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調(diào)査與分析橋梁的震害及其產(chǎn)生的原因

發(fā)布時(shí)間：

2018-03-08

來源：

橋梁震害分析

調(diào)査與分析橋梁的震害及其產(chǎn)生的原因是建立正確的抗震設(shè)計(jì)方法，釆取抗震措施的科學(xué)依據(jù)。國內(nèi)外地震工作者歷來都很重視震害的調(diào)查研究。近20余年發(fā)生的幾次大地震使橋梁結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，但也使我們獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。國內(nèi)外學(xué)者對橋梁震害的調(diào)查研究結(jié)果表明，橋梁的震害主要表現(xiàn)為：上部結(jié)構(gòu)的破壞：橋梁上部結(jié)構(gòu)本身遭受震害而被毀壞的情形比較少見，往往是由于橋梁結(jié)構(gòu)其他部位的毀壞而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞;

支承連接部位的震害：橋梁支承連接部位的震害較為常見。由于支承連接部位的破壞會引起力的傳遞方式的變化，從而對結(jié)構(gòu)其他部位的抗震產(chǎn)生影響，進(jìn)一步加重震害。在我國海城、唐山地震中，就有不少支座破壞以及連接措施不當(dāng)引起落梁的例子。

馨下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的震害;下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的嚴(yán)重破壞是引起橋梁倒塌，并在震后不好修復(fù)使用的主要原因。除了地基毀壞的情況，撟梁墩臺和基礎(chǔ)的震害是由于受到較大的水平地震力，瞬時(shí)反復(fù)振動在相對薄弱的截面產(chǎn)生破壞而引起的。從大量震害實(shí)例來看，比較髙柔的橋墩多力彎曲型破壞，矮粗的橋墩多為剪切型，介于兩者之間的則為混合型。在1995年的阪神地震中，阪神高速線在神戶市內(nèi)的高架橋共有8個(gè)獨(dú)柱墩剪斷，長500m左右的梁側(cè)向傾倒。

值得注意的是，在近的幾次大地震中，歷來聲譽(yù)較好的大跨度橋梁也有不少遭受震害的實(shí)例，主要表現(xiàn)為邊跨脫落、支承系統(tǒng)以及細(xì)部結(jié)構(gòu)的破壞=在1明9年美國LonrnPrieta地震中，奧克蘭海灣大橋引橋公路橋面脫落。在1995年阪神地震中，位于震區(qū)的四座大跨度橋梁也發(fā)生了不同程度的震害。

其中，西宮港大橋(主跨252m的鋼系桿拱橋)跨引橋脫落，一座主跨485m的雙層橋面斜拉橋邊跨錨墩I的鋼搖軸栓釘脫落，另一座主跨214m的鋼拱橋發(fā)生鑄鋼支座移位損壞和拱上風(fēng)撐屈曲破壞，而主跨大費(fèi)度橋染抗設(shè)計(jì)1990m的明石海峽大橋，當(dāng)時(shí)已完成的結(jié)構(gòu)部分雖未見損傷，但橋塔與錨臺均發(fā)生了較大位移。這些震害的出現(xiàn)，引起了國內(nèi)外學(xué)者對大跨度橋梁抗震問題的重視。如美國在LtnmPrieta地震之后，歷時(shí)幾年，對金門大橋進(jìn)行了抗震加固，并決定重建奧克蘭海灣大橋，前者抗震加固設(shè)計(jì)所確定的地震加速度峰值取0.65g，后者重建大橋所確定的地震加速度峰值為i。

通過對橋梁震害的進(jìn)一步分析，可以將橋梁震害的起因分為以下幾類：

參由于砂土液化，地基下沉，岸坡滑移或開裂而引起基礎(chǔ)的破壞，從而導(dǎo)致橋梁的倒塌。因此，在選擇路線和橋位時(shí)，應(yīng)繞避對抗震不利或危險(xiǎn)的地段。

因橋梁結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造或連接措施不當(dāng)而引起落梁等震害。在年美國的Northridge地震和1995年日本的阪神地震中，用逐跨施工法修建的連續(xù)高架橋損壞嚴(yán)重。由于這種連續(xù)高架橋的結(jié)合部常設(shè)在跨內(nèi)彎矩較小處，結(jié)合部主要傳遞剪力，構(gòu)造簡單，但牛腿太短，支承面過窄，在強(qiáng)烈的地震豎向和水平作用下，結(jié)合部損壞，使結(jié)構(gòu)處于長懸臂狀態(tài)，產(chǎn)生斷裂而塌落。這呰震害給我們的啟示是：要進(jìn)行正確的概念設(shè)計(jì)，避免使用先天不良的抗震結(jié)構(gòu)體系。而大量因局部構(gòu)造或連接措施不當(dāng)而造成的震害實(shí)例則一再告誡我們要重視構(gòu)造和連接措施的設(shè)計(jì)。

橋梁各支承點(diǎn)的地面運(yùn)動不一致(地面運(yùn)動的空間變化性)引起震害：典型的例子是在阪神地震中位于震中附近正在建設(shè)的明石海峽大橋。地震時(shí)，1990m的懸索橋主纜已架好，正待吊設(shè)鋼梁。震后，位于淡路島一側(cè)的錨臺相對于神戶一側(cè)的主塔及錨臺水平移位1.4m,而主塔相對水平移位1.3m。不過，這一移位并不大(相對于1990m)，塔基的各向移角都很小，原主塔結(jié)構(gòu)完好至于如果全橋已合攏通車，地震將會對橋梁產(chǎn)生什么樣的

影響，還有待于模擬分析。雖然這一震害并沒有對明石海峽大橋造成破壞，但不同結(jié)構(gòu)形式對各支承點(diǎn)不一致運(yùn)動的敏感程度是不一樣的，換了一種結(jié)構(gòu)形式，這樣的移位情況可能會導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果s因此，進(jìn)行地震反應(yīng)分析時(shí)，需考慮多點(diǎn)不一致激勵(lì)問題。重慶君正的橋梁預(yù)壓水袋具有搬運(yùn)鋪裝方便快捷、成本低廉、可重復(fù)使用、符合預(yù)壓支撐橋梁底模板載量計(jì)量，適用于鐵路公路橋梁建設(shè)。。

橋梁墩柱本身抗震能力不足引起的破壞，包括強(qiáng)度和延性的不足。在歷次大震中，大量鋼筋混凝土墩柱的嚴(yán)重破壞主要是由于本身的抗剪強(qiáng)度和彎曲延性不足引起的。

總之，震害研究給我們的啟示是：要重視橋梁結(jié)構(gòu)動力概念設(shè)計(jì)，選擇較理想的抗震結(jié)構(gòu)體系;要重視延性抗震，用能力設(shè)計(jì)思想進(jìn)行抗震設(shè)計(jì);要重視支承連接部位的設(shè)計(jì);要重視采用減、隔震措施提升結(jié)構(gòu)的抗震能力。

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