公路结构物抗震加固改造.ppt
公路结构物抗震加固改造 桥 梁,长安大学公路学院桥梁系 胡兆同 2008.09.,任课教师：,胡兆同 教授 博士生导师联系方法：邮编：710064 地址：陕西省西安市南二环路中段 长安大学公路学院桥梁系 电话：029-82334831 Email:,一、地震,地震是一种自然现象,是由于某种原因引起的地面的强烈振动。引起地震的主要原因有火山爆发，地层塌陷和地壳构造运动等，其中由于地壳构造引起的地震约占破坏性地震总数的95%以上。根据地壳板块构造学说，全球地壳可以分为六大板块，即欧亚、太平洋、美洲、非洲、印澳和南极板块。由于各大板块之间的相互挤压与碰撞，板块之间地应力的作用超过某处岩层的强度极限时，岩层就会发生突然的断裂或错动，从而引起地壳的震动，并以弹性波的形式传到地面形成地震。,1.1 中国的地震,我国大部分地区处于世界的两大地震带 环太平洋地震带和欧亚地震带之间，有些地方本身就是这两个带的组成部分，受太平洋板块印度洋板块菲律宾海峡板块的挤压，地震十分频繁，是强烈地震多发国。20世纪以来，我国共发生6级以上地震共约800 余次，遇难人口约60万人，占全球同期死亡人数的53%。,中国地震震中分布图,中国地震震中分布图2,中国的主要地震带,中国主要地质构造分布略图,1.2 四川汶川大地震,据中国地震台网测定，2008年5月12日14时28分04秒，四川汶川县（北纬31.0，东经103.4）发生8.0级地震。这次特大地震发生在青藏高原东缘龙门山断裂带。此次汶川大地震最大烈度达十一度，是中国1949年以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震，重灾区的范围已经超过10万平方公里，地震的强度、烈度都超过了1976年的唐山大地震。,汶川大地震示意图,汶川大地震成因,印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升。高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累，最终在龙门山北川-映秀地区突然释放。专家认为汶川地震是断层地震，是地壳板块逆冲、右旋、挤压型断层地震。断层错动的持续时间是22.2秒。震源深度为10km-20km，属浅源地震，因此破坏性巨大。,印度板块推挤青藏高原的相对运动,印度板块挤压,汶川大地震-龙门山断层示意图,汶川大地震成因的其他说法,新发布的汶川8.0级地震烈度分布图,1.3 其他国家的地震 P39,日本的地震,二、地震灾害,地震造成极大破坏。一是人员伤亡惨重。国务院新闻办公室根据国务院抗震救灾总指挥部授权发布：截至7月9日12时，四川汶川地震已造成69197人遇难，18379人失踪，其中相当数量可能已经遇难，374176人受伤，估计这次地震遇难总人数将超过8万人。紧急转移安置1514.74万人，累计受灾人数4624.9048万人。,二是房屋大面积倒塌。,住房和城乡建设部官员称，这次灾害令房屋建筑和市政设施受损非常严重。据初步调查统计，倒塌房屋652.5万间，损坏房屋2314.3万间，造成数百万人无家可归。北川县城、汶川县映秀镇等部分城镇夷为平地。三是基础设施严重损毁。地震造成公路、铁路、桥梁、电力、通信、水利等基础设施和厂房严重损毁。震中地区周围的15条国道省道干线公路和宝成线等5条铁路中断，电力、通信、供水等系统大面积瘫痪。,四是次生灾害多发。,滑坡、崩塌、泥石流频发，江河阻塞形成堰塞湖35处，2385座水库一度出现不同程度险情。五是正常生产生活秩序受到严重影响。工矿商贸企业停产面较大，机关、学校、医院等严重受损。部分农田和农业设施被毁。据工业和信息化部报告，截至6月5日12时，工矿业企业因灾损失达2047.26亿元，1513个规模以上企业停工。,1976年唐山发生7.8级强烈地震,汶川县震后情况,断层裂缝,汶川地震造成的山体滑坡,地震滑坡造成道路中断,地震造成道路损坏-1,地震造成道路损坏-2,地震造成桥梁坍塌-1,地震造成桥梁坍塌-2,被震毁的唐山市胜利桥,日本北部的岩手县内陆遭里氏7.2级强震袭击,地震后形成的堰塞湖成为灾区的最大威胁,直升飞机运送施工机械去唐家山堰塞湖,汶川唐家山堰塞湖,台湾集集地震造成水坝破坏,三、地震造成的桥梁破坏,1.上部结构的破坏；2.支承连接部位的破坏；3.下部结构的破坏；4.基础的破坏。,3.1 上部结构的破坏,上部结构自身因直接受地震力而破坏的现象极为少见，但因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁现象在破坏性地震中常有发生。在落梁破坏中，顺桥向的落梁占绝大多数。梁在顺桥向发生坠落时，梁端撞击下部结构常常使桥墩受到很大的破坏。,唐山滦河桥震害,1989年美国洛马.普里埃塔地震旧金山-奥克兰海湾桥,1989年美国旧金山大地震造成桥梁坍塌,1994年美国洛杉矶北岭大地震Gavin Canyon跨线桥,1994年美国洛杉矶北岭大地震（I514号立交）,连续梁桥主梁破坏,1995年日本阪神大地震西宫港大桥,1995年日本阪神地震某跨线桥落梁,斜拉桥断拉索,刚架拱桥破坏,板拱桥拱顶破坏,汶川地震后的北川吊桥,汶川地震一跨50mT型PC简支梁掉进岷江,震毁的大桥1,震毁的大桥2,3.2 支承连接部位的破坏,桥梁支座、伸缩缝、锚栓和防震挡块等在地震中破坏较为普遍。支承连接件是桥梁结构中的薄弱环节。,支座损坏1,支座损坏2,灾后的红白段铁路桥,支座脱落损坏1,支座脱落损坏2,上部结构横移破坏,支座、挡块破坏,防震挡块破环,3.3 桥梁墩台的破坏,对于钢筋混凝土桥台或桥墩，破坏现象包括混凝土保护层剥落、墩台身开裂和纵向钢筋屈曲等。严重的破坏现象还包括墩台的严重倾斜、剪断或折断、倒塌等。钢结构的桥墩会发生严重的屈曲，从而丧失承载能力。,1989年美国洛马.普里埃塔地震（Cypress桥）,Struve Slough 桥,剪切引起的桥墩破坏,1995年日本阪神大地震桥墩破坏1,1999年台湾集集地震桥墩破坏,1995年日本阪神大地震桥墩破坏2,1995年日本阪神大地震桥墩破坏3,1995年日本阪神大地震（神户段内高架桥）,汶川地震桥墩破坏1,汶川地震桥墩破坏2,桥台破坏,斜拉桥桥塔破坏,悬索桥桥塔倾斜,3.4 基础的破坏,扩大基础自身的震害很少发生，主要由于地质条件不良，而出现沉降、滑移和倾斜等；桩基础的破坏现象则时有发生，而且不易及早发现。,地基液化,1964年的新瀉地震中因为砂土液化倒塌,台湾集集地震断层使桥墩基础破坏,明石海峡大桥桥墩桥台震后位移情况,RC桩基的破坏：头部开裂,四、余震破坏的防止,每当大地震发生后，余震活动还会持续一段时间，仍有发生较大级别地震的可能。汶川地震发生后，据四川地震台测定截止7月9日12时，汶川震区共发生余震16599次。其中4级以上195次、5级以上25次、6级以上5次，最大余震6.4级。在地震中有些桥梁可能还没有倒塌，但不同程度地受到损伤，极有可能在随后的余震中破坏，因而需要紧急加固，以免造成交通中断。,汶川地震后的余震1,汶川地震后的余震2,阪神地震发生后日本道路公团立即组织抢修,桥墩损坏的临时加固1,桥墩损坏的临时加固2,桥墩损坏的临时加固3,桥墩损坏的临时加固4,桥墩损坏的临时加固5,桥墩损坏的临时加固6,设立临时桥墩,（第一部分完）,
