桥梁抗震设计与加固PDF电子书下载

第一章桥梁抗震设计原理 1

1.1 引言 1

目 录 1

1.2近来地震中的桥梁破坏 2

1.2.1 地震位移 3

1.2.2桥台沉陷 7

1.2.3墩柱破坏 8

1.2.4盖梁破坏 14

1.2.5节点破坏 16

1.2.6基脚破坏 19

1.2.7桥梁钢构件破坏 19

1.3.1极限强度设计和弹性设计的对比 20

1.3设计原理 20

1.3.2延性与耗能 21

1.3.3能力设计原理 23

1.3.4强度定义 26

1.3.5结构可靠性理论在抗震设计中的应用 27

1.3.6设计和反应极限状态 28

1.4加固原理 30

1.4.1 加固的优先权 30

1.4.2已建结构的评估 31

1.4.3加固概念 32

1.5.2概念设计 37

1.5.3建模与分析 37

1.5设计过程 37

1.5.1选择设计地震 37

1.5.4设计及细节 38

1.5.5设计验算（再分析） 38

1.5.6 隔震 38

1.5.7 已建桥梁的评估与加固 39

第二章地震活动性与场地土效应 40

2.1 引言 40

2.2地面运动特征 41

2.2.1 震源机理及衰减规律 41

2.2.2地震波传播效应 41

2.2.3重现期和危险性评价 44

2.2.4加速度记录 45

2.2.7地震动分量及最大值 47

2.2.5震级与烈度 47

2.2.6方向效应 47

2.2.8持时效应 48

2.2.9能量效应 49

2.2.10地形放大效应 49

2.3 土的性质与土层反应 50

2.3.1 土工技术调查和土性预测 50

2.3.2基岩加速度的土性修正 52

2.3.3断层错位 55

2.3.4滑坡 55

2.3.5液化 60

2.4设计地面运动 63

2.4.1弹性反应谱 63

2.4.2非弹性反应谱 67

2.4.3危险性－重要性－重现期之间的关系 68

2.4.4设计反应谱 70

2.4.5人造地面运动的合成 73

2.5非一致输入效应 74

2.5.1桩的一致和非一致输入 74

2.5.2线性多模态方法 74

2.5.3非线性方法 75

2.5.4初步设计方法 75

2.5.5非一致地面运动时程的生成 77

第三章概念设计 80

3.1 引言 80

3.2 限制条件 80

3.2.1 功能因素 80

3.2.2地质条件的制约 83

3.2.3上部结构的种类 85

3.3抗震设计方案比选 89

3.3.1 上部结构与桥墩的连接 89

3.3.2上部结构与桥台的连接 93

3.3.3排架的形式 96

3.3.4柱式墩截面比较方案 98

3.3.5排架与基础的连接 100

3.3.6基础系统 101

3.4跨越深谷的考虑 103

3.5长跨桥的考虑 105

第四章模型建立与分析 106

4.1 概述：桥梁抗震评估及设计手段 106

4.2 桥梁模型建立和分析目的 107

4.3.1 桥梁动力性能：运动方程 109

4.3桥梁抗震性能原理：结构动力学 109

4.3.2桥梁动力反应特性 121

4.3.3桥梁弹性地震反应：最大反应值 124

4.4桥梁结构模型 128

4.4.1 模型建立一般问题 128

4.4.2桥梁构件的模型 133

4.4.3结构置换模型 153

4.5分析方法 154

4.5.1分析手段类型 155

4.5.2静力或准静力分析手段 156

4.5.3反应谱分析 165

4.5.4时程分析 165

4.6桥梁反应分析实例：高架桥反应分析 169

5.2抗震设计材料性能 181

5.2.1无约束混凝土 181

第五章设计 181

5.1 引言 181

5.2.2约束混凝土 182

5.2.3 普通钢筋 186

5.2.4 结构钢筋 188

5.2.5预应力钢筋 189

5.2.6高级复合材料 190

5.3能力设计过程 191

5.3.1 塑性铰的弯曲强度要求 191

5.3.2弯曲延性和塑性转动 208

5.3.3 承载能力保护状态所需强度 217

5.3.4能力保护状态的设计强度 220

5.4.1 梁柱结点中的剪力 235

5.4梁柱结点设计 235

5.4.2名义剪应力 239

5.4.3结点中的主应力水平 239

5.4.4开裂结点中的传力机理 243

5.5锚固、应力发展及搭接 262

5.5.1 引言 262

5.5.2 规范中的锚固长度公式 264

5.5.3约束状态中的锚固 266

5.5.4钢筋的连接 268

5.6.1 引言 271

5.6.2抗弯设计 271

5.6基础和承台 271

5.5.5弯曲粘结 271

5.6.3抗剪设计 276

5.6.4柱－基础结点设计 277

5.6.5桩的设计 281

5.7上部结构纵向设计 281

5.8 伸缩缝 282

5.8.1 支承面 283

5.8.2剪力键 284

5.8.3限位器设计 288

5.9 P-△效应 289

5.10设计示例 292

5.10.1 例5.1：连续弯箱梁结构的悬臂柱 292

5.10.2例5.2：基于位移考虑的双柱排架设计 300

6.1.2周期变换 310

6.1.1 隔震与能量耗散的概念 310

第六章桥梁减隔震设计 310

6.1 概述 310

6.1.3 阻尼 311

6.1.4地震工程 313

6.1.5 竖向反应 313

6.1.6设计基本原理和结构形式 313

6.1.7位移问题 314

6.1.8 以往的应用与以往地震中的效果 314

6.1.9对隔震器在桥梁上应用的看法 315

6.2隔震器和耗能装置 315

6.2.1 最常用装置的主要特征 315

6.2.2减隔震装置的性能要求及测试 327

6.3.1模型的建立 330

6.3建模、分析与设计 330

6.3.2分析 331

6.3.3设计原则 339

6.3.4能力设计原理和防护因素 340

6.3.5设计方法 342

6.4基础的摇摆 350

6.4.1介绍 350

6.4.2桥梁的摇摆反应 351

6.4.3反应谱设计法 355

6.4.4时程分析 358

6.5 主动控制 359

7.1.1优先级分解方法 362

第七章现有桥梁的抗震评价 362

7.1 引言：抗震评价方法 362

7.2评价的极限状态 363

7.2.1 正常使用极限状态 364

7.2.2损伤控制极限状态 364

7.2.3最终极限状态 364

7.3评价分析方法 364

7.3.1 能力／需求比分析 365

7.3.2塑性倒塌机理（推倒）分析 366

7.3.3非线性时程反应分析 368

7.4.1材料强度 370

7.4.2相对能力的考虑 370

7.4构件强度和变形特征的评价 370

7.4.3弹性刚度 371

7.4.4弯曲强度 371

7.4.5墩柱中纵筋搭接截面的弯曲强度 372

7.4.6塑性铰的变形能力 373

7.4.7 盖梁的弯曲强度和延性 376

7.4.8抗剪强度 379

7.4.9节点的强度和变形特征 379

7.4.10基脚强度的变形特征 385

7.4.11 上部结构的强度和延性特征 391

7.4.12桥台评价 391

7.5其他细节 391

7.5.2宽桥的结构效应 392

7.5.3支座 392

7.5.1剪力键 392

7.5.4限位器和伸缩缝 393

7.5.5钢上部结构评价 394

第八章加固设计 396

8.1 引言：加固设计的原则 396

8.2混凝土柱的加固 397

8.2.1柱加固技术 397

8.2.2柱加固设计标准 399

8.3盖梁的加固 423

8.3.1减小盖梁中的地震作用力 423

8.3.2提高盖梁强度 424

8.4.3结点预加应力 428

8.4.2修复的可行性处理 428

8.4.1减小结点力 428

8.4盖梁－柱结点区的加固 428

8.4.4外套层加固 429

8.4.5更换结点 430

8.5上部结构加固 432

8.5.1伸缩缝的加固 433

8.5.2上部结构的抗弯能力 437

8.6基础加固 439

8.6.1提高稳定性 440

8.6.2提高抗弯能力 440

8.6.3提高抗剪强度 440

8.6.4提高基础结点区的抗剪强度 442

8.7 桥梁加固中的隔震措施 444

参考文献 445