2011年日本大地震桥梁因地震而受损.docx

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1、Otsuchi TiTohoku ExpressCiRJkuzen-Takxla AreaRikuzen-T;KcscibnutiuMinami-：TownTaro TownMIYAKO CThShizu BndgcUtasu BndgcMlaami-Saarflcu AreaOritatc bridgeYokotsu BridgeMhako-Kamiiihi AreaYanoura BridgeOtwchi BridgeNam uta BridgeKorai BridgeMiyako BridgeNanakiri OvcrpathKcscn BridgeAncha End职Shiosai B

2、ridgeKawahara-gawa BridgeFumkawa BridgeNumata OverpassUtsumi BridgeShin-Kitikimi BridgeFig. 1 Bridges in the north Miyagi-kcn and the south Iwale-kcnI Q Idiinomaki AreaJyogawa BridgeHiyori Bridge2011年日本大地震桥梁因地震而受损摘要：本文介绍了 2011年日本大东亚地震期间桥梁的损坏情况地震自从宫城县北部和岩手县南部的桥梁受损以来1978年宫城ken oki地震中的大范围破坏，2011年的桥梁损坏对

3、东日本大地震进行了评估，并与1978年的破坏情况进行了比较宫城县ken oki地震使近期抗震设计的进展效果得以改善评价的。海啸对太平洋沿岸的桥梁造成了广泛的破坏。在实地调杳的基础上，介绍了海啸造成的损害的典型特征还有视频。关键词：日本大地震；震害；桥梁运动、海啸、抗震设计规范摘要2011年3月11日,日本东部大地震（Mw9.0）发生在当地时间14时46分（当地时间）太平洋中的本海槽。断裂带南北向延伸450公里，南北向延伸200公里分别是东西方向。日本东部广大地区发生了大规模的破坏。如后所示，自1990年以来，桥梁抗震设计规范得到了广泛的加强。在一群2011年东日本大地震中受损的桥梁数量北宫城县

4、和南岩手县在1978年的宫城县冲绳事件中遭受了广泛的破坏地震（例如，1978年的国际能源研究所）。因此，东口本大地震是一场宝贵的灾难通过比较评估抗震设计规范最新进展有效性的机会两次地震造成的损失。桥梁损坏分为两类：根据1990年前设计规范和1990年后设计规范设计。影响还介绍了抗震改造。这是近年来首次因海啸对桥梁造成大范围损坏。没有单身2002年之前发布的设计规范中包含了关于海啸的信息。当然，广泛的在过去，海啸造成了破坏，但这被认为是不可避免的自然灾害二战前。第二次世界大战后，发生了海啸地震，但范围很广运输设施没有受到损坏。本文介绍了地震引起的桥梁损伤和海啸引起的桥梁损伤在这一时期，重点是宫城

5、县北部和岩手县南部的公路桥梁（见图1） 2011年东日本大地震。Ktscn AreaNijyu-ichi-hama BridgeSodcogawa BndgeKoizumi Bndgc日本桥梁抗震设计简史为了评估桥梁的损坏情况，重要的是要注意施工时使用了哪些设计规范受损的桥梁。19世纪末以来日本桥梁抗震设计史本世纪可分为以下四个阶段。第一阶段:第一阶段相当于明治革命和第二次世界大战结束之间的日子（1886-1945）期间未考虑或未充分考虑抗震设计。是因为1923年关东大地震时，日本人第一次意识到技术是从日本进口的欧洲国家和美国不足以减轻因地震造成的建筑物损坏地震显然，从欧洲国家和美国进口的技术

6、没有考虑地震效应。关东大地震是人类文明的起点日本开发自己的抗震设计实践。在第一阶段，损害总是由基础沉降、倾覆和过度漂移。损害与成本对策节省使用昂贵的钢筋导致了建造大型刚性钢筋的实践基础和桥墩，这一概念成为日本桥梁抗震设计的主流。第二阶段:第二阶段相当于20世纪60年代。由于地震，桥梁发生了广泛的损坏1964年新泻地震期间的液化。“液化” 一词出现在新泻地震导致液化机制的广泛研究。原著“防脱装置”的概念是由口本现场工程师提出的。他们提议如果相邻的甲板通过电缆连接在一起，或者如果甲板与下部结构相连，那么桥梁倒塌是可以防止的。这一概念被纳入了 1971年的设计指南中桥梁抗震设计规范（JRA 1971

7、）在世界上首创。现在它不仅在日本被广泛采用但在世界范围内也是如此。目前，日本基本上没有没有不配备桥梁的桥梁卸下防护装置。目前正在实施各种防脱座装置。第三阶段：在第一阶段和第二阶段之后，地基和桥墩得到了加固，土壤液化的影响得到了改善包括在抗震设计中，并实施了防脱座装置。因此，虽然现有的损害有所减轻，但损害却朝着意想不到的方向扩展。日子从1978年到1995年，我们对钢筋混凝土桥墩和钢支座造成了严重损坏相当于第三阶段。在1978年宫城县大地震（MJMA7.4）期间，大量损坏集中在桥墩上尽管由于过度位移和液化导致基础损坏，但轴承仍然存在缓解了。1982年的浦川-奥基地震中，日本静奈大桥发生了广泛的剪

8、切破坏未充分开发的主筋切断。显然，损害己从过去转移薄弱环节到新的薄弱环节。尽管混凝土的容许抗剪强度被高估并且在截止点处纵向钢筋的发展不足，对在第一阶段和第二阶段，混凝土抗剪强度和截水不足并未导致桥墩发生剪切破坏II因为混凝土截面足够大。然而，随着城市人口的增加桥梁下的空间限制限制了高架桥中桥墩的尺寸。同样的限制也被取消了施加在河桥上，使水流更顺畅。因此，立柱和桥墩的截面必须减少其大小使其成为柔性桥墩。在这种情况下，混凝土的高估剪切能力和截止处的开发不足是导致剪切的主要原因立柱和桥墩的破坏。仅容纳上部结构之间有限相对位移的钢支座下部结构遭受了广泛的破坏。承载能力差的侧块总是被剪掉，以及在过去的地

9、震中，锚栓从混凝土基座上拔出。因为只有弹性静力分析基于0.15-0.3g的弹性静态地震力，钢支座的地震力需求这是不够的。有一种观点认为，薄弱的钢支座是否是限制过度使用的导火索惯性力从上部结构转移到下部结构，导致下部结构倒塌可以预防。然而，薄弱钢轴承的损坏通常会导致轴承过度漂移导致下部结构损坏的上部结构，以及需要长期维修的钢支座一次大规模的破坏发生在一个广阔的地区。1978年，人们首次注意到桥墩和支座从基础上的损坏转移宫城县ken oki地震，1995年神户地震期间广泛发生。第四阶段:考虑实际设计地震动和延性能力的重要性自1978年宫城县ken oki事件以来,人们就认识到防止桥墩和立柱发生剪切

10、破坏地震第一个抗震设计规范，其中包括延性能力的设计要求1990年作为第五部分公路桥梁抗震设计规范（JRA 1990）发布。纳入了非弹性静力分析以及图2所示的I型地震动在1990年的规范中，I型地震动代表由地震引起的地震动8级俯冲地震。在设计中，确定的地面运动可能1923年关东大地震期间在东京开发的地震被用作I型地面运动。以及1995年指南规范（JRA）中包含的II型地面运动1995年）和1996年规范（JRA 1996）,介绍了真实的高强度地面运动和非弹性静力分析极大地提高了设计在美国的抗震性能符合1990年后的法规。1995年神户地震后的几天与第四阶段。在准备基础设施的同时，正在进行各种隔震

11、研究1990年设计规范（TRCNLD 1988, PWRI1992）0第座使用铅的隔震桥梁橡胶支座（宫川大桥，静冈县）和高阻尼橡胶支座（Yamaage该桥（Tochigi ken）分别于1991年和1992年建成。弹性体的实现轴承、LRB和HDB于20世纪90年代初启动（Unjoh等人，2010年）。那些方位是不仅适用于隔震桥梁，也适用于多跨连续桥梁惯性力在每个子结构上的分布。弹性支座的实施，LRB和HDR广泛减轻了2011年大东城地震期间钢支座造成的损害日本地震。此外，还对多跨连续梁桥的惯性力进行了新的评估分析纳入1990年法典。在1990年规范之前，侧向力仅通过通过忽略整个系统响应，乘以反

12、作用力和地震系数。在里面1996年第五部分抗震设计ORA 1996）, II型地震动，代表典型的M7事件引起的近场地面运动（1995年期间产生的地面运动）地震），对残余位移的评估（川岛、MacRae、Hoshikuma Nagaya） 1998）,以及加强轴承和防脱座装置的侧向力需求成立（Kawashima 2000, Kawashima 2006a）。因此，1990年后的设计规范（1990年）规范和1996年规范）有助于建造抗震性能增强的桥梁。作为一个结果，地震动会导致-1 - - 0661I ted ss一8P yESRS K6Iswq 号oj 3SA8 u958P 3$-q wu.SN6

13、 尸一Icyrujowrgha612i0 0)00303025201510按照正如下文所述，1990年后的代码是次要的。2.521.510.50ssGed jo9qEnN(R) S uo 一巨。povowodsoaYe01234Natural Period （s）Fig. 2 Type I and II design ground motionsFig. 3 Progress of seismic design in terms of numberof pages related to seismic designstream in the post-1990 codes. It should

14、 be noted that elastic and inelastic dynamic response analysesarc conducted on routine basis tor bndges with complex structural response after 1995.Seismic retrofit of existing badges was conducted for reinforced concrete piers which had cut-oflsof longitudinal bars with insutHcicnt development sinc

15、e the !9X0s (Kawashima 20()6b). Over 10,000piers were so far retrofitted since 1W5. However there still remain a number of piers which requireretrofitting. Moreover, seismic retrofit of ioundations has been conducted for only few bndges.GROl D MOI IONS AND DESIGN GROUND MOTIONSA number of strong motion accelerations were recorded m the damaged areas by the National Instituteof Earth Science and Disaster Prevention and Japan Meteorologi