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第1章 公路桥梁抗震加固1

1.1概述1

1.2背景2

1.3抗震理念3

1.4抗震性能准则5

性能水平5

地震地面运动水平5

桥梁重要性6

预期服役年限7

性能水平的选择7

两个地震动水平的加固流程8

免于加固的桥梁9

1.5地震危险性水平9

地面运动表示方法9

地质因素9

设计反应谱的确定11

确定地震危险性水平12

1.6基于性能的抗震加固类别12

1.7地震动水平Ⅰ下桥梁的加固过程13

地震动水平Ⅰ下抗震加固的筛选和优先原则14

地震动水平Ⅰ下的桥梁抗震评估15

地震动水平Ⅰ下的桥梁加固15

1.8地震动水平Ⅱ下桥梁的加固过程15

1.9地震动水平Ⅱ下的最低要求17

1.10在地震动水平Ⅱ下的桥梁筛选和加固优先顺序18

概述18

需要考虑的因素19

地震易损性分级方法19

指数法21

预期损伤方法22

1.11针对地震动水平Ⅱ的评估方法23

1.12针对地震动水平Ⅱ的加固策略25

概述25

选择加固策略26

抗震加固的方法29

1.13针对地震动水平Ⅱ的抗震加固措施31

概述31

抗震加固列表31

第2章 地震危险性分析35

2.1概述35

2.2确定水平地震动特征的基本方法37

2.3确定谱加速度Ss和S138

USGS（美国地质调查局）基于概率统计的地震动区划图38

USGS（美国地质调查局）CD-ROM中基于概率统计的地震动数据文件42

2.4场地类别和场地系数47

场地类别和场地系数说明47

F类场地的注意事项48

场地类别沿桥长变化的影响51

运动深度对场地类别划分和场地系数的影响51

2.5使用美国地震动区划图和场地系数来生成水平地面运动的反应谱52

采用两点法生成反应谱52

多点法生成反应谱53

不同阻尼比下的弹性谱需求的修正54

用于地基失效评估的地面峰值加速度54

2.6通过场地地震安全评价得到水平地震动反应谱54

2.7构造竖向地震动反应谱56

2.8构造加速度时程57

时程的一般要求57

选用和构造时程波的方法58

与设计反应谱匹配的时程要求59

时程的数量59

2.9地震动的空间变化效应60

第3章 地质灾害61

3.1概述61

3.2场地土液化61

液化危险性描述61

液化危险性的初步评估62

用于液化分析的地震地面运动64

详细液化评估方法概述64

3.3场地沉降65

沉降危险性概述65

沉降危险性的初步筛选65

详细估算沉降量方法概述66

3.4地表断层66

地表断层危险性描述66

地表断层破裂危险性的初步筛选66

详细评价地表断层方法的概要66

3.5洪灾67

洪灾危险性概述67

洪灾危险性的初步筛选67

洪灾危险性评估方法简述67

第4章 用于筛选和优先排序的地震分级法68

4.1概述68

4.2基于优先指数的地震分级方法68

桥梁等级的计算68

基于多种参数计算优先指数76

4.3基于预期损伤的地震分级法76

背景76

数据库需求80

参考桥梁的脆弱性曲线80

考虑斜角和空间效应缩放参考桥梁的脆弱性曲线83

经济损失84

基于预期损伤计算桥梁等级85

基于预期损伤计算优先指数85

第5章 既有桥梁的评估方法89

5.1概述89

评估方法综述89

需求分析89

5.2方法A：只检查连接单元细部和支承宽度91

方法A191

方法A292

5.3方法B：构件承载力检查92

方法B的评估过程92

方法B的适用条件93

5.4方法.C：构件能力／需求法94

概述94

弹性分析方法的选择95

方法C的步骤97

方法C的适用条件97

实例98

5.5方法D1：能力谱法98

引言98

桥梁承载力98

地震需求101

能力／需求谱102

方法D1的步骤103

方法D1的适用条件105

5.6方法D2：结构的能力／需求（pushover）法105

引言105

位移能力评估105

需求106

方法D2的步骤106

方法D2的适用条件107

5.7方法E：非线性动力方法107

引言107

方法E的过程107

方法E的适用条件107

第6章 地基与基础的建模和能力评估108

6.1概述108

6.2基础模型108

土—基础—结构相互作用108

基础构件的刚度和承载力110

6.3针对基础的地面位移需求131

位移需求的来源131

第7章 结构建模和能力评估1

7.1总则135

7.2侧向力的荷载传递路径135

7.3桥梁结构建模的建议137

质量的分布137

刚度和强度的分布138

跨内铰139

阻尼139

场地永久位移140

7.4地震效应组合140

单向地震作用140

两个或三个正交方向的地震作用140

适用于双向设计的响应组合方法141

竖向加速度效应141

7.5构件强度142

7.6能力法确定桥墩构件作用143

独柱式桥墩143

多柱式桥墩143

7.7桥梁构件的强度承载能力144

钢筋混凝土墩柱和梁的抗弯强度144

钢筋混凝土墩柱和梁的剪切强度147

梁一柱节点的剪切强度149

7.8桥梁构件的变形能力149

悬臂梁塑性曲率和铰的转角150

基于变形极限状态的特征151

梁、柱中性轴高度155

第8章 上部结构、支座以及支座垫石的加固方法156

8.1概述156

8.2桥面系与梁156

横向荷载路径的加强156

提供纵向连续160

减小恒荷载161

加固连续的上部结构161

8.3支座、锚定板和支座支承面162

加固现有支座162

支座的更换166

加强上部结构与下部结构的连接169

8.4伸缩缝加固171

拓宽支座支承面171

限位器172

耗能装置196

传震装置197

第9章 下部结构加固方法199

9.1概述199

9.2桥墩（柱）的加固方法199

钢筋混凝土墩（柱）200

钢墩、钢框架和受压构件226

混凝土墙式墩227

9.3盖梁及墩-盖梁节点的加固229

盖梁的置换230

盖梁的加固230

降低盖梁内力的措施232

墩-梁节点补强233

上部结构235

第10章 桥台、承台和地基的加固技术237

10.1概述237

10.2桥台加固方法237

桥头搭板238

锚定板238

肋式桥台241

桥台横向剪力键242

桥台的横向锚碇242

土层锚杆和重力式锚杆246

10.3基础的加固247

基础的置换247

承台的加固247

承台的加固设计249

限制传递到承台的力255

10.4桩与桩-承台节点的加固256

辅助桩的类型256

桩的下拉锚256

第11章 危险场地桥梁加固措施258

11.1概述258

11.2横跨或靠近活动断层的桥梁258

11.3位于或靠近不稳定边坡的桥梁258

11.4位于可液化土层上的桥梁259

桩基础的加固方法260

通过土壤改良进行场地修复265

上部结构改进267

附录A 特定场地地质勘察及场地动力反应分析指南269

A.1特定场地地质勘察269

A.2场地动力反应分析269

建立土层模型269

选择输入基岩运动269

场地反应分析和结果说明270

附录B 地质灾害危险性评估271

B.1概述271

B.2土体液化危险性评估271

用于液化危险性评估的现场勘察271

液化势的评估273

液化危险性评估276

B.3土体沉降的危险性评估280

B.4断层地表断裂危险性评估282

断层位置282

断层的活动性283

断层断裂的特征284

B.5洪灾危险性评估285

附录C 易损性曲线理论286

附录D 桥梁构件的能力／需求比288

D.1概述288

D.2支座或限位器作用力的最低需求288

D.3最小支承长度289

D.4伸缩缝和支座的能力／需求比290

概述290

位移能力／需求比291

作用力的能力／需求比291

D.5钢筋混凝土墩柱、墙和基础的能力／需求比291

纵筋的锚固294

纵筋的搭接297

墩柱的剪切299

横向约束钢筋（箍筋）303

基础转动和屈服304

D.6桥台的能力／需求比306

D.7由液化引起的地基失效的能力／需求比306

D.8小结307

附录E 工程实例5.1：一座四跨钢筋混凝土箱梁桥构件的能力／需求计算309

E.1简介309

E.2桥梁工程概况309

E.3地震分级310

易损性级别V311

地震危险性级别，E312

桥梁等级R312

优先指数312

E.4细部构造评估312

能力／需求比—已建桥梁313

加固措施的鉴定和评估326

附录F 工程实例5.2：一座多跨简支钢桥的构件能力与需求比的评估328

F.1简介328

F.2桥梁实例的工程概况328

F.3桥梁评估328

抗震加固类别328

能力／需求比计算的构件330

分析过程330

对工况2使用均匀荷载法330

F.4工况1的支座能力／需求比331

位移能力／需求比（工况1）331

作用力的能力／需求比（工况1）331

F.5工况1的液化势332

F.6工况2的支座能力／需求比332

位移能力／需求比（工况2）332

力的能力／需求比（工况2）332

F.7工况2时2号墩的能力／需求比333

F.8工况2的液化势334

术语表335