西南交通大学
硕士学位论文
姓名：夏志华焊锰钢板用什么焊条
申请学位级别：硕士
指导教师：申爱国
20030501
西南交通大学硕士研究生学位论文第ｌ页
摘要
近年来，全球地震频繁发生，严重地危害着人民的生命和财产的安全。在地震作用下，作为生命线工程
之一的桥梁结构的破坏，将加重次生灾害的程度，导致更为严重的生命财产及经济损失。为此，掌握和理解桥梁的地震反应是建立合理抗震体系，采取有效抗震措施的科学根据。 本文在简述地震反应分析的基本理论基础上，对庙子坪岷江大桥进行了’空间地震反应谱分析和地震反应时程分析。主要研究内容包括：１．建立完善。的桥梁计算模型；２．根据桥墩全部淹没在水中的特点，考虑了动水作用对桥、梁地震反应的影响：３．考虑了桩一土相互作用对桥梁地震反应的影响：４．合理地考虑了竖向地震输入，并与水平地震输入组合，进行大桥的地震反应分析；５．综合了反应谱分析与时程响应分析的计算结果，得出一些有益结论。通过对庙子坪岷江大桥的地震反应分析，期望能为连续刚构桥梁的抗震设计提供参考。
关键词连续刚构；抗震：动水作用：桩一土相互作用
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄｉｓａｓｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｗｈｏｌｅｗｏｒｌｄｗｈｉｃｈｂｒｏｕｇｈｔｇｒｅａｔｄａｍａｇｅｔｏｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｌｉｆｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｆｏｒｐｅｏｐｌｅ．Ｉｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｓｗｈｉｃｈｌｏｏｋｅｄａｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｙｐｅｏｐｌｅｆｏｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｗｉｔｈｐｅｏｐｌｅ’ｓ１ｉｆｅＣＯｌｌａｐｓｅｄｃａｕｓ
ｅｄｂｙｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｔｈｅｉｎｄｉｒｅｃｔｄｉｓａｓｔｅｒｗｉ１１ｔａｋｅｕｐｔｏｂｒｉｎｇｍｏｒｅｌｏｓｓｏｆ‘ｌｉｆｅａｎｄｐｒｏｐｒｅｔｙ．ＴｈｅｒｅｆｏｒｉｔｉＳｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｓｅｉｓｍｉＣｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｂｒｉｄｇｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｒｅａｓｏｎａｂｌｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉＳｔｉｎｇ：ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．ＩｎｔｈｉＳｐａｐｅｒ，ｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｉＥＣｌｕｄｉｎｇｓｐｅｃｔｒｕｍｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉＳａｎｄｔｉｍｅ—ｈｉＳｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉＳｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏＭｉａｏＺｉＰｉｎｇＭｉｎＪｉａｎｇｂｒｉｄｇｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉＣｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｓｅｉｓｍｉＣｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉＳ．ＴｈｅｍａｉｎｗｏｒｋｉｎｔｈｉＳｐａｐｅｒｉｎｃｌｕｄｅｓ：１．ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃａｌＣＵｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｂｒｉｄｇｅ：２．ＣＯｎＳｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｙｎａｍｉｃｗａｔｅｒｔｏｔｈｅｓｅｉｓｍｉｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ：３．ＣＯｎＳｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｅｅｏｆｔｈｅＰｉｌｅ—ＳＯｉｌｉｎｔｅｒａｅｔｉｏｎｔｏｔｈｅＳｅｉｓｍｉＣｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ：４．ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｐｕｔｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｓｅｉｓｍｉｅｒｅｓｐｏｎｓｅ：５．ｏｂｔａｉｎｉｎｇｓｏｍｅｖａｌｕｅａｂｌｅｃｏｎｅｌｕｓｉＯｔｉＳｂａ
ｓｅｄｏｆｐｒｅｖｉｏｎｓｗｏｒｋｓ．Ｆｒｏｍｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｓｅｏｂｔａｉｎｅｄｅｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｗｉｌｌｇｉｖｅｓｏｍｅｒｅｆｅｎｃｅｓｆｏｒｐｒａｃｔｉｃａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔｉｎｇｄｅｓｉｇｎｉｎｇｏｆ一～ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅｓ．
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第｛鬻绪论
１．１震富及启示
地震蹩与地球构避运动密谚档关靛一耱基然瑷象。在地鼷构造运动中，爱圭较裁黧兹疆坏篷变蕊黠，弓ｌ起蟪舔震动，款两对逮主或趣下各耱建筑貔造成不同程度的地震破坏，常导致生命、财产和社会经济等损失。震害可分’为直接震擗和间接震害两类。直接臌害是由地震臌接引起的人身伤亡与财产损失，彝｜产损失中包摇各静王程缝构秘，如痿爱、建襞搀筑物、挢粱、遂道、、道路、承翻工程馥及彝然环境，魏教蕊、蠢藏、潮漕、遣下承簿教破荪；澜接震害是指由于地震发擞引起的其他灾害和损 必，如火灾、水灾、流行癀痫和由于劳渤力损失和交通中断等引起的一连串的经济损失等。
赁泉蟪震罄是严重熊害太类懿一太自然灾害。：｜毛萁是最避麓２０余革，垒球发生了许多次大她震，其中多次穰坏牲遗震都集中在城搿，造残了非常惨重的生命财产损失。如１９７１年美围ＳａｎＦｅｒｎａｎｄｏ地震（Ｍ６．６），１９７６年中国唐山大地震（Ｍ７．８），１９８９年美国ＬｏｍａＰｒｉｅｔａ地震（Ｍ７，０），１９９４年美国Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ地震骧爱１９９５每西率蔽搏大选震§嚣．２），导交豹城枣经济总撩失（以当时的币值为准）分别为：１０亿藁元，ｔ００亿八民币，７０亿美元，２００亿美元．１０００亿美元。这几次地震戎籽的共同特点是：由于桥梁工程遭到严重破坏，翅鞭了震区交遴生袁线，造成救灾工传的重大匿难，傻次生灾害热重，寻致了巨大羲爱济虢失。随蕾琨栈纯壤枣久舞翡大量聚集露经舞蕊亵瀵发展，对交通线的依赖性越来越强，而一旦地震使交通线遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失也将念越来越巨大。据统计，１９６０年以来大遗震甄造成鹣平均经济寝炎每÷霓冬凡乎蘸一番。
舅据文献［８ｊ捂窭：我善唐出绝鼹，城毒天秘１５０万，在遭遥Ｍ７．８缀魏震的袭击下，整个城市人员死亡近２４万。然而，１９８５年智利拥有人口１００余万的整个褴莱索市遭受同样强度的地震。却只锝１５０人死亡，不至４一周，壤泰璃疑就恢菱了爨敬。霉鲡鑫本一泰寒在霹彀１９２３年关袤丈逡震戆教谬爱，在建设中十分重视城市抗震设苈，要求能抗御８缀地震。因而，１９８６年黍索渣受６．２缀触震时，一鹰千万以上人口的城市仅张亡２人，城市几乎未遭损坏。ｔ９８８年１２
只，翦芬联的阿美尼豫共和重遭受～次蹒．８缓媳震静袭蠢，证予震中熬颠疫塔竟垒城毁灭，距震窜４０ｋｍ数裂宁缡获啻约霄８０％藜建筑物毁坏，死亡总人数为４～５万人。避酉年来，国内外发生的犬土电震灾害都说
明了科学合理的结构抗震设计与抗震构造措施是减轻地震灾害的最有效措施。
总之，震害的调查研究给我们的启示是：加强地震理论研究；重视城市抗震，尤其是人口密集的大中城市；重视生命线工程，如桥梁工程的抗震研究；制定科学的、合理的、有效的结构抗震设防标准及抗震设计原则。
１．２桥梁震害分析及设防
’
桥梁工程为生命线工程之一，而生命线工程的破坏将造成震后救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重。特别是对现代化城市，将影响其生产运转，。导致巨大的经济损失。从震害的调查结果显示：桥梁的毁坏非常严重，如我国在１９７５年的海城地震中６１８座桥梁（铁路桥１８２座，公路桥４３６座）中有１９３座遭到不同程度的损坏（铁路桥５５座，公路桥１３８座）占３１．２％，其中有１６痤桥梁严重损坏，无法继续使用。在１９７６年唐山地震中，对京山、通坨、津蓟及南堡专用线
ir测试
散堆填料的统计，遭受震害的铁路桥占总数的３９．３％，其中严重破坏的占４５％。唐山地区公路桥遭到不同程度破坏占桥梁总长数的６２％，严重毁坏、倒塌的大、中桥有２０座，占１３％，天津地区遭到中等以上破坏的公路桥占总长数的２１％，严重毁坏的大、中桥有１０座，占５％，可见损失相当大，而且对震后救灾造成极大困难。
调查与分析桥梁的震害及其产生的原因是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措拖的科学依据。国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明．桥梁的震害主要表现为：
上部结构的破坏：桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形比较少见，往往是由于桥梁结构其他部位的毁坏而导致上部结构的毁坏；
连杆机会
支承连接部位的震害：桥梁支承连接部位的震害极为常见。由于支承连接部位的破坏会引起力的传递方式的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。在我国海城、唐山地震中，就有不少支座破坏以及连接措施不当引起落梁的例子。
下部结构和基础的震害：下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的。
最常见的桥梁破坏情况：１．下部结构倾斜、沉陷、滑移、开裂和倾覆；２．支座上大梁位移、开裂和脱落；３．锚螺栓剪断或拔出．支座处混凝土破
神仙树学名叫双翅六道木碎以及支庶本身构造上的破坏；４．翼墙沉陷和漆移，翼墙和桥台分离以及轿台蕤麓缓环。
通过对桥梁震害的进一步分析，可以将桥粱震害的起因分为以下几炎：
由于砂土液化，地基下沉，岸坡滑移或开裂而引起基础的破坏．从而导致桥梁的倒塌。因此，在选择路线搬桥位对，威绕避对抗震不利或危险的地段。
因桥梁结构形式、构造或连接措旋不当而引起落梁等震密。在１９９４年燕国的Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ地震和１９９５年日本的阪神地燃中，用逐跨施工法修建的连续高絮桥摄坏特别严羹。由于这静逐续高架挢的缝合部常设在跨蠹弯矩鞍小处，结合郝主要传递赘力，构造简纂，毽牛疆太短，支承西邋窄，在强燕豹地震竖向和水平作用下，结合部损坏，使结构处于长悬臂状态，产生断裂而塌落。这贱震害给我们的启示是：一定要进行正确的概念设计，避免使用先天不嶷熬拨震蘩稳侮笨。瑟大量邈鼹邦枣每造或逶绩接麓不当露造成懿震裹爽例刚一髯告诫我们要鬟视构造和连接播旌的设计。学习卡
桥梁备支承点的地面运动不一致（地面运动的空间变化。胜）引起震害。最为典型的例子是在阪神地震中位于震中附近正在建设的明石海峡大桥。地震嚣，１９９０ｍ戆愚素掇主缓若絮驽，委德暴爱钢
粱。震嚣，霞予浚路岛一熬豹锚台相对于神户一侧的主塔及锚台水平移位１．４ｍ，而主塔相对水平移位１．３ｍ。不过，这一移位并不大（相对于１９９０ｍ），塔基的各向移角都很小．原主塔结梅宠好。至于如果全辑已台拢通车，地震将会对桥梁产生ｌ卡么榉静影壤，还蠢褥于模瓠分掰。虽然这一震害势没夸辩筏石海滨大辑造成破舔，僵不同结构形式对各支承点不一致运幼的敏感程度是不一样的．换了一种结构形式，这样的移位倩况可能会导致搬严重的后果。因此，进行地震反应分析时，需考虑多点不一致激励闻题。
轿梁墩柱本身抗震能力不足弓｜越酾破坏，包括强度和廷缓豹不足。凌历次大震中，大量钢筋淞凝土墩柱的严重破坏主要悬由于本身的抗剪强度和弯曲延性不熙引起的。
在多圭｜塾震国家孛，粳应弱蓼｝鬃菝震燕范孛怼貔壹羲梁震穰熬撬定骞稳疲的对策。第一，规定桥址与桥型选撵的原则以及处理对策，从宏观上控制桥梁震害的发生：第二，制定相应的桥梁结构抗麓设计方法与抗震计算规寇，增强桥梁结构抗震能力；第三，提供每种构造撩撩的处理原则与方法加强绻鞠整体豹撬震麓力。
根据我国地震情况，在抗震设计中采用“小震不坏，中栽可修，大震不
