桥梁抗震研究进展与新理念

《桥梁抗震研究进展与新理念》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁抗震研究进展与新理念（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念 交通运输部公路科学研究院 Email: kh.wang kh.wang 13911058623 第三届中国桥梁与隧道建设新技术论坛 王克海王克海博士、研究员、博士生导师博士、研究员、博士生导师 10:101 谨以此报告献给追求自然法则而不盲从规范的工程师 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 210:10 近年内几次大地震伤亡人数比较近年内几次大地震伤亡人数比较 时间时间地理位置地理位置里氏震级里氏震级伤亡人数伤亡人数 2010年1月12日海地7.3级27万人死亡 2010年2月27日智利8

2、.8级800余人死亡 2015年9月17日智利8.3级目前已造成11人遇难 2008年5月12日中国四川省汶川县8.0级死亡、失踪近9万人 2010年4月14日中国青海省玉树县7.1级2698人遇难 2014年8月3日中国云南省鲁甸6.5级 600余人遇难，1800人受伤 2014年10月7日 云南省普洱市景谷傣族彝族 自治县 6.6级5人遇难 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 310:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 410:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新

3、理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 510:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 610:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 1 主要内容概况主要内容概况 2 3 4 5 桥梁抗震研究的重要转折点 桥梁抗震设计方法的研究现状 桥梁地震反应分析的研究现状 桥梁抗震的新理念 桥梁抗震设计的几点建议 710:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁抗震研究的重要转折点桥梁抗震研究的重要转折点 810:10 桥梁抗震的研究进展及

4、新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 美国美国 日本日本 中国中国 1971年San Fernando地震 1989年Loma Prieta地震 1994年Northridge地震 桥梁结构倒塌5座，42座损坏 桥梁抗震设计规范的重要转折点 提出“生命线工程”的概念 延性抗震设计开始被各国重视 1995年日本阪神地震 1976年唐山大地震 1994年国务院提出未来 10年的防震减灾目标 桥梁破坏严重，交通瘫痪 开始重视交通系统的抗震分析和研究 1977年我国颁发了公路工程抗震设计规范， 1989年修订 1923年日本关东地震 洛杉矶市高速公路上多座桥梁严重破坏，交

5、通 运输网络被切断 1998年颁布中华人民共和国防震减灾法 2008年汶川/2010年玉树地震我国量大面广的公路中小跨径梁桥板式橡胶支 座发挥了很好的隔震作用 910:10 Cypress高架桥在地震中倒塌 San Francisco-Okaland 海湾大桥发生落梁 提出了基于性能的抗震设计理论 320座桥梁破坏，Hanshin高架桥倒塌，3条高 速公路和新干线铁路完全中断，交通系统几乎 全部中断 对结构抗震的基本问题重新研究 修订规范，于1996年出版 桥梁抗震研究的重要转折点桥梁抗震研究的重要转折点 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士

6、我国公路桥梁抗震设计规范的发展历程我国公路桥梁抗震设计规范的发展历程 1956年 编制了中国第一个地震区划图 1959年 中国第一本地震区建筑规范（草案）问世 以房屋建筑为主，但也包括了公路工程 采用反应谱理论来计算地震作用的方法 1964年 地震区建筑设计规范（草案），包括了公路工程抗震设计内容 在这部草案中首次引入结构系数C折减结构的地震荷载 虽然经多次易稿和讨论，该草案未正式颁布，但是在设计时已广为采 用，对当时和今后的工程建设起到了积极的指导作用。 1977年 交通部颁布公路工程抗震设计规范（试行） 地 震 频 发 地 震 频 发 唐 山 大 地 震 唐 山 大 地 震 1989年 交

7、通部颁布公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89） 将适用范围扩大到了所有公路工程，包括桥梁、隧道、路基和挡土墙 修 订 修 订 2008年 交通部颁布公路桥梁抗震设计细则 2013年 交通部颁布公路工程抗震规范 修 订 修 订 唐山大地震丰富的震害资料和深入的抗震理论研究极大地推动了工程结构物抗震 设计标准的修订和制订，是中国桥梁抗震研究工作发展的重要转折点。 1010:10 2016年 交通部即将颁布公路桥梁抗震性能评价细则(王克海主编) 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁抗震设计方法桥梁抗震设计方法 研究现状研究现状 1110:

8、10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 强度设计强度设计 第一阶段 强度设计理论 第二阶段 延性抗震设计理论 强度强度 延性延性 延性抗震理论不同于强度理 论的是，它通过结构选定部 位的塑性变形来抵抗地震作 用的。利用选定部位的塑性 变形，不仅能消耗地震能量， 还能延长结构周期，从而减 小地震反应。 第三阶段 基于性能的抗震设计理论 强度强度 位移位移 延性延性 经济效益经济效益 基于性能的抗震设计理论将 抗震设计的重点从“力”的 设计转换到将建筑物的整个 性能作为设计过程的一个控 制函数。 桥梁抗震设计方法研究现状桥梁抗震设计方法研究现状

9、 1210:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁结构地震反应分析桥梁结构地震反应分析 的研究现状的研究现状 1310:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 地震分析方法确定性地震力理论 时程分析法时程分析法 优点缺点 地 震 动 要 求 高 计 算 量 大 耗 时 结 果 分 析 困 难 设 计 双 重 保 证 了 解 破 坏 机 理 选 择 减 震 方 法 反应谱法反应谱法 优点缺点 简 单 易 操 作 地 震 动 特 性 结 构 动 力 特 性 弹 性 范 围 计 算 最

10、大 反 应 长 周 期 部 分 静力弹塑性分析方法静力弹塑性分析方法 Push-over方法方法 抗震性能 评价方法 能力谱法能力谱法 N2方法方法 位移影响系数法位移影响系数法 适应谱法适应谱法 模态的模态的Push-over方法方法 基于模态分析的基于模态分析的Push-over方法方法 1410:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁抗震设计的新理念桥梁抗震设计的新理念 1510:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 我国地震动区划图仅提供50年超越概率为10%（相当于地震

11、 重现期475年的）一个地震动水准。 正确认识和使用地震动区划图正确认识和使用地震动区划图 1610:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 美国三水准地震动区划图美国三水准地震动区划图 （500年、年、1000年、年、2500年）年） 正确认识和使用地震动区划图正确认识和使用地震动区划图 1710:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 正确认识和使用地震动区划图正确认识和使用地震动区划图 1810:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博

12、士博士 正确认识和使用地震动区划图正确认识和使用地震动区划图 1910:10 0 0 ln1( ) T T PT I T 0 T 0( ) PT I 重现期重现期 设计基准期设计基准期 超越概率超越概率 0 T 0( ) PT I 设计基准期设计基准期50年年 超越概率超越概率10% 0 0 ln1( ) 50 ln(10.1) 474.5611475 T T PTI 年 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 度 区 发 生 强 震 实 例 度 区 发 生 强 震 实 例 正确认识和使用地震动区划图正确认识和使用地震动区划图 2010:10 桥

13、梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 工程规范、条例中规定工程规范、条例中规定 “对对度区不设防或简易设防度区不设防或简易设防” 已经对工程建设造成灾难性的后果已经对工程建设造成灾难性的后果 是对工程抗震设防的误导是对工程抗震设防的误导 桥梁抗震设计的几个基本概念桥梁抗震设计的几个基本概念 2110:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 刊登于1983年的建筑结构学报 桥梁抗震设计的几个基本概念桥梁抗震设计的几个基本概念 2210:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主

14、讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁抗震设计的几个基本概念桥梁抗震设计的几个基本概念 2310:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁抗震设计的几个基本概念桥梁抗震设计的几个基本概念 2410:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 25 桥梁抗震设计的几个基本概念桥梁抗震设计的几个基本概念 2510:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 26 2610:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海

15、主讲：王克海 博士博士 p9 p17 2710:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 桥梁抗震设计的几个基本概念桥梁抗震设计的几个基本概念 2810:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 19941994年美国北岭地震（年美国北岭地震（Mw6.7Mw6.7级）中，大量桥墩墩顶或墩底遭到严重破坏。级）中，大量桥墩墩顶或墩底遭到严重破坏。 (a)Venice Boulevard跨线桥(b)Mission Gothic跨线桥 桥墩震害桥墩震害 桥梁震害桥梁震害 2910:10 桥梁抗震的研

16、究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 1995年日本阪神年日本阪神6.8级地震级地震 Chugoku高速路上高速路上Takarazuka高架桥，没有足够的横向钢筋提供桥高架桥，没有足够的横向钢筋提供桥 墩的延性，导致纵向的剪切脆断。墩的延性，导致纵向的剪切脆断。 墙式墩在施工缝处剪切破坏独柱墩弯剪破坏框架桥的墩柱震害 桥墩震害桥墩震害 桥梁震害桥梁震害 3010:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克海主讲：王克海 博士博士 1995年日本阪神年日本阪神6.8级地震级地震 阪神高速公路神户段内高架桥，地震中有阪神高速公路神户段内高架桥，地震中有2020多公路长度的墩柱发生多公路长度的墩柱发生 剪切或弯曲破坏，部分倾覆。剪切或弯曲破坏，部分倾覆。 桥墩震害桥墩震害 桥梁震害桥梁震害 3110:10 桥梁抗震的研究进展及新理念桥梁抗震的研究进展及新理念主讲：王克