震害原因地震強度超過了抗震設防標準；橋梁場地對抗震不利，地震引起地基失效或地基變形；橋梁結構設計，施工錯誤；橋梁結構本身抗震能力不足。從結構抗震設計的觀點出發，可以將橋梁震害歸為兩大類：地基失效引起的破壞結構強烈振動引起的破壞橋梁抗震4-橋梁4.1.2 橋梁震害分析上部結構震害p上部結構自身的震害，p上部結構的移位震害(包括落梁震害)，p上部結構的碰撞震害。支座震害下部結構的震害p墩柱的震害（彎曲破壞，剪切破壞，基腳破壞）p框架墩的震害p橋臺的震害基礎的震害橋梁抗震4-橋梁橋梁抗

2、震4-橋梁美美國舊國舊金山金山奧奧克克蘭蘭海海灣橋灣橋落梁破壞落梁破壞橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震4-橋梁 4.1.3 橋梁震害的教訓及對策 各種橋梁的震害根據其產生機理可劃分為四類 支撐連接部件失效 支座破壞(固定支座：提高設計強度；活動支座：提高支座的位移能力) 落梁震害(構造措施：規定支承連接部位的支撐面最小寬度，在相鄰梁之間以及梁，墩之間安裝約束裝置) 碰撞破壞 設置較大的間距加緩沖材料橋梁抗震4-橋梁 橋墩和橋臺破壞 彎曲破壞的設計關鍵是控制損傷

3、發生的程度，避免發生結構坍塌 剪切破壞通過提高墩柱的橫向鋼筋配置來提高構件的抗剪能力使彎曲破壞先于剪切破壞 減少橋臺承擔上部結構的地震力，并通過設計緩沖材料來減少與上部結構之間的碰撞力。 基礎的破壞 通過采用能力保護設計方法，給樁基礎提供足夠的強度，最大限度的防止樁基出現破壞另外需重視構造措施。橋梁抗震4-橋梁橋梁抗震分析的主要內容：橋梁抗震分析的主要內容：u概念設計概念設計橋梁結構選型橋梁結構選型u地震響應分析地震響應分析底部剪力法、反應譜法、時程底部剪力法、反應譜法、時程分析法，結果分析法，結果截面內力和效應截面內力和效應u延性設計和能力保護設計延性設計和能力保護設計墩柱的延性設計，墩柱的

4、延性設計，非線性計算非線性計算u抗震驗算抗震驗算截面的強度驗算、變形驗算截面的強度驗算、變形驗算橋梁抗震4-橋梁4.34.3一般橋梁結構的地震反應分析一般橋梁結構的地震反應分析 1. 橋梁結構動力計算模型 模型類型的選擇 集中參數模型，構件模型和有限元模型橋梁抗震4-橋梁 后續結構的模擬方法 結構各部分構件的模擬方法 上部結構:脊梁模型（梁單元）橋梁抗震4-橋梁 墩柱的模擬橋梁抗震4-橋梁對實際橋梁工程進行彈塑性地震反應時，基于屈服面的彈塑性梁柱單元能正確把握墩柱的整體彈塑性性能。橋梁抗震4-橋梁 支座的模擬 固定支座：主從關系 活動支座： 僅提供縱向柔性的普通板式橡膠支座橋梁抗震4-橋梁 聚

5、四氟乙烯滑板橡膠支座：滑板式板式橡膠支座，盆式支座和球型鋼支座。橋梁抗震4-橋梁 理想的減隔震支座橋梁抗震4-橋梁 基礎的模擬 較堅硬的場地：固定邊界條件 軟弱土層：常用處理方法：承臺底六個自由度的彈簧剛度模擬樁土相互作用。 大跨度橋梁：結構與場地共同建模，集中質量法等 集中質量法:地基和基礎離散為質量-彈簧-阻尼系統，與上部結構合作為一個整體沿深度方向輸入相應土層的地震動。剛度用”m”法計算。橋梁抗震4-橋梁對于高樁承臺基礎采用彈性嵌固模型和等效嵌固模型。橋梁抗震4-橋梁2.1 2.1 單質點地震作用單質點地震作用 1.1.橋梁抗震的水平設計加速度反應譜橋梁抗震的水平設計加速度反應譜 當阻尼比為當阻尼比為0.050.05時時2 橋梁結構的反應譜分析方法橋梁抗震4-橋梁水平設計加速度反應譜最大值水平設計加速度反應譜最大值由下式確定：由下式確定：maxs0.0510.550.061.4dc 橋梁抗震4-橋梁2. 橋梁抗震的豎向設計加速度反應譜橋梁抗震的豎向設計加速度反應譜橋梁抗震4-橋梁2.2 2.2 多質點地震作用多質點地震作用振型分解反應譜方法：中小跨度橋梁一般可采用srss方法組合，大跨度橋梁一般可采用cqc方法組合。合理的選取振型階數，可以采用振型參與質量系數確定2isf量橋梁抗震4-橋梁多振型反應譜計算時，所考慮的振型階數應在計算方向獲得90%以上的有效參與質量