10-橋梁結(jié)構(gòu)抗震加固

第十章

橋梁抗震加固技術(shù)2重慶交通大學第十章橋梁抗震加固技術(shù)地震災(zāi)害及其對橋梁的危害橋梁抗震加固方法地震防落梁方法地震防地基液化方法橋梁減隔震方法梁體復(fù)位方法3重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害強烈的地震，對公路橋梁構(gòu)成了嚴重威脅；震后阻礙援救工作的開展，加大了地震造成損失。因此，橋梁抗震加固具有重要的現(xiàn)實意義。橋梁抗震，應(yīng)做到預(yù)防為主、兼顧治理；對現(xiàn)有的橋梁，應(yīng)做好全面調(diào)查，建立檔案，做好抗震加固工作。4重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害美國Cypress高架橋在1989LomaPrieta在大地震中損毀5重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害10.1.1術(shù)語：震源：地球內(nèi)部發(fā)生地震的地方稱為震源。震中：震源在地而仁的投影位置稱為震中。震中距：地而上任何地方或觀測站到震中的直線距離，稱為震

中距。震源深度：從震中到震源的距離稱為震源深度。震中區(qū)：震中附近地區(qū)稱為震中區(qū)，地震破壞最嚴重的地區(qū)，

稱為極震區(qū)。6重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地震波：地震釋放的能量以波的形式向外傳播A.體波：在地球內(nèi)部傳播

1.縱波：壓縮波、P波，傳播快，破壞力較小。

2.橫波：剪切波，S波，傳播慢，破壞力較大。B.面波：沿地表面?zhèn)鞑?，傳播最慢，但振幅大，對地面破壞?/p>

最大

1.Rayleigh波：地面的橢圓運動－－體波在地表面上的反映。

2.Love波：地面水平運動或S形運動－－體波在地層中的反射與折射。7重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地震震級：用地面運動的振幅來度量地震的強弱。據(jù)震中100km處標準地震儀實測最大水平位移的對數(shù)世界上記錄到的最大地震8.9級，1960年智利地震烈度：地震對地表建筑物的破壞程度見。

表10-1。地震烈度表：地震烈度－房屋震害－地震加速度基本烈度：該地區(qū)一定時期內(nèi)一般場地條件下可能遭遇的最大地震烈度抗震設(shè)防烈度：國家批準審定該地區(qū)作為抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度，一般取基本烈度或高一級。重慶市抗震設(shè)防烈度：7度，平均加速度125cm/s2后果起因8重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害烈度在地面上人的感覺房屋震害程度其他震害現(xiàn)象水平向地面運動震害現(xiàn)象平均震害指數(shù)峰值加速度m/s2峰值速度m/sⅠ無感Ⅱ室內(nèi)個別靜止中人有感覺Ⅲ室內(nèi)少數(shù)靜止中人有感覺門、窗輕微作響懸掛物微動Ⅳ室內(nèi)多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，少數(shù)人夢中驚醒門、窗作響懸掛物明顯擺動，器皿作響表10-1中國地震烈度表9重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害Ⅴ室內(nèi)普遍、室外多數(shù)人有感覺，多數(shù)人夢中驚醒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落，抹灰出現(xiàn)微細烈縫，有檐瓦掉落，個別屋頂煙囪掉磚不穩(wěn)定器物搖動或翻倒0.31(0.22-0.44)0.03(0.02—0.04)Ⅵ多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外損壞－墻體出現(xiàn)裂縫，檐瓦掉落，少數(shù)屋頂煙囪裂縫、掉落0—0.10河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫，飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水；有的獨立磚煙囪輕度裂縫0.63(0.45—0.89)0.06(0.05—0.09)Ⅶ大多數(shù)人驚逃戶外，騎自行車的人有感覺，行駛中的汽車駕乘人員有感覺輕度破壞－局部破壞，開裂，小修或不需要修理可繼續(xù)使用0.11—0.30河岸出現(xiàn)坍方；飽和砂層常見噴砂冒水，松軟土地上地裂縫較多；大多數(shù)獨立磚煙囪中等破壞1.25(0.90—1.77)0.13(0.10—0.18)Ⅷ多數(shù)人搖晃顛簸，行走困難中等破壞－結(jié)構(gòu)破壞，需要修復(fù)才能使用0.31—0.50干硬土上亦出現(xiàn)裂縫；大多數(shù)獨立磚煙囪嚴重破壞；樹稍折斷；房屋破壞導致人畜傷亡2.50(1.78—3.53)0.25(0.19—0.35)續(xù)表10-110重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害Ⅸ行動的人摔倒嚴重破壞－結(jié)構(gòu)嚴重破壞，局部倒塌，修復(fù)困難0.51—0.70干硬土上出現(xiàn)地方有裂縫；基巖可能出現(xiàn)裂縫、錯動；滑坡坍方常見；獨立磚煙囪倒塌5.00(3.54—7.07)0.50(0.36—0.71)Ⅹ騎自行車的人會摔倒，處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔離原地，有拋起感大多數(shù)倒塌0.71—0.90山崩和地震斷裂出現(xiàn)；基巖上拱橋破壞；大多數(shù)獨立磚煙囪從根部破壞或倒毀10.00(7.08—4.14)1.00(0.72—1.41)Ⅺ普遍倒塌0.91—1.00地震斷裂延續(xù)很長；大量山崩滑坡Ⅻ地面劇烈變化，山河改觀注：表中的數(shù)量詞：“個別”為10%以下；“少數(shù)”為10%－50%；“多數(shù)”為50%－70%；“大多數(shù)”為70%－90%；“普遍”為90%以上。續(xù)表10-111重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害近震遠震當某地區(qū)受地震影響來自震中烈度與該地區(qū)設(shè)防烈度相等或比它大一度的地震時，按近震考慮；當某地區(qū)受地震影響可能來自震中烈度比該地區(qū)設(shè)防烈度大二度或二度以上的地震時，按遠震考慮。12重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害10.1.2地震分類按原因分類構(gòu)造地震：主要是地殼斷裂構(gòu)造與動引起的地震，普遍影

響強烈而范圍廣?；鹕降卣穑夯鹕絿姲l(fā)時巖漿或氣體對巖層的沖擊引起的地

震，范圍小而為數(shù)少。陷落地震：有地殼陷落引起，其數(shù)量少、影響小。人工誘發(fā)地震：水庫儲水或向地下灌水造成的；地下爆炸

引起的13重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害按震源深度分類名稱震源深度（㎞）名稱震源深度（㎞）名稱震源深度（㎞）淺源地震0～70中源地震70～300深源地震＞300名稱震級（M）名稱震級（M）大地震M≥7微小地震3＞M≥1中地震7＞M≥5極微小地震1＞M小地震5＞M≥3按震級大小分類14重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地形特征可能對局部地面運動有很大影響，對于陡峭山脊的橋梁，會產(chǎn)生共振作用，對基巖加速度起放大作用，特別是地震波型(組合波譜)構(gòu)成橋跨的1/4的跨徑時，即以產(chǎn)生破壞。15重慶交通大學10.1.3土的性質(zhì)與土層反應(yīng)基巖的加速度基巖，堅硬的砂土、礫石，超固結(jié)黏土密實的沙土、礫石，中硬性黏土松散非黏性沉積土，軟黏土斷層錯位：不同巖層的位移差異導致斷層 錯位，如果橋梁跨越斷層位置， 橋臺或橋墩之間會產(chǎn)生永久性 的相對位移，毀壞橋梁10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害16重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害滑坡：地震導致橋臺或橋墩附近土體塌方、塊體移動，路堤側(cè)向擴展，毀壞橋梁旋轉(zhuǎn)滑坡側(cè)向擴展填土17重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害液化：地震作用下土體被壓縮，孔隙水壓力增加，當孔隙水壓力超過土體壓力時砂土喪失抗剪強度，轉(zhuǎn)化為液體狀。地震中飽和砂土液化引起流動，土層產(chǎn)生顯著位移，會導致橋臺發(fā)生災(zāi)難性的破壞。10.1.4橋梁抗震標準：橋梁工程：結(jié)構(gòu)簡單，屬低次超靜定結(jié)構(gòu)，地震下會發(fā)生集中破壞橋梁抗震設(shè)防要求：小震不壞，中震可用，大震不倒一般地段的橋梁：基本不壞，不需整修抗震危險地段的橋梁：略有破壞，短期搶修即可通車18重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害橋梁的設(shè)計烈度：交通干線上的橋梁：設(shè)計烈度比基本烈度提高一度二級公路橋梁和三級公路抗震重點橋梁：設(shè)計烈度取為基本烈度三級公路橋梁和四級公路抗震重點橋梁：設(shè)計烈度比基本烈度低1度橋梁抗震設(shè)防起點：一般設(shè)防起點為8度修建在滑坡地帶、可液化土層上的橋梁、大跨徑橋梁：7度設(shè)防19重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害10.1.5地震對橋梁的危害在慣性荷載中以水平慣性荷載對橋梁的影響較大，而且順橋向的水平慣性荷載在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的地震應(yīng)力遠比橫橋向的水平慣性荷載產(chǎn)生的地震應(yīng)力為大。豎直慣性荷載只對某些不對稱的或雙懸、單懸臂結(jié)構(gòu)的橋梁產(chǎn)生較大的地震應(yīng)力，

《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定對框架橋、大跨徑懸臂梁橋、T型剛構(gòu)等橋型才計入豎向地震荷載的影響。地震慣性力：水平方向>豎直方向豎直慣性力：對不對稱橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的破壞20重慶交通大學慣性力：沿橋縱向的破壞比橫向嚴重橋墩、橋臺沿縱向的剛度、抗彎能力比橫向小橋墩、橋臺沿縱向的搭接長度比橫向小，容易在順橋向落梁橋梁上部結(jié)構(gòu)、橋墩縱向為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，橫向為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此順橋向的地震荷載和位移傳遞、分配不均勻地震作用下岸坡滑移，滑移土體對橋墩、橋臺產(chǎn)生動土壓力，造成震害砂土、軟黏土抗剪強度低，地震作用下容易液化，導致地基滑移失效，墩臺下沉、傾斜，引起橋梁破壞、倒塌烈度高其震害比烈度低的震害要嚴重:烈度高、震害高，烈度低、震害低。10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害21重慶交通大學橋梁震害地基狀況：

剛性地基：一、二類土（穩(wěn)定巖石，穩(wěn)定土），地震中基礎(chǔ)不發(fā)生位移、傾斜，岸坡不發(fā)生滑移，震害發(fā)生在上部結(jié)構(gòu)。非剛性地基：三類土（飽和松砂，松軟黏土，淤泥土，沖填土，人工土）。地震中土層出現(xiàn)液化，岸坡出現(xiàn)滑動，墩臺出現(xiàn)傾斜、下沉。10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害22重慶交通大學橋梁結(jié)構(gòu)的震害－－梁橋地震位移引起的結(jié)果墩柱彎曲強度和延性破壞：墩柱彎曲強度：鋼筋接頭集中處，據(jù)墩底一半高度范圍內(nèi)彎曲延性不足，彎曲韌性太?。核苄糟q位置的混凝土壓碎，鋼筋屈服梁體配筋切斷：橋墩的中間高處墩柱剪切破壞：

箍筋首先屈服，剪切裂縫迅速擴展，抗剪強度衰減10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害23重慶交通大學橋梁結(jié)構(gòu)的震害－－梁橋蓋梁破壞：

地震慣性力與重力疊加，承擔負彎矩的鋼筋過早切斷節(jié)點破壞：

連接的結(jié)構(gòu)單元體的水平剪力和豎向剪力在節(jié)點處疊加，受力狀態(tài)成倍增加，造成剪切破壞基腳破壞：

設(shè)計方面的薄弱處（彎曲強度，剪切強度，配筋、錨固）鋼結(jié)構(gòu)破壞：

局部屈服造成整體結(jié)構(gòu)的破壞10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害24重慶交通大學橋梁結(jié)構(gòu)的震害－－拱橋剛性地基上的拱橋：直接承受地震慣性力和動土壓力的作用拱腳和1/4跨處產(chǎn)生附加彎矩，容易出現(xiàn)剪切位移和彎曲開裂非剛性地基上的拱橋：岸坡滑移導致橋臺傾斜，引起拱頂下陷，拱腳開裂，甚至坍塌地震引起基礎(chǔ)沉降、液化，使得墩臺下沉、傾斜，引起上部結(jié)構(gòu)的破壞或塌落10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害25Unseating,1971SanFernandoearthquake(SimpleSpan,skew).重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害美?SanFernando（1971）Spancollapse,1971SanFernandoearthquake.26重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害美?RomaPrieta（1989）TheCypressViaductShowingtheextentofthecollapseduringthe1989LomaPrietaearthquake.27重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害美?Northridge（1994）Expansionjointdamageintheseparationstructures.Thehighlyskewedgeometryandshortexpansionjointseatwidthofthestill-standingcenterframeoftheI-5GavinCanyonbridge.Abutmentjointdamageintheseparationstructures.地震災(zāi)害28重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地震災(zāi)害日本阪神（1995）29重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地震災(zāi)害日本阪神（1995）30重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害日本阪神地震災(zāi)害31重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害日本阪神地震災(zāi)害32重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害日本阪神地震災(zāi)害33重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害日本阪神地震災(zāi)害34重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害日本阪神地震災(zāi)害35重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害日本阪神地震災(zāi)害HIGASHIKOBEBRIDGE36TheDamageinTurkey’sKocaeliandDuzceEarthquake重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地震災(zāi)害37重慶交通大學10.1地震災(zāi)害及其對橋梁的危害地震災(zāi)害臺灣9.21集集大地震38重慶交通大學10.2橋梁抗震加固方法保證結(jié)構(gòu)工作在彈性范圍內(nèi)保證結(jié)構(gòu)上、下部整體進入彈塑性工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)總體變形（延性）主要構(gòu)件危險截面的極限狀態(tài)保證—（包括能力設(shè)計）—不損壞有限損壞嚴重損傷而不倒塌39重慶交通大學10.2.1抗震加固的優(yōu)先權(quán)已建的低標準橋梁，或許多已建成的橋梁在設(shè)計時并沒有考慮到抗震處理，應(yīng)作為優(yōu)先加固處理。強震的發(fā)生概率；結(jié)構(gòu)易損性，個別重要結(jié)構(gòu)或敏感結(jié)構(gòu)；地震破壞造成的社會后果，橋梁破壞對社會的影響程度，橋梁破壞后對其他救護的影響程度10.2橋梁抗震加固方法40重慶交通大學10.2.2抗震加固原則在《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中，對橋梁抗震加固做了如下規(guī)定：在烈度為8度及8度以上的地震地區(qū)的公路橋均應(yīng)局部加強其抗震薄弱的部分，

如支座處、基樁與承臺或蓋梁與立柱聯(lián)結(jié)處，基樁斷面變化處等，以提高橋梁抗震能力或減少慣性力。對重要的、修復(fù)難度高、烈度高、大跨徑橋梁，應(yīng)全面進行加固橋梁抗震加固應(yīng)根據(jù)橋梁的重要性、烈度高低、修復(fù)的難以程度和地基狀況分別處理。抗震加固應(yīng)充分考慮到橋梁正常營運和使用情況下的要求，應(yīng)使加固后的橋梁也要達到橋梁在溫度條件下和車輛荷載下的正常工作。10.2橋梁抗震加固方法41重慶交通大學10.2.3橋梁抗震要求簡支梁、連續(xù)梁、系桿拱等梁式體系，必須設(shè)置阻止梁墩橫橋向相對位移結(jié)構(gòu)，以阻止梁墩間在地震力的作用下產(chǎn)生的相對橫橋向位移；對于懸臂梁和T形剛構(gòu)也應(yīng)采取措施，安置抗橫向位移的裝置。活動支座：限制位移10.2橋梁抗震加固方法抗震加固時，應(yīng)結(jié)合震害的狀況加以分析，針對薄弱環(huán)節(jié)部位，采取切合實際有效的加固措施。歸納橋梁破壞情況：順橋向比橫橋向震害嚴重重要線路應(yīng)保證與相鄰的公路連通，與舊橋、舊路、渡口相聯(lián)，綜合利用。42重慶交通大學10.2.3橋梁抗震要求簡支梁：支座處設(shè)置擋板、鋼夾板，防止落梁烈度8度以上的地震區(qū)：限制支座位移，延長梁端與橋臺搭接長度烈度7度以上的地震區(qū)：采用深基礎(chǔ)，設(shè)置斜樁加大墩臺和樁基在順橋向的剛度，避開液化層增加柱式墩連接處的配筋，加強薄弱部位10.2橋梁抗震加固方法43重慶交通大學10.2.3橋梁抗震要求簡支梁、連續(xù)梁、系桿拱等梁式體系，必須設(shè)置阻止梁墩橫橋向相對位移結(jié)構(gòu)，以阻止梁墩間在地震力的作用下產(chǎn)生的相對橫橋向位移；對于懸臂梁和T形剛構(gòu)也應(yīng)采取措施，安置抗橫向位移的裝置。對活動支座，均應(yīng)采用限制其位移，防止其歪斜的措施10.2橋梁抗震加固方法抗震加固時，應(yīng)結(jié)合震害的狀況加以分析，針對薄弱環(huán)節(jié)部位，采取切合實際有效的加固措施。歸納橋梁破壞情況：順橋向比橫橋向震害嚴重44重慶交通大學簡支梁：支座處設(shè)置擋板、鋼夾板，防止落梁烈度8度以上的地震區(qū)：限制支座位移，延長梁端與橋臺搭接長度烈度7度以上的地震區(qū)：采用深基礎(chǔ)，設(shè)置斜樁加大墩臺和樁基在順橋向的剛度，避開液化層增加柱式墩連接處的配筋，加強薄弱部位對于磚石混凝土墩臺，應(yīng)考慮提高墩臺帽與墩的連接，以及墩臺本身基礎(chǔ)連接處、截面突變處和施工縫處的抗剪強度。橋臺的胸墻應(yīng)予加強；在胸墻與梁端之間宜填充緩沖材料，如瀝青、油毛氈、橡膠及一些聚醋材料等。磚石、混凝土墩臺和拱圈的最低砂漿等級應(yīng)按現(xiàn)行的《公路橋涵設(shè)計規(guī)范》的要求提高一級。10.2橋梁抗震加固方法45重慶交通大學無論梁式橋、拱橋都應(yīng)盡量避免在不穩(wěn)定的河岸修建，在不得已的情況下修建大橋、中橋時，應(yīng)合理布置橋孔，避免將橋臺布設(shè)在地震是可能滑動的岸坡上和岸坡突變處。大跨徑拱橋的主拱圈宜采用抗扭剛度較大、整體性較好的斷面型式，如箱形拱、板拱等。當主拱采用組合斷面時，應(yīng)加強組合截面橫向連接強度，對雙曲拱橋應(yīng)加強肋波間的連接。大跨徑拱橋不宜采用二鉸拱和三鉸拱。當小跨徑拱橋采用二鉸板拱時，應(yīng)采取防止落拱構(gòu)造措施，如加長拱座斜面或設(shè)置防落牛腿。磚石、混凝土空腹式的拱上建筑，除靠近墩臺的腹拱采用三鉸或二鉸外，其余腹拱宜采用連續(xù)結(jié)構(gòu)。10.2橋梁抗震加固方法46重慶交通大學拱橋宜盡量減輕拱上建筑重量。剛性地基烈度為9度時，或非剛性地基烈度為7度時的單孔及連孔拱橋與端腹孔，均應(yīng)采取防止落拱構(gòu)造，包括加長拱座斜面、設(shè)置防落牛退以及將主拱鋼筋深人墩臺帽內(nèi)。除上述有關(guān)抗震構(gòu)造要求以外，應(yīng)對具有抗震要求的橋梁結(jié)構(gòu)，特別要加強施工質(zhì)量的保證措施，以確保設(shè)計對施工的質(zhì)量要求。10.2橋梁抗震加固方法47重慶交通大學10.2.4梁橋上部結(jié)構(gòu)抗震加固方法與技術(shù)在加固前，必須先進行評價:（1）按照詳細的地震分析結(jié)果來評判橋梁的失效或損傷程度是否值得加固。（2）確定加固的程度。這里是集中反映的對于橋梁加固中所必要去考慮的經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)安全和社會問題綜合的結(jié)果。上部結(jié)構(gòu)的失效和伸縮縫中支承面縱橋向的長度不足、梁抗彎剛度不足、抗彎強度不足、與柱中塑性變形有關(guān)，因此，這些都是必須考慮的問題。10.2橋梁抗震加固方法48重慶交通大學橋梁上部結(jié)構(gòu)抗震加固的需要地震作用下上部結(jié)構(gòu)的失效與伸縮縫、主梁抗彎剛度、抗彎強度、墩柱的塑性變形有關(guān)伸縮縫抗震加固：限制過大的相對位移：鎖固伸縮縫提高伸縮縫的伸縮空間：擴大伸縮縫的支撐面目的：防止落梁10.2橋梁抗震加固方法49重慶交通大學伸縮縫抗震加固：設(shè)置柔性拉桿鎖固伸縮縫：傳遞縱向地震力，限制相對位移10.2橋梁抗震加固方法箱梁橋T梁橋50重慶交通大學伸縮縫抗震加固：擴大支撐面，增加伸縮縫的伸縮空間10.2橋梁抗震加固方法增設(shè)牛腿托架支撐跨中牛腿部位增設(shè)懸掛梁支撐51重慶交通大學伸縮縫抗震加固：螺栓連接：限制位移10.2橋梁抗震加固方法板梁與墩臺連接懸臂掛梁側(cè)面連接懸臂梁與掛梁連接52重慶交通大學上部結(jié)構(gòu)抗彎能力加固：上部結(jié)構(gòu)的抗彎強度、抗彎剛度不足，不能抵抗地震作用下的慣性力提高抗彎強度： 設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力筋減小地震作用力： 設(shè)置縱向聯(lián)系梁10.2橋梁抗震加固方法53重慶交通大學10.2.5拱橋上部結(jié)構(gòu)抗震加固方法與技術(shù)

10.2橋梁抗震加固方法54重慶交通大學拱橋震害：大跨徑、高墩臺、多孔拱橋容易遭受震害整體加固，對薄弱部位重點加固石拱橋抗震加固：在1/2、1/4跨處設(shè)置鋼板、 鋼筋砼、預(yù)應(yīng)力砼錨固拱圈10.2橋梁抗震加固方法55重慶交通大學雙曲拱橋抗震加固：整體澆筑混凝土加固10.2橋梁抗震加固方法56重慶交通大學基礎(chǔ)：地基液化，土體滑移柱式橋墩、蓋梁： 傳遞地震慣性力，薄弱處破壞10.2橋梁抗震加固方法5152510200深度直徑1.5mf地層錯動10.2.6墩臺及基礎(chǔ)抗震加固方法與技術(shù)

57重慶交通大學蓋梁－柱節(jié)點的抗震加固：降低蓋梁地震力作用增加橫系梁 高位：保護蓋梁 中位：保護柱 低位：保護樁10.2橋梁抗震加固方法58重慶交通大學蓋梁－柱節(jié)點的抗震加固提高蓋梁的抗彎強度：在原蓋梁兩側(cè)或底部增設(shè)鋼筋砼支撐梁在蓋梁端部用墊板進行預(yù)應(yīng)力加固10.2橋梁抗震加固方法59重慶交通大學蓋梁－柱節(jié)點的抗震加固提高蓋梁的抗剪強度：配置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋粘貼鋼板或FRP連接節(jié)點的修復(fù)：節(jié)點失效后，確保不危及自重承載力失效節(jié)點可采用預(yù)應(yīng)力方法修復(fù)用鋼板、混凝土或FRP外包失效 節(jié)點進行加固更換節(jié)點10.2橋梁抗震加固方法提高蓋梁的抗扭強度：采用封閉的箍筋套住蓋梁橫截面施加軸向預(yù)應(yīng)力抑制扭轉(zhuǎn)裂縫節(jié)點處的貫穿式剪切破壞60重慶交通大學基礎(chǔ)的抗震加固提高基礎(chǔ)穩(wěn)定性：錨桿法：把基礎(chǔ)錨固于土中 或把承臺與樁連接起來，提 高基礎(chǔ)的抗傾覆能力增大基腳尺寸：在基礎(chǔ)周圍 增設(shè)樁，用鋼筋砼覆蓋，并 與原基礎(chǔ)連接起來增設(shè)阻尼裝置：上部結(jié)構(gòu)與 橋臺之間，限制墩臺的晃動連續(xù)梁法10.2橋梁抗震加固方法承臺加厚、加寬61重慶交通大學基礎(chǔ)的抗震加固提高基礎(chǔ)抗彎能力：基礎(chǔ)頂部增加一層鋼筋砼覆蓋層，并與原基礎(chǔ)銷接基礎(chǔ)中后張預(yù)應(yīng)力鋼筋基礎(chǔ)底部增設(shè)鋼筋網(wǎng)提高基礎(chǔ)抗剪能力：10.2橋梁抗震加固方法基礎(chǔ)加厚、銷接承臺預(yù)加應(yīng)力、銷栓外加圍裙法加固橋臺基礎(chǔ)62重慶交通大學基礎(chǔ)的抗震加固提高基礎(chǔ)整體性、穩(wěn)定性：對柱墩、排架樁加斜撐橋臺后加擋土墻 增設(shè)橋孔、護壁輕型橋臺改建為重力式

U型橋臺10.2橋梁抗震加固方法63重慶交通大學大型立交工程抗震性能評估與加固10.2橋梁抗震加固方法64重慶交通大學大型立交工程抗震性能評估與加固10.2橋梁抗震加固方法評估與加固研究的主要任務(wù)評估依據(jù)工程概況評估分析方法大型立交橋動力模型問題初探與分析線性反應(yīng)譜分析與非線性時程分析橋墩延性能力與抗剪能力分析加固方案的試驗研究評估結(jié)論與建議評估?加固方案65重慶交通大學大型立交工程抗震性能評估與加固10.2橋梁抗震加固方法全橋有限元模型66重慶交通大學大型立交工程抗震性能評估與加固10.2橋梁抗震加固方法67重慶交通大學10.2橋梁抗震加固方法施工現(xiàn)況暨地震災(zāi)修成果報告68南投路段位置全長:35.32公里車道:6~8車道橋梁:41座(15.45公里)路工:19.87公里(填土1195萬方)休息站:1處收費站:1處交流道:4處(不含中興系統(tǒng)交流道)69九二一集集地震地質(zhì)示意圖701.南投休息站主線穿越橋A1~P1之間

地表錯開1m2.平林溪橋P10L/R以北向西錯移約2公尺

並隆起約1公尺3.投25二號橋A2橋臺背隆起約1公尺4.名間高架橋A1橋臺往西南側(cè)平移並隆起數(shù)十公分，但P1橋墩則幾乎沒移動車籠埔斷層露頭說明南投交流道南投休息休站民間交流道竹山交流道C334C336C337C339C341C342C335C335草屯交流道71地形空照暨斷層露頭示意圖72地震前七日澆置

結(jié)構(gòu)物資料蒐集結(jié)構(gòu)物目視調(diào)查及鑽心調(diào)查測量控制點

重新測放是否須拆除是否須

改變設(shè)計進行變更設(shè)計經(jīng)業(yè)主核定後施工將災(zāi)損結(jié)構(gòu)敲除

，挖除或拆除後原地重建是否損傷責成承商研

提修復(fù)方案依核定修復(fù)方案進行修復(fù)工作是否是否否是地震災(zāi)損評估流程清水溪河川橋碧山路高架橋投25一號橋投25二號橋南投休息站穿越橋平林溪河川橋P3L及P10R/L需拆除重做竹山高架橋FRP補強南投高架橋走位路堤裂縫箱涵翼牆錯裂

繼續(xù)正常施工是否須

改變設(shè)計進行變更設(shè)計經(jīng)業(yè)主核定後施工是平林溪河川橋變更為逐跨場撐工法否

73141cm238cm148cm52cmA2P3P5A2南投休息站穿越橋災(zāi)損74基樁鑽孔試驗位置圖施鑽日期:99年11月24日至00年2月2日鑽孔數(shù)28孔(含擋土牆一孔)抽鑽率約為8.4%75Ramp1匝道橋鑽孔柱狀圖76名間高架橋A1橋臺基樁鑽心試驗5152510200深度樁徑1.5mf地層錯動表土層砂巖泥質(zhì)砂巖夾礫石泥質(zhì)砂巖夾砂巖砂巖夾卵礫石77變更方案總平面圖維持景觀品質(zhì)維持農(nóng)水路平面線型儘量不予調(diào)整縱面線型儘量縮小調(diào)符主線橋變更為連續(xù)箱梁橋78預(yù)力工型梁橋災(zāi)損大梁掉落81支大梁傾倒109支大梁走位81支支承墊破壞107塊79預(yù)力工型梁橋修復(fù)80清水溪河川橋災(zāi)損箱梁尺寸45m16.1m3m支撐工作車主梁56.4m3.1m1.72m鼻梁19.08m81支撐先進工法災(zāi)損模式前方托架基礎(chǔ)挫曲推進臺車軌道扭曲尾端完成箱梁偏離線形盤式支承墊剪力破壞82北上線第一跨P34L~P35L鋼架下設(shè)臨時支撐節(jié)塊與鋼架間加臨時支撐已粘結(jié)之節(jié)塊以切割機切割節(jié)塊逐塊吊離打除卸下鋼架拆解南投高架橋災(zāi)損83南下線一~四跨P35R~P39R向右側(cè)偏移約15公分支承墊位移剪力榫套筒破壞墩頂塊輕微受損以頂升側(cè)推方式將上構(gòu)拉回定位將支承墊放回正確位置移除重做損壞之套筒注入環(huán)氧樹脂修補墩頂塊8485竹山高架橋P16R、P18R等5處結(jié)構(gòu)物於澆置後不及2個小時即逢地震經(jīng)鑑定有細微裂縫竹山高架橋災(zāi)損86FRP貼片87平林溪河川橋主要變更51525102003530深度黃棕色粉質(zhì)砂黃棕色卵礫石夾粉質(zhì)砂灰黑色泥質(zhì)砂巖灰黑色砂質(zhì)泥巖灰黑色泥質(zhì)砂巖灰黑色砂質(zhì)泥巖灰黑色砂巖與頁巖互層灰黑色砂質(zhì)泥巖樁徑1.5mf鑽心取樣51525102003530深度黃棕色粉質(zhì)砂黃棕色卵礫石夾粉質(zhì)砂5.A2橋臺向R側(cè)延伸6.PGL提高並微調(diào)平曲線7.增設(shè)擋土牆8.調(diào)整排水系統(tǒng)1.上構(gòu)工法變更2.P3L拆除重作3.P10R/L因傾斜，拆除重作4.增設(shè)止震塊88路填龜裂(石堤填築)20CM寬之路填裂縫(石堤填築段)89路填龜裂沿邊坡產(chǎn)生之裂縫應(yīng)由邊坡起開挖逾裂縫位置2m，深度至與裂縫相等處，並重新瀼壓90重慶交通大學91重慶交通大學10.3地震防落梁方法防落梁裝置應(yīng)滿足如下要求：有足夠的變形能力，不影響主梁的正常使用功能；不妨礙支座的移動或轉(zhuǎn)動等功能，便于支座的維護管理；有足夠的強度，能有效防止地震落梁。橋臺處拉桿式防落梁構(gòu)造92重慶交通大學10.3地震防落梁方法橋墩處拉桿式防落梁構(gòu)造橋臺處擋塊式防落梁構(gòu)造93重慶交通大學10.3地震防落梁方法橋臺前墻應(yīng)適當加強，并在梁與梁之間和梁與橋臺前墻之間加裝橡膠墊或其它彈性襯墊。其構(gòu)造示意如下圖

梁與梁之間的緩沖設(shè)施梁與橋臺之間的緩沖設(shè)施94重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法橋梁墩臺的抗震能力強弱與地基好壞直接有關(guān)，對于軟弱黏性土和可液化砂土地基，地震時往往會出現(xiàn)嚴重震害。因此，對液化土的鑒定（或者說對抗液化能力的分析）以判斷地基在地震中能否液化，對橋梁抗震具有重要意義橋梁地基的液化判別地質(zhì)年代為第四紀晚更新世（Q3）及其以前時，烈度為7、8度時可判為不液化。粉土的黏粒（粒徑小于0.005的顆粒）含量百分率，7度、8度和9度分別小于10%、13%和16%時，可判為不液化土。用于液化判別的黏粒含量系采用六偏磷酸鈉作分散劑測定，采用其他方法時應(yīng)

按有關(guān)規(guī)定換算。天然地基橋梁，當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，

可不考慮液化影響：

95重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法式中：—地下水位深度（m），按設(shè)計基準期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；—上覆蓋非液化土層厚度（m），計算時將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；—基礎(chǔ)埋置深度（m），不超過2m時，應(yīng)采用2m；—液化土特征深度（m），可按下表采用。

飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789液化土特征深度96重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法初步判別認為需進行進一步進行液化判別時，可采用標準貫入試驗判別地下15m深度范圍內(nèi)的液化；樁基或埋深大于5m的基礎(chǔ)，尚應(yīng)判別15至20米范圍內(nèi)土的液化。當飽和土標準貫入錘擊（未經(jīng)桿長修正）小于液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值時，應(yīng)判為液化土。當有成熟經(jīng)驗時，尚可采用其他判別方法。在地面下15m深度范圍內(nèi)，液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計算

在地面以下15到20米范圍內(nèi)，液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計算—液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；—飽和土標準貫入點深度（m）；—黏粒含量百分率（%），當小于3或為砂土時，應(yīng)采用3；—液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，應(yīng)按下表采用。97重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值區(qū)劃圖上的特征周期/s7度8度9度0.356（8）10（13）160.4、0.458（10）12（15）18注：①特征周期根據(jù)場地位置在《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）上查??；②括號內(nèi)數(shù)值用于設(shè)計基本地震動加速度為0.15g和0.3g的地區(qū)。對存在液化土層的地基，探明各液化土層的深度和厚度，按下式計算每個鉆孔的液化指數(shù)并按4.3綜合劃分地基的液化等級式中—液化指數(shù)，見下表—分別為i點標準貫入錘擊數(shù)的實測值和臨界值，當實測值大于臨界值時應(yīng)取臨界值的數(shù)值；

98重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法—在判別深度范內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點的總數(shù)；

—i點所代表的土層厚度（m），可采用與該標準貫入試驗點相鄰的上、下兩標準貫入試驗點深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；—i土層單位厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值（單位為m-1）。若判別深度為15m，當該層中點深度不大于5m時應(yīng)采用10，等于15m時應(yīng)采用零值，5至15m時應(yīng)按線性內(nèi)插法取值；若判別深度為20m，當該層中點深度不大于5m時應(yīng)采用10，等于20m時應(yīng)采用零值，5至20m時應(yīng)按線性內(nèi)插法取值。地基的液化等級

液化等級輕微中等嚴重判別深度為15m的液化指數(shù)判別深度20m的液化指數(shù)99重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法橋梁地基的抗液化的處理不同液化等級地基的抗液化措施，可根據(jù)橋梁重要性類別及液化等級按下表選擇?？挂夯胧蛄褐匾缘鼗夯燃夘悇e輕微中等嚴重A、B類部分消除液化沉陷，或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷C類基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，也可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理D類可不采取措施可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或其他經(jīng)濟措施100重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法

抗液化措施可根據(jù)橋梁的重要性及加固的費用情況，選擇全部消除地基液化沉降或部分消除地基液化沉降的措施。為減輕地基震動液化對橋梁的影響，對橋梁的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)也需要進行處理。地基內(nèi)有液化土層時，液化土層的承載力（包括樁側(cè)摩阻力）、土抗力（地基系數(shù)）、內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力等，可根據(jù)液化抵抗系數(shù)予以折減。—液化抵抗系數(shù)；

—分別為實際標準貫入錘擊數(shù)和標準貫入錘擊數(shù)臨界值。折減系數(shù)可按下表采用。101重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法土層液化影響折減系數(shù)102重慶交通大學10.4地震防地基土液化方法在計算液化土層以下地基承載力時，應(yīng)考慮其上土層的重力。

在基礎(chǔ)周圍增加封閉的地下連續(xù)護壁，是為了抵抗地基的剪切變形、隔斷間隙水壓上升，局部地防止基礎(chǔ)下面的地基液化。

固化法是將從承臺底面直到持力層的地基進行固化，以防