公路工程抗震设计讲义讲稿

公路工程抗震设计1概述随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌，而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例，地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏，经济总损失高达1000亿美元。近十年来，世界相继发生了多次重大地震，1989年美国LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美国Northridge地震（M7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年台湾集集地震（M7.6）等等。因此，专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。1概述近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思，并进行了一系列的修订工作。日本1995年阪神地震后，对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究，并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写，并于1996年颁布实施。美国也相继在联邦公路局和加州交通部等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作，已经完成了ATC－18，ATC－32t和ATC-40等研究报告和技术指南。与旧规范相比，新规范或指南无论在设计思想、设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。第六章公路工程抗震设计1概述我国现行的《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）在80年代中期开始修订，于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞，交通事业迅猛发展，特别是高速公路兴建，跨越大江、大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建，规范已不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计，对抗震设计均采用《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比，中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。目前，新修订的《公路工程抗震设计规范》和《公路桥梁抗震设计规范》已送审。2《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）一、公路工程抗震设防标准公路工程的设防依据是基本烈度。1、在基本烈度为7，8，9度地区的抗震设计，根据我国交通部标准《公路工程抗震设计规范》进行；2、对于大于9度的地区，应进行专门研究；3、基本烈度为6度的地区，除国家特别规定外，可采用简易设防，或不进行抗震验算。2公路台工程枕抗震悉设计纵原则二、闹抗震窑设防仆目标3茶.三借四溜级草公径路蔬工臂程馒和灾位厌于石地殃震爸危捆险觉地秘段查、身软图弱冷粘苏性盈土框层肤或两液云化冠土柿层往上皂的牛二视级视公蹈路骗以问及抚位炎于抗割震膝危嘉险宪地庭段的高文速公勤路、老一级村公路偏工程央，保厨证桥搞梁、宇隧道织及重菌要的银构造脚物不烦发生秃严重够破坏董。按出规然范壳要悠求限进宴行瞧抗乖震闯设业计大的犹公细路谦工特程石在饶发司生纵与骗之器相符当腔的谢基阵本上烈译度指地窑震块影他响砍时林：1压.位于趁一般蛛地段革的高衣速公偶路、业一级吸公路狮工程掉，经骆一般膛整修权即可故正常界使用杏；2.位巴于驼一什般昌地煌段造的芦二涉级秤公奶路己及女位糕于副软然弱临粘烟性总土局层移或血液欣化促土卵层辅上诞的示高露速食公研路启、章二狭级员公萍路酿工扯程左，售经晒短盖期淘抢邀修疤即会可蛋恢曾复筐使凝用贤；注覆：抗震远危险覆地段系指鹅发震自断层顽及其浙邻近面地段傲；地都震时况可能坟发生萄大规钢模滑赴坡、播崩塌办、岸笋坡滑斧移等旨地段织。2勤《公路氏工程你抗震解设计支规范》（JT叔J0欧04－89）三尖、永公加路惧工迫程励重袄要捧性堤分判类第一高档次稀：高害速公档路和哀一级顺公路麦上的晓抗震锡重点葵工程拐；第肝二慕档搜次夸：尝高转速浇公叉路亭和城一营级故公厕路惕的蛮一豪般舅工益程桨、鸭二条级颗公姻路替的榨抗鹅震俩重宴点雾工钥程脚、嚼二神三辽级乌公晶路锈上辽桥怨梁炸的灶支宝座炮。第三怕档次坐：二皇级公颗路上寇的一昂般工姐程和崭三级末公路哥上的态抗震救重点献工程详以及宫四级橡公路拾上的黄梁端绝支座脉、梁趁端连阻接、臂支挡案措施牌；第四皆档次彻：三厘级公定路上贯的一奖般工聪程和以四级挪公路朽上的返抗震森重点底工程跌；第棋五痒档歇次护：萄四袄级鞠公节路给上饼的纹一摆般异工贴程样。2允《公禁路沾工腾程贴抗役震军设冰计我规兼范》（JT名J0此04－89）对构侄造物始的地扮震作戒用，缠应根模据路怪线等陡级及慌构造晋物的包重要塑性和劳修复篇（抢嗓修）难的难台易程愚度，爪按下锤表进匀行修凑正。构影造苍物离：地惜震挖作查用殖的滋计闲算宿参盗数信。构造爷物一先般应棚按基怜本烈隶度采属取抗今震措块施。庙对于倾高速搏公路岸和一政级公级路上牲的抗贞震重赖点工刘程，南可比诵基本灶烈度软提高疏一度戚采取泥抗震楼措施夸，但璃基本冲烈度律为9度的妹地区涉，提肯高一楼度的嘉抗震冲措施西应专网门研黑究；灶对于风四级贯公路明上的粒一般姐工程乏，可供不考趁虑或犹采用绸简易这抗震爱措施坛。2景《公泥路怖工拜程恰抗贤震啄设减计才规葛范》（JT傻J0渠04－8侵9）立体翅交叉圾的跨品线工亿程，州其抗斧震设趴计不何应低掌于下剧线工浴程的问要求闹。验谎算袜构挑造紧物托地膨震梯作音用符时比，交水宣平盟地绳震旨系长数Kh应嘱按喝下雷表巩采坑用汽。竖向百地震惊系数Kv取Kh/2的尿值确。2约《公路卵工程驻抗震清设计疲规范》（JT螺J0礼04－89）(塔1鸡)尽女量乔减得轻阁结学构球的展自仁重庙和饿降谨低话其墓重诸心拜，鸟以挣减症小机结狗构掏物武内爪力饰，恨提宗高绘稳穷定识性淘。(岁2晨)力求厅使结幕构物句的质餐量中初心与定刚度乏中心断重合束，以题减小压在地虚震中幕因扭鸡转引猛起的毙附加仗地震善力，四、两抗震忧设计盲基本品要求1．选悔择对槽抗震疏有利仅地段既布设牧线路寺和选盯定桥熊位；2．保避木免胳或按减狼轻终在赔地钻震毙影第响孩下基因削地流基厦变旨形俩或切地趣基员失照效翼对能公醋路俭工羽程皂造搁成种的涝破脱坏损；3．本践着减廊轻震木害和毕便于棕修复(抢修)的原帖则，健确定逢合理看的设跪计方走案:2辈《公路谱工程泳抗震后设计炭规范》（JT施J0膀04－89）(悠3驾)应协磨调结麻构物雷的长说度和途高度浮，以派减少久各部砍分不别同性疮质的粗振动喊所造口成的坦危害侵作用录。(4烧)适当嘴降低坟结构移刚度学，使尘用延嚷性材批料提悠高其挂变形庸能力村，从厉而减戏小地融震荷誓载。(示5梨)加强鹿地基朝的调卵整和核处理蚁，以纤减小宋地基夺变形炮和防脚止地派基失绘效。四、茎抗震夹设计缺基本悬要求4．加赛强结舰构物罪的整捐体性顿。2油《公阿路阴工夕程邪抗蛛震啦设狂计蔬规异范》（J趟T报J酸0始0呢4－8纤9）五、移路线度、桥凑位、才隧址选择认路线扣、桥片位和令隧址雕时，肯应搜廊集基倒本烈路度、卖地震滥活动眉情况拢和区叛域性田地质喷构造品等资引料，秧并加所强工泥程地泳质、紧水文铜地质摩和历刷史震灭害情堆况的内现场级调查晨和勘轻察工尊作，妥查明软对公佳路工察程抗禽震有盗利、兆不利嚷和危念险的申地段近。应初充分秧利用级对抗骂震有蓄利的防地段哲。注：宇对抗叠震不煮利的述地段堆系指苏软弱深粘性分土层饮、液活化土夺层和前地层畏严重想不均步的地蝴段；此地形姻陡峭玻、孤芬突、蜘岩土距松散绒、破歪碎的正地段宋；地陶下水科位埋唯藏较码浅、植地表售排水黑条件肿不良宵的地晚段。2肥《公警路问工昂程秩抗捎震筛设伙计景规木范》（JT注J0犯04－8得9）五、挎路线撑、桥介位、劫隧址一努、技地楼震风时骑可柴能洞发室生怕滑鼻坡僵、端崩衫塌臂地烧段统。二掀、叹地甜震饥时砖可仔能碌塌长陷原的信暗羊河妇、隔溶芝洞迎等西岩徐溶脏地按段荷和抗已孕采咏空乏的令矿优穴谊地络段镜。三、淘河床捧内基拨岩具绸有倾咬向河屑槽的壳构造驻软弱凳面被应深切链河槽妻所切居割的苍地段匀。四、框地震及时可事能坍软塌而良严重酷中断势公路格交通且的各使种构滚造物胸。路线谨和桥衔位宜汗绕避迷下列砖地段桐：2难《公路愿工程饭抗震见设计伴规范》（J晴T醒J编0演0杆4－8足9）五虹、午路印线密、惠桥饰位脏、苗隧劳址当路彼线必旺须通世过发院震断满层时局，宜锦布设匠在其捏破碎屯带较纯窄的抛部位搏；当劣路线桥必须萄平行惠于发帖震断坟层时跑，宜凤布设锹在断狱层的贤下盘签上。脚路线抛设计杠宜采祝用低寺填浅渐挖的笨设计销方案距。当急桥律位代无膜法构避密开纯发繁震敢断新层途时东，景宜死将挤全飞部挪墩疫台系布垃置庭在铲断估层朋的浙同翼一碌盘啄（尤最困好纤是纲下重盘侮）若上扯。对河刻谷两倍岸在赛地震樱时可它能因崇发生桑滑坡双、崩剃塌而膝造成暗堵河躺成湖卷的地之段，球应估待计其马淹没上和堵点塞体适溃决暂的影朗响范填围，料合理仔确定招路线护的标援高和念选定笔桥位探。当半可能袭因发拼生滑钥坡、辨崩塌王而改垒变河速流流贼向、滩影响旱岸坡床和桥含梁墩耗台以呈及路版基的岭安全图时，眉应采会取适娇当的页防护付措施永。2吊《公琴路缺工婆程逗抗辫震五设桌计评规鄙范》（J纱T慢J炸0阁0摧4－89）五、柳路线喉、桥皆位、冰隧址路线棵设计黎应尽梢量减停少对书自然蓬平衡溪条件体的破蛮坏，君避免收造成道较多缺的高配陡临险空面消；不汤宜采健用高歌墩台推、高馒挡墙枣、深般长路沟堑以及及在浩同一染山坡遮上的夜连续茅回头狼弯道横等对以抗震贯不利斑的设联计方佛案。谣在山郊岭区蜜，可班采用歌隧道例、明蔽洞等愁对抗透震有鞠利的踢设计师方案坟。在膊工畏程航地川质抹、盖水渗文争地控质脱条凤件孩不船良掏地待段柜，洽除戒应还尽鸣量音减踩少丛对威自颈然姻平蒜衡挣条艰件顷的穿破番坏怖外优，绕尚屡应答据疏根集具听体碰情孟况季采帆取她必们要动的耳路胳基互防诉护习措怒施颗和供加颠强受排舟水串处续理锣。妙在渐地枣质汤不芦良至的顽峡芝谷烫地疯段控，昏应辫尽适量外避配免凳开低挖恳山毒体麻，筛可盲利勾用姜谷邻底矩阶惠地索和耐河涛滩晃修引建垂路艳堤球或车顺稼河薪桥蕉，除并魔应融加急强缺防胸护蚕措终施饭。3路基柴和挡翻土墙痰的抗纹震设蚊计与孟抗震抢措施一、凑抗震稿强度扇和稳裙定性烘验算验算舱路基筛和挡彩土墙偏的抗霞震强夸度和盾稳定点性，谷只考弃虑垂死直路鸽线走莫向的遇水平纤地震伪荷载肯。地旗震荷荷载应捕与结摩构重棒力、狂土的升重力铜和水鞠的浮奏力相许组合廉，其哀它荷灶载均弱不考茎虑。地震盼荷载排采用即静力侵法计客算。1、灭荷惹载3路田基删和梨挡城土今墙归的补抗最震慌设蛾计莫与墓抗唇震屋措柜施一、医抗震改强度附和稳注定性勿验算2、距路孕基食：（1）验雀算范口围和易要求丘：路基搭应按爬下表捕规定槐的范德围和被要求剥，验语算其护抗震稳定滔性。3路劣基快和起挡匹土教墙剂的态抗图震愁设野计墙与近抗通震被措愈施一、婆抗震孟强度搜和稳掏定性义验算（2）殿验进算腔时捡采兰用涉的车水仔平墨地功震迟荷秧载蚀：按畏下宪式垫计买算局：2、旁路凑基响：Ci—重殃要靠性究修卫正绒系捞数适；Cz—综合死影响耻系数,取Cz=斥0劳.荡2会5；Kh—水平揭地震灯系数放；Gs—路孕基秧计跳算黎土叹体皆的颠重耕力,取Cz=0粱.2拢5；Eh蚂s—路基绞计算奖土体荡的重篮力,取Cz=0视.2陵5；按照本路基该边坡咸稳定遮性计判算方剂法进慕行验扒算。3路越基跪和律挡枕土倒墙弃的寻抗哪震狐设栗计缝与证抗痕震客措玩施一谢、攻抗神震漫强盗度寄和雹稳历定傻性坡验速算3、挡换土墙民：（1）验堡算范么围和泥要求教：挡土尚墙应洗按下么表规切定的尽范围盟和要孙求，霉验算衡其抗悦震强度和稳狭定奥性。3路毒基斤和筛挡啄土胶墙孩的窗抗脆震接设棵计腥与陶抗满震纷措缝施一、忧抗震狮强度讲和稳咽定性穴验算（2）验纲算时顾采用仔的水各平地誉震荷播载：挡土之墙第i截距面急以贴上殿墙宅身屿重贷心呼处嘴的冻水瓜平标地舍震允荷候载颜按眠下仿式据计灵算恒：3、遮挡烤土萝墙旺：Ci—重要性修正系数；Cz—综合影响系数,取Cz=0.25；Kh—水平地震系数；—水平地震荷载沿墙高的分布系数,参见下表3.1.5；Eihw—第i截面在以上墙身重心处的水平地震荷载(K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