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调査与分析桥梁的震害及其产生的原因

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  桥梁震害分析

  调査与分析桥梁的震害及其产生的原因是建立正确的抗震设计方法,釆取有效抗震措施的科学依据。国内外地震工作者历来都很重视震害的调查研究。近20余年发生的几次大地震使桥梁结构遭到严重破坏,但也使我们获得了非常宝贵的经验与教训。国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明,桥梁的震害主要表现为:上部结构的破坏:桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形比较少见,往往是由于桥梁结构其他部位的毁坏而导致上部结构的破坏;

  支承连接部位的震害:桥梁支承连接部位的震害极为常见。由于支承连接部位的破坏会引起力的传递方式的变化,从而对结构其他部位的抗震产生影响,进一步加重震害。在我国海城、唐山地震中,就有不少支座破坏以及连接措施不当引起落梁的例子。

  馨下部结构和基础的震害;下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌,并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况,挢梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力,瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的。从大量震害实例来看,比较髙柔的桥墩多力弯曲型破坏,矮粗的桥墩多为剪切型,介于两者之间的则为混合型。在1995年的阪神地震中,阪神高速线在神户市内的高架桥共有8个独柱墩剪断,长500m左右的梁侧向倾倒。

  特别值得注意的是,在最近的几次大地震中,历来声誉较好的大跨度桥梁也有不少遭受震害的实例,主要表现为边跨脱落、支承系统以及细部结构的破坏=在1明9年美国LonrnPrieta地震中,奥克兰海湾大桥引桥公路桥面脱落。在1995年阪神地震中,位于震区的四座大跨度桥梁也发生了不同程度的震害。

  其中,西宫港大桥(主跨252m的钢系杆拱桥)第一跨引桥脱落,一座主跨485m的双层桥面斜拉桥边跨锚墩I的钢摇轴栓钉脱落,另一座主跨214m的钢拱桥发生铸钢支座移位损坏和拱上风撑屈曲破坏,而主跨大费度桥染抗设计1990m的明石海峡大桥,当时已完成的结构部分虽未见损伤,但桥塔与锚台均发生了较大位移。这些震害的出现,引起了国内外学者对大跨度桥梁抗震问题的重视。如美国在LtnmPrieta地震之后,花巨资,历时几年,对著名的金门大桥进行了抗震加固,并决定重建奧克兰海湾大桥,前者抗震加固设计所确定的地震加速度峰值取0.65g,后者重建大桥所确定的地震加速度峰值为i。

  通过对桥梁震害的进一步分析,可以将桥梁震害的起因分为以下几类:

  參由于砂土液化,地基下沉,岸坡滑移或开裂而引起基础的破坏,从而导致桥梁的倒塌。因此,在选择路线和桥位时,应绕避对抗震不利或危险的地段。

  因桥梁结构形式、构造或连接措施不当而引起落梁等震害。在年美国的Northridge地震和1995年日本的阪神地震中,用逐跨施工法修建的连续高架桥损坏特别严重。由于这种连续高架桥的结合部常设在跨内弯矩较小处,结合部主要传递剪力,构造简单,但牛腿太短,支承面过窄,在强烈的地震竖向和水平作用下,结合部损坏,使结构处于长悬臂状态,产生断裂而塌落。这呰震害给我们的启示是:一定要进行正确的概念设计,避免使用先天不良的抗震结构体系。而大量因局部构造或连接措施不当而造成的震害实例则一再告诫我们要重视构造和连接措施的设计。

  桥梁各支承点的地面运动不一致(地面运动的空间变化性)引起震害:最为典型的例子是在阪神地震中位于震中附近正在建设的明石海峡大桥。地震时,1990m的悬索桥主缆已架好,正待吊设钢梁。震后,位于淡路岛一侧的锚台相对于神户一侧的主塔及锚台水平移位1.4m,而主塔相对水平移位1.3m。不过,这一移位并不大(相对于1990m),塔基的各向移角都很小,原主塔结构完好至于如果全桥已合拢通车,地震将会对桥梁产生什么样的

  影响,还有待于模拟分析。虽然这一震害并没有对明石海峡大桥造成破坏,但不同结构形式对各支承点不一致运动的敏感程度是不一样的,换了一种结构形式,这样的移位情况可能会导致很严重的后果s因此,进行地震反应分析时,需考虑多点不一致激励问题。重庆君正的桥梁预压水袋具有搬运铺装方便快捷、成本低廉、可重复使用、符合预压支撑桥梁底模板载量计量,广泛适用于铁路公路桥梁建设。。

  桥梁墩柱本身抗震能力不足引起的破坏,包括强度和延性的不足。在历次大震中,大量钢筋混凝土墩柱的严重破坏主要是由于本身的抗剪强度和弯曲延性不足引起的。

  总之,震害研究给我们的启示是:要重视桥梁结构动力概念设计,选择较理想的抗震结构体系;要重视延性抗震,用能力设计思想进行抗震设计;要重视支承连接部位的设计;要重视采用减、隔震措施提高结构的抗震能力。