论文部分内容阅读
摘要：通过对玉树地震区桥梁震害的调查，发现震区梁式桥主要震害集中在梁体位移、支座滑动、伸缩缝处相邻梁体间碰撞、挡块破坏和桥台破坏等方面。结合汶川和玉树地区桥梁震害现象，提出了震区梁桥的抗震设计对策和措施，以提高高烈度地震区桥梁的抗震能力。
关键词：玉树地震；桥梁震害；抗震；设计对策
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
Abstract: based on the seismic zones yushu bridge survey and found that earthquake zone type bridge damage on the main beam in beam position shift, bearing sliding, expansion joint between adjacent beam body collision, block piece of damage and destruction of the abutment. Combined with wenchuan earthquake in yushu and bridge in this paper, the seismic design of bridge earthquake zone countermeasures and measures to improve the high intensity in quake zone of the bridge seismic capability.
Keywords: jade tree earthquake; Bridge seismic damage; Seismic; Design countermeasures
1.桥梁抗震设计背景
2010年4月14日，青海玉树结古镇附近发生了强烈地震。“4•14”玉树大地震所造成道路、桥梁和其他基础设施的损失巨大，达到总损失的30%，位于震中的结古镇附近道路基础设施受到嚴重破坏，桥梁震害最为典型和严重。经调查发现，玉树地区桥梁结构主要为梁式桥，桥梁结构形式为简支梁和连续梁桥，这些梁桥广泛采用水泥混凝土支座，梁体直接搁置在支座上，其震害主要集中在梁体位移、支座滑动、伸缩缝处相邻梁体间碰撞、挡块破坏和桥台破坏等方面。通过对玉树地区桥梁震害的调查分析，指导我国地震区梁桥的抗震设计及抗震加固。
2．桥梁抗震设计地区理念
青海省玉树地区地震动峰值加速度范围为0.05>>0.40g不等，相应的地震烈度为6-9度。根据现行桥规，青海省内的桥梁必须进行抗震设计。然而通过对4.14玉树地震中的梁式桥、拱式桥等震害破坏形式进行调研发现，不同形式的桥梁在同样的地震中的破坏程度不同。因此，研究总结玉树大地震中的主要破坏桥梁的类型，可以为以后该地区的桥梁抗震设计提供有意的指导。
3.玉树地震桥梁破坏形式、原因及措施
3.1玉树地区桥梁震害主要的形式
简支梁桥是受力最明确、结构体系最简单的桥梁结构，其主要构件包括：主梁、桥墩、桥台、支座、伸缩缝共5类，这些构件在玉树大地震中，都发生了严重的破坏。通过对玉树洲30座简支梁桥进行震害分析，发现桥梁震害破坏形式有6种，其中前3种为主要形式。
表1 简支梁桥震害分类
原因：梁体直接搁置在水泥垫石支座上， 支座与墩台和梁体间无连接措施。 玉树地震中，离震中较近的梁桥普遍出现了梁体与支座间的相对滑动，从而导致较大的梁体位移，严重者即为落梁。
措施：1、更换橡胶支座，橡胶有很高的弹性，可起到一定的减震作用。
2、再者注意支座与梁体的连接。
3、用顶升法将梁体纠偏，恢复至设计位置。
3.3挡块开裂破碎
原因：1、地震的强大作用力使梁体发生横向位移而压坏。
2、工程中混凝土抗压强度不符合标准。
措施：1、针对挡块选用高标号的水泥，提高混凝土强度，不低于C50。
2、做成U型挡块将梁体包住，也可以防止落梁。
3.4墩柱环向裂缝
原因：1、配筋较少，部分存在偷工减料现象。
2、早期的设计跟不上时代的发展，钢筋及混凝土强度较低。
3、地震本身强大的作用力引起桥墩的破坏。
措施：1、提高桥墩的抗震能力不能仅靠提高强度来解决，而应提高其结构的延性，
使其承受较大的塑性变形。钢筋混凝土桥墩延性比石砌或混凝土预制块砌
筑的桥墩好，空心截面的桥墩其延性优于实心截面的桥墩。
2、在高地震烈度区，墩柱箍筋是受力钢筋，其配置须按抗剪计算确定，其构
造也是影响墩柱抗震性能的重要因素。
3.5支座垫石损坏严重
原因：1、垫石为水泥混凝土制作，地震作用中由于梁体的位移可产生强大的冲击力
而把垫石压坏或移位。
2、工程中混凝土抗压强度不符合标准。
措施：最好选用橡胶支座。铅芯橡胶支座是一种抗震性能好、费用低的抗震措施。
它把水平柔性装置、阻尼能力、弹性恢复力、竖向承载力融为一体，安装方便。铅芯橡胶支座既能满足正常使用功能，又能在地震时延长自振周期，增大阻尼耗散能量，减少结构构件的损伤，故在高烈度区简支梁中应推广使用该类型支座。
3.6桥台破坏
原因：主要是由于梁体横向位移产生的撞击作用。
措施： 青海地区多岩石，地震中发生砂土液化的现象很少，整体性强的重力式桥台在本次地震中经受住了考验，病害较轻微。由于重力式桥台施工方便，造价低廉，故得到了广泛应用，历次地震亦证明，重力式桥台抗震性能较柱式桥台以及带耳墙的埋置式桥台好，故在条件允许情况下，应优先选用。
4.结语
青海多山区，桥梁大多依山而建，虽然山体表层覆盖有部分植被，但由于山体岩层破碎，表层植被随山体整体滑坡，巨石砸中桥梁，导致梁体塌落。人们不能仅仅关心桥梁本身的抗震措施，还应综合考虑各方面的因素。与地震直接病害相比，次生灾害导致的病害往往较重，动辄砸断桥墩，砸落梁体，故在进行山区桥梁抗震加固时，应特别重视桥梁附近山体的边坡防护，这也是本次地震留给桥梁工作者很大的教训。通过对青海玉树桥梁梁体移位、墩柱破坏、挡块破损、支座脱落等震害的调查及分析，得出以下结论：
2.重力式桥台病害较轻微，为单跨简支梁的修复提供了很好的条件。
3.多跨简支梁病害较重，存在落梁等严重病害，修复不易，给震后桥梁抢通增加了相当大的难度，建议该地区桥梁设计时采用板式橡胶支座的桥梁。
4.针对本次地震的震害，在对高原高海拔地区桥梁使用中应高度重视对桥梁两侧山体的 边坡防护。
参考文献：
1.中华人民共和国交通运输部.JTG/T B02-01-2008公路桥梁抗震设计细则[S].北京：人民交通出版社, 2008
2. 宋恒扬.汶川大地震桥梁震害对山区既有简支梁桥抗震加固的启示．西南公路,2008.4
3. 范立础,李建中. 汶川桥梁震害分析与抗震设计对策.公路,2009.5
4. 范立础,卓卫东.桥梁延性抗震设计,北京:人民交通出版社,2001
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：玉树地震；桥梁震害；抗震；设计对策
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
Abstract: based on the seismic zones yushu bridge survey and found that earthquake zone type bridge damage on the main beam in beam position shift, bearing sliding, expansion joint between adjacent beam body collision, block piece of damage and destruction of the abutment. Combined with wenchuan earthquake in yushu and bridge in this paper, the seismic design of bridge earthquake zone countermeasures and measures to improve the high intensity in quake zone of the bridge seismic capability.
Keywords: jade tree earthquake; Bridge seismic damage; Seismic; Design countermeasures
1.桥梁抗震设计背景
2010年4月14日，青海玉树结古镇附近发生了强烈地震。“4•14”玉树大地震所造成道路、桥梁和其他基础设施的损失巨大，达到总损失的30%，位于震中的结古镇附近道路基础设施受到嚴重破坏，桥梁震害最为典型和严重。经调查发现，玉树地区桥梁结构主要为梁式桥，桥梁结构形式为简支梁和连续梁桥，这些梁桥广泛采用水泥混凝土支座，梁体直接搁置在支座上，其震害主要集中在梁体位移、支座滑动、伸缩缝处相邻梁体间碰撞、挡块破坏和桥台破坏等方面。通过对玉树地区桥梁震害的调查分析，指导我国地震区梁桥的抗震设计及抗震加固。
2．桥梁抗震设计地区理念
青海省玉树地区地震动峰值加速度范围为0.05>>0.40g不等，相应的地震烈度为6-9度。根据现行桥规，青海省内的桥梁必须进行抗震设计。然而通过对4.14玉树地震中的梁式桥、拱式桥等震害破坏形式进行调研发现，不同形式的桥梁在同样的地震中的破坏程度不同。因此，研究总结玉树大地震中的主要破坏桥梁的类型，可以为以后该地区的桥梁抗震设计提供有意的指导。
3.玉树地震桥梁破坏形式、原因及措施
3.1玉树地区桥梁震害主要的形式
简支梁桥是受力最明确、结构体系最简单的桥梁结构，其主要构件包括：主梁、桥墩、桥台、支座、伸缩缝共5类，这些构件在玉树大地震中，都发生了严重的破坏。通过对玉树洲30座简支梁桥进行震害分析，发现桥梁震害破坏形式有6种，其中前3种为主要形式。
表1 简支梁桥震害分类
原因：梁体直接搁置在水泥垫石支座上， 支座与墩台和梁体间无连接措施。 玉树地震中，离震中较近的梁桥普遍出现了梁体与支座间的相对滑动，从而导致较大的梁体位移，严重者即为落梁。
措施：1、更换橡胶支座，橡胶有很高的弹性，可起到一定的减震作用。
2、再者注意支座与梁体的连接。
3、用顶升法将梁体纠偏，恢复至设计位置。
3.3挡块开裂破碎
原因：1、地震的强大作用力使梁体发生横向位移而压坏。
2、工程中混凝土抗压强度不符合标准。
措施：1、针对挡块选用高标号的水泥，提高混凝土强度，不低于C50。
2、做成U型挡块将梁体包住，也可以防止落梁。
3.4墩柱环向裂缝
原因：1、配筋较少，部分存在偷工减料现象。
2、早期的设计跟不上时代的发展，钢筋及混凝土强度较低。
3、地震本身强大的作用力引起桥墩的破坏。
措施：1、提高桥墩的抗震能力不能仅靠提高强度来解决，而应提高其结构的延性，
使其承受较大的塑性变形。钢筋混凝土桥墩延性比石砌或混凝土预制块砌
筑的桥墩好，空心截面的桥墩其延性优于实心截面的桥墩。
2、在高地震烈度区，墩柱箍筋是受力钢筋，其配置须按抗剪计算确定，其构
造也是影响墩柱抗震性能的重要因素。
3.5支座垫石损坏严重
原因：1、垫石为水泥混凝土制作，地震作用中由于梁体的位移可产生强大的冲击力
而把垫石压坏或移位。
2、工程中混凝土抗压强度不符合标准。
措施：最好选用橡胶支座。铅芯橡胶支座是一种抗震性能好、费用低的抗震措施。
它把水平柔性装置、阻尼能力、弹性恢复力、竖向承载力融为一体，安装方便。铅芯橡胶支座既能满足正常使用功能，又能在地震时延长自振周期，增大阻尼耗散能量，减少结构构件的损伤，故在高烈度区简支梁中应推广使用该类型支座。
3.6桥台破坏
原因：主要是由于梁体横向位移产生的撞击作用。
措施： 青海地区多岩石，地震中发生砂土液化的现象很少，整体性强的重力式桥台在本次地震中经受住了考验，病害较轻微。由于重力式桥台施工方便，造价低廉，故得到了广泛应用，历次地震亦证明，重力式桥台抗震性能较柱式桥台以及带耳墙的埋置式桥台好，故在条件允许情况下，应优先选用。
4.结语
青海多山区，桥梁大多依山而建，虽然山体表层覆盖有部分植被，但由于山体岩层破碎，表层植被随山体整体滑坡，巨石砸中桥梁，导致梁体塌落。人们不能仅仅关心桥梁本身的抗震措施，还应综合考虑各方面的因素。与地震直接病害相比，次生灾害导致的病害往往较重，动辄砸断桥墩，砸落梁体，故在进行山区桥梁抗震加固时，应特别重视桥梁附近山体的边坡防护，这也是本次地震留给桥梁工作者很大的教训。通过对青海玉树桥梁梁体移位、墩柱破坏、挡块破损、支座脱落等震害的调查及分析，得出以下结论：
2.重力式桥台病害较轻微，为单跨简支梁的修复提供了很好的条件。
3.多跨简支梁病害较重，存在落梁等严重病害，修复不易，给震后桥梁抢通增加了相当大的难度，建议该地区桥梁设计时采用板式橡胶支座的桥梁。
4.针对本次地震的震害，在对高原高海拔地区桥梁使用中应高度重视对桥梁两侧山体的 边坡防护。
参考文献：
1.中华人民共和国交通运输部.JTG/T B02-01-2008公路桥梁抗震设计细则[S].北京：人民交通出版社, 2008
2. 宋恒扬.汶川大地震桥梁震害对山区既有简支梁桥抗震加固的启示．西南公路,2008.4
3. 范立础,李建中. 汶川桥梁震害分析与抗震设计对策.公路,2009.5
4. 范立础,卓卫东.桥梁延性抗震设计,北京:人民交通出版社,2001
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。