橋梁抗震

1、1橋梁震害分析橋梁的地震損傷具有嚴重的后果。顯然，橋梁的倒塌使處于其上或其下的人遭受危險，地震后除了確定選擇其他交通線路外，必須重新建造橋梁。輕微的損傷，雖然它的后果不明顯，而且也不易引起人們的注意，但仍然是嚴重的。因為，在交通系統(tǒng)中，橋梁常常提供了至關重要的連接，一個橋梁的關閉，即使是臨時的，也可能引起巨大的后果。在一個地震剛剛發(fā)生后，關閉橋梁會削弱對突發(fā)事件應急反應的能力。其次，橋梁關閉對經濟的影響隨著橋梁關閉時間、交通線路的經濟重

2、要性、替代線路引起的交通延期和重建新橋費用的增加而增加。地震中，當?shù)卣鸩▊鞑サ降鼗鶗r，橋基受到水平和豎直振動，這種振動將導致橋梁本身也產生水平和豎直振動，從而產生水平和豎直慣性荷載(或稱地震荷載)，使橋梁各部受力并發(fā)生變形。在慣性荷載中，以水平慣性荷載對橋梁的影響較大，而且順橋向的水平慣性荷載在結構中產生的地震應力遠比橫橋向的水平慣性荷載產生的地震應力要大。與建筑結構相比，橋梁對于結構土共同作用的影響更為敏感，對地面震動的動力反應更加難

3、以預料，地震對工程結構的破壞情況，隨結構類型的不同、抗震措施的多少而有所差別，即便是在等烈度區(qū)內的同類結構，其破壞程度也不盡相同。地震因素的危險性是用計算和構造措施無法避免的，因此本文根據不同類型的橋梁的構造和受力的不同，分析其可能發(fā)生的震害。一連續(xù)梁橋的震害連續(xù)梁橋的主要承重構件是梁，其在豎向荷載下只產生豎向反力。連續(xù)梁橋的震害類型主要有：支座破壞、橋墩損壞、梁體移位、橋臺損壞、地基及基礎震害、落梁、上部結構本身損壞和碰撞損傷等。1.

4、1支座破壞綜合國內外幾次大地震的調查結果，在中、美、日等國的多個地震中，支座的破壞現(xiàn)象均較為普遍。支座的震害表現(xiàn)為支座傾斜、剪斷、錨固螺栓拔出、活動支座脫落及支座本身構造上的破壞等。支座破壞的同時也伴隨著支座下墊石板破碎。落梁震害與支承破壞密切相關，因振動導致的落梁多因支承破壞所致。當支座破壞后，墩－梁間的位移失去控制，當墩梁間的相對位移大于主梁擱置長度后，主梁將從橋墩脫落從而導致落梁。對于下部結構而言支座破壞可以避免上部結構的地震荷載

5、傳到橋墩，從而起到保護橋墩的作用。1.2墩臺損壞橋墩是橋梁結構中最重要的承重構件，在地震中，橋墩一旦破壞將會導致橋梁不能再使用甚至落梁或整體倒塌，墩臺破壞也是落梁的主要原因。在地震中墩臺破壞現(xiàn)象比較普遍。墩臺的震害形式有發(fā)生嚴重傾斜移位、墩臺沉降、墩身破壞。較高的柔性墩柱大多是彎曲破壞在地震中此類破壞不是太多主要發(fā)生在墩柱頂部和底部。汶川地震中百花大橋橋墩抗彎能力不足而導致墩底保護混凝土的剝落損壞。較矮的墩中較為普遍出現(xiàn)剪切或彎剪破壞，

6、橋墩的抗剪強度不足，是出現(xiàn)這類震害的根本原因。在地震中此類破壞較多，可能發(fā)生在帽梁與墩柱連接處、墩柱中部或墩柱與承臺的連接處。汶川地震中回瀾立交橋匝道橋墩破壞方向沿切向較為明顯，遭受嚴重破壞的橋墩大多為短柱發(fā)生剪切破壞在城市高架橋中常使用框架墩，框架墩的震害也經常見到。震害主要表現(xiàn)為：蓋梁的破壞，墩柱的破壞以及節(jié)點的破壞。蓋梁的破壞形式：當?shù)卣鹆椭亓ΟB加時，剪切強度不足引起的剪切破壞；蓋梁負彎矩鋼筋的過早截斷引起的彎曲破壞；以及蓋梁鋼

7、筋的錨固長度不夠引起的破壞。節(jié)點的破壞主要是剪切破壞。1.3梁體移位3題。連孔拱橋的震害與梁橋震害相同，主要出現(xiàn)在順橋方向，但橫橋向的震害比梁橋輕，原因是連孔拱橋橫橋向剛度遠大于順橋向剛度，同時上下部分的連接也比梁橋牢固。因此，在橫橋向除出現(xiàn)彎曲、剪切、拉伸裂縫等震害外，并未出現(xiàn)橫向相對位移和上部結構橫橋向位移。2典型震害的統(tǒng)計及分析拱橋的主要受力構件是橋墩、橋臺及拱圈，次要的附屬構件是橋面的側墻及欄桿。主要構件的震害會使整個橋梁受到損

8、傷，不易修復；次要構件震害不會影響橋梁正常使用，且易修復。①墩、臺和基礎的破壞地震波穿越橋梁給墩、臺造成最大的破壞是：沉降、偏位、滑移、傾斜、斷裂、倒塌。但大多是因為地震造成的砂土液化、滑坡、斷層、地面開裂等引起的。橋梁的選址應盡力避開這類場地。在地震荷載的反復作用下橋臺截面承受附加彎矩和剪力，當剪力和彎矩超過了橋臺的承載能力就出現(xiàn)了彎剪破壞。橋臺的破壞對整個橋體的抗震承載能力都有影響。在剛性場地上，橋墩一般出現(xiàn)橫向斷裂，斷裂位置大多在

9、起拱線以下2m4m處，橋臺橫向斷裂一般在起拱線以下Im~2m處，但很少發(fā)現(xiàn)豎向裂縫。紅巖大橋是聯(lián)合拱橋和粱橋，l號橋墩墩頂兩側均出現(xiàn)橫向貫通結構性裂縫，裂縫寬度04mm(O3ram)，貫通了墩頂整個截面，嚴重降低橋梁的承載能力。此處橋墩的破壞是典型的拱橋和梁橋聯(lián)結部位橋墩的折斷；拱梁二者的力學性能有別，在地震作用下拱產生了附加推力使得墩體剪壞。②拱圈的破壞拱圈的破壞分為主拱圈和腹拱圈的破壞。主拱圈斷裂或局部斷裂分縱向和橫向兩種；橫向開裂

10、一般都出現(xiàn)在拱頂或拱腳，縱向開裂極少看到，在此次調查中也存在拱圈的縱向開裂。拱頂和拱腳是拱橋的設計控制截面，在靜荷載作用下這兩處截面的彎矩最大，容易成為抗震設計的薄弱環(huán)節(jié)，尤其是拱腳處于形狀突出部位，既有可能出現(xiàn)彎曲開裂又有可能形成剪切位移。腹拱圈斷裂或開裂是拱橋的常見問題，在未受地震影響的拱橋中也時常遇到。其原因主要是腹拱的拱矢度相對小，在動荷載和橫載的作用下，腹拱產生交大的水平推力，其次是由于拱與拱上建筑聯(lián)合作用產生的內力影響。當?shù)?/p>

11、震波穿越橋梁時，橋的主拱圈受縱向和橫向的作用力，如果拱頂所承受的彎剪力超過才材料的承載能力時就出現(xiàn)剪切破壞。但在拱頂斷裂后，拱圈的整體剛度變小，同時裂縫形成一個薄弱層，通過該裂縫應力得到釋放，斷裂數(shù)量不再增加。紅巖大橋的拱橋部分，拱頂出現(xiàn)橫向通縫并延伸到拱上側墻。在所調查的拱橋破壞當中，廟壩橋是破壞較為嚴重的。橋臺，拱圈，腹拱均出現(xiàn)嚴重破壞，拱圈除了出現(xiàn)橫向破壞外還出現(xiàn)了縱向裂縫。其形成原因可能是綜合因素的結果，由于地基的不均勻沉降，橋

12、臺不僅僅出現(xiàn)橫向斷裂還出現(xiàn)了側傾現(xiàn)象：混凝土澆筑的拱體整體性能較好，拱上建筑與拱圈的整體剛度較大，在地震的橫向作用下出現(xiàn)縱向裂縫。③橋面?zhèn)葔Τ霈F(xiàn)的破壞拱上建筑與拱體連接部位(側墻)的開裂是很普遍的震害，主要是拱上建筑與拱體的結構形式不同，彼此間的震動變形不協(xié)調而拉斷。拱上建筑的剛性越強，就越容易出現(xiàn)斷裂震害。一旦這類震害現(xiàn)象過早出現(xiàn)，拱上建筑對拱橋的剛度就毫無幫助。通過調查發(fā)現(xiàn)，橋臺側墻的破壞也較為嚴重，一般為豎向裂縫。而拱上側墻多為順