基于实际记录检验的近断层区结构抗震设计谱研究

由于长周期大幅值脉冲型运动效应、方向性效应等显著特征,近断层地震动和远场地震存在明显差别,近场区的设计地震动需专门研究.文中建立了包含世界范围内23次主要地震事件中338条水平向记录的近场地震动数据库,对中、美相关的代表性抗震规范的设计反应谱进行了场地分组下的实际地震动检验,表明现行各规范与近场需求存在较大差别,难以直接适用于近断层区的结构抗震设计.通过引入考虑近场地震动效应的近断层系数、衰减指数,分别对设计谱平台高度和中、长周期段衰减速率进行修正,并通过对特征周期的取值进行调整,给出了适用于近断层地区结构水平向抗震设计谱的建议.对比检验表明,所建议的设计谱和实际近断层记录分组均值谱吻合较好,并与代表性的跨越断层区典型高速公路桥梁桥址抗震设计谱相一致,可适用于近断层区域工程结构的抗震设计.     

铁路大跨长联连续梁桥地震反应特征分析

为研究铁路大跨长联连续梁桥的地震反应特性,选取一座布置跨径为(50+8×100+50) m的铁路连续梁桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立动力分析模型,开展罕遇地震下的非线性时程分析,以墩底内力、墩梁相对位移和墩顶位移作为分析指标,揭示该类桥梁的地震反应特征.研究结果表明传统抗震体系铁路大跨长联连续梁桥地震反应有以下特征:固定与活动墩间的地震力分配较为极端;上部结构质量大造成固定墩纵向弯曲振动显著,使活动墩墩梁之间存在着较大的相对位移,与全桥采用减隔震支座时墩梁相对位移相当;大跨长联对应长周期及重力式桥墩刚度大周期小的耦合作用决定了铁路大跨长联连续梁桥独有的地震反应特征.建议铁路大跨长联连续梁桥在减隔震设计中充分考虑位移型阻尼器的使用.     

连续刚架桥抗震延性分析

通过对三跨连续铁路刚架桥非线性地震反应分析，阐述了刚架桥在强震作用下的破坏机理及其抗震延性特征；并结合国内外钢筋混凝土结构延性理论与试验研究成果，为满足连续刚架桥抗震延性要求提出了立柱横向约束钢筋的配置方法。     

汶川地震中小跨径桥梁抗震设防评价

根据汶川地震既有桥梁的抗震设计和震后表现,采用统计分析方法,评价了震区中、小跨径桥梁的实际抗震设防情况。结果表明,桥梁震害与建设年代相关,越早修建的桥梁,震害越重,93%按规范设计的桥梁抗震性能良好,抗震性能表现与桥梁规模密切相关;但桥梁破坏率低并不代表其抗震设计是完全适宜的,梁式桥数量多、中(小)桥数量多是震区桥梁总体抗震表现良好的主要原因之一。     

汶川地震及中国公路桥梁抗震设计规范的变迁

根据汶川地震的震源机理和桥梁震害的特点,在断裂带南段,桥梁结构以强度失效型破坏为主;而在北段以位移型破坏为主.对由汶川地震推动刊布实施的公路桥梁抗震设计细则和中国前两代公路桥梁抗震设计规范的内容进行了对比分析,并回顾了中国三代公路桥梁抗震设计规范的变迁.提出了新桥梁抗震细则在抗震设计理念、设计方法及抗震措施方面的新特点.     

公路桥梁抗震防灾安全性评估分析

针对公路桥梁抗震防灾安全性评估专家系统研究的课题,进行了桥梁地震的变形和强度易损性评估的具体分析与研究。并结合抗震规范的超越概率评价了地震的危害性损害,以利于提高桥梁防震减灾的安全度水平。     

反应谱法在变截面连续箱梁桥抗震计算中的应用

以现阶段桥梁抗震规范为基础,对甘肃省某公路桥进行抗震计算,运用反应谱法对变截面连续梁桥进行抗震计算,通过计算软件Midas Civil软件,分别进行顺桥向E1、E2地震作用下桥梁地震反应分析及抗震验算,结果表明,该桥在E1、E2地震作用下顺桥向均能满足抗震规范要求,该桥计算结果可为其他公路桥梁抗震计算提供参考。     

近场多脉冲地震作用下高墩桥梁地震响应分析

为了研究近断层地震的多脉冲效应对不规则高墩大跨桥梁非线性地震响应的影响,首先,采用眼观识别的方法选取了典型的多脉冲、单脉冲和非脉冲3组地震动;然后,采用小波变换识别方法和能量识别方法对其脉冲性进行识别,研究了脉冲地震动识别方法对多脉冲地震动的适用性;最后,以某大跨度高墩桥梁为例,基于OpenSees建立了其非线性有限元模型,对其进行了非线性地震响应分析,对比研究了近断层多脉冲地震动及单脉冲地震动对不规则高墩桥梁非线性地震响应的影响. 研究结果表明:现有的近断层脉冲识别方法只适用于速度时程中只含有一个主脉冲的地震动,对于多脉冲地震动,其失效的可能性非常大;近断层脉冲地震动对不规则高墩桥梁具有更强的破坏性,特别是在多脉冲地震作用下,1号、2号两个高墩的墩顶位移需求分别增加了118.9%和109.6%,墩底弯矩和墩底曲率也有明显的增大;近场多脉冲地震作用下主梁的碰撞次数增大了3～5倍,碰撞力也会增大2～3倍,主梁更容易发生严重的碰撞破坏,在抗震设计时应采取适当防撞措施.      

地锚式大跨径预应力混凝土斜拉桥的抗震设计

目前对大跨桥梁,尤其是缆索类大跨结构,如斜拉桥、吊桥等的抗震设计尚无成熟的规范。针对主跨４１４ｍ的郧驻汉阳公路大桥的设计,介绍了地锚式大跨径ＰＣ斜拉桥抗震设计中跨中接头设计、主塔处主梁横向限位支座的减振设计、合理的预应力体系及普通筋配置、局部设计等措施,说明其抗震设计机理。     

基于抗震规范的新建桥梁抗震优化设计研究

通过总结汶川地震震害教训,分析原抗震规范存在的缺陷,并采用新规范的抗震理念,以汶川地震区某桥梁为例进行抗震设计。重点研究避免落梁、支座脱空、梁体碰撞、墩柱剪切破坏等桥梁震害方面采取的具体措施,确保地震发生后交通生命线不致中断,为类似工程提供一定参考。     

桥梁横向地震碰撞响应研究进展

在强震作用下,桥梁上、下部结构由于动力特性的不同而发生不同相振动,从而引起梁体与挡块间的非线性碰撞。汶川大地震中,大量公路桥梁遭到严重破坏,横向抗震挡块破坏尤其严重,其中部分是由于横向碰撞而引起。针对这种碰撞现象,对正交简支梁桥、连续梁桥、斜交桥及高速铁路桥梁的横向碰撞反应进行了回顾和总结,并介绍了横桥向防撞措施及震后加固技术的研究现状,同时指出目前我国在这方面亟需解决的问题和进一步研究的方向。     

地震空间变化性对高墩铁路桥碰撞响应的影响

为了研究不同地震动参数对高墩铁路桥碰撞的影响,以一座典型高墩铁路桥为例,基于OpenSees平台采用弹塑性动力时程分析方法对其在一致激励及多点激励下的碰撞响应进行了理论分析.首先,采用Hertz-damp模型充分考虑了结构在碰撞过程中的能量耗散和刚度变化;其次,依据中国桥梁抗震规范并基于"谱兼容"的方法选取了符合不同场地条件的天然地震记录;最后,在此基础上完成了考虑行波效应和场地效应的高墩桥碰撞响应对比分析.研究结果表明:地震动的空间变化性不但会对桥梁结构的内力产生显著影响,还会增大结构的振幅或加剧相邻结构之间的不同步振动,从而显著增大碰撞发生的概率和碰撞力的大小,在桥梁的抗震设计中应考虑其对桥梁结构碰撞产生的影响,否则会错误的估计结构的响应;行波效应会改变地震动的相位角,对梁-梁处的碰撞影响更为显著,特别是视波速较小时,而场地效应会增大地震动的幅值,对梁-桥台处的碰撞影响更为显著,在进行防撞减撞设计时不但要考虑地震动的空间效应,还应充分考虑导致结构不同部位发生碰撞的主要因素,以便采取合适的减撞措施和设计方法.      

高烈度地震山区铁路减灾选线技术

为从源头上减轻高烈度地震山区的铁路灾害,针对选线设计中廊道方案选择和空间定线,从风险调控的理念,研究了减灾选线技术.采用断裂构造地貌理论,对活动断裂塑造的地貌格局和强震灾害效应进行了综合分析,得出了廊道方案选择原则.根据波动理论,对芦山、汶川地震等表现出的地震波传播的地形效应进行分析,提出了空间定线要点.研究结果表明:逆断层下盘挠曲盆地、正断层上盘断陷盆地、走滑断层断陷盆地和拉分盆地,均是铁路廊道方案可利用的地貌单元.确定大段落线路高程时,可不考虑高程放大效应;峡谷地形线路应避免布置在地震波入射方向一侧;近场区线路应选择在地震波传播的迎坡向,远场区在背坡向;应尽量避免设置小半径曲线,凸曲线应避免设置深路堑或高大支挡工程.      

近断层地震脉冲效应对大跨度桥梁地震响应的影响

历次震害表明,近断层地震的脉冲效应（滑冲fling step和前导方向性forward rupturedirectivity）使得大量土木工程结构产生灾难性的破坏。大跨度桥梁的动力特性决定了这两种不同的脉冲效应都将对其地震响应产生影响。通过选取具有典型脉冲效应的近断层地震记录,检查了三座不同类型的大跨度桥梁的地震响应,并探讨了脉冲效应的影响。结果表明：滑冲效应在长周期的大跨度桥梁关键部位产生数倍于一般地震的位移和内力响应,而加速度脉冲效应可能对位移响应并无太大影响,却对其内力响应具有与滑冲效应同等程度的影响;对于周期较短的拱桥结构,虽然滑冲效应对其部分长振动周期结构的位移响应具有较大的影响,但加速度脉冲对结构内力的影响更为显著。     

青藏高原东缘进藏高等级道路面临的挑战

随着国家"十二五"西部深度开发战略的实施,从青藏高原东缘进藏的高等级道路建设已开始分步启动,有关全线控制性问题与相应关键技术的研究急待开展.介绍了青藏高原东缘进藏交通廊道的概况,在此基础上提出了横跨南北平行岭谷地形的选线设计、海洋性山谷冰川的长程威胁、过断层蠕滑变形带的线路工程设计等我国高等级道路兴建遇到的新问题.最后,以鲜水河方案为例,提出了个体工程布置采用简易工程减少工程损失,方案比选采用期望年换算工程运营费的地震风险调控程式;针对深切峡谷沿河线沟谷灾害链风险,建议采用沿河线走高位的风险绕避策略,从而建立了基于选线设计宏观决策层面的特大灾害风险调控策略框架,可供东缘进藏髙等级道路建设以及康定至林芝段的方案论证参考.      

Monitoring Crustal Deformations with Radar Interferometry： A Review

The crustal movements, probably motivating earthquakes, are considered as one of the main geodynamic sources. The quantitative measurements of ground surface deformations are vital for studying mechanisms of the buried faults or even estimating earthquake potential. A new space-geodetic technology, synthetic aperture radar interferometry (InSAR), can be applied to detect such large-area deformations, and has demonstrated some prominent advantages. This paper reviews the capacity and limitations of InSAR, and summarises the existing applications including some of our results in studying the earthquake-related crustal motions.Finally it gives the outlook for the future development of InSAR.