桥梁抗震研究综述

对桥梁抗震设计的探讨

【摘 要】本文在此主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题，为今后桥梁设计起到借鉴作用。

【关键词】桥梁；抗震；问题

国家防震减灾规划（2006-2020年）指出，我国是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一，我国大陆大部分地区位于地震烈度ⅵ度以上区域；50%的国土面积位于ⅶ度以上的地震高烈度区域。桥梁是公路工程的关键部位及控制性工程。在我国各级公路桥梁中，预制装配式桥梁（指空心板、t梁及组合箱梁）通常占全线桥梁的70%以上，因此，运用合理抗震设防理念，对装配式桥梁进行抗震设计，采取适当的抗震措施具有重要的意义。

一、桥梁破坏形式及震害原因分析

1.1合理选址

桥梁工程在建设施工的前期规划中需要对桥梁主体场地选择问题加以关注。首先，合理的桥梁建设场地应以坚硬地质结构为首选，避免松软场地在地震时发生地基失效的现象。其次，当交通运输发展实际要求桥梁工程不得不在松软场地区域建设的时候，桥梁的整体结构设计需要尽可能的提高基建整体性能，将地震造成地质结构不均匀变形的可能性降到最低。

1.2桥梁破坏形式

对国内外桥梁震害的调查表明，上部结构震害主要表现为落梁移位，局部碰撞。下部结构存在桥墩折断，混凝土剥落，系梁开裂，挡块普遍失效，桥台翼挤开裂、倾斜等震害现象。另外，桥梁附属支座移位与变形，伸缩缝张开和挤压，护栏开裂的现象也非常普遍。

1.3桥梁震害原因分析

桥梁震害是多种因素综合作用的结果，主要有：（1）地震作用对桥台和桥墩等薄弱部位的破坏.桥台是桥梁两侧岸边的支撑部分，一般是在岸边的原域填土上，用钢筋混凝土修建三角形或矩形的支台，这是地震作用的薄弱部位，因为桥台的路基高且三面临空，振动大，桥台和下面土的刚度不同，有相互作用，土体本身在地震中会产生液化，震陷破坏，桥台受地震的振动或场地砂土液化影响，填土滑移，滑移土体对桥台产生巨大推力，致使桥台发生破坏。桥墩是支撑桥身的主要构件，其震害主要包括桥墩的断裂，剪断和裂缝，另外还有因桩柱埋入深度不够等原因遭受破坏。（2）支座破坏，支座破坏是桥梁上部结构中最常见的一种破坏现象。在地震力的作用下，由于支座设计没有充分考虑抗震要求，构造上连接与支挡等构造措施不足，或由于某些支座形式和材料上的缺陷等因素，导致了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力的传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。（3）地基失效造成的破坏，地震中大部分桥梁倒塌是由于地基失效和砂土液化造成的。砂土液化通常是指饱和粉细砂，在地震的作用下失去抗剪能力，变为流动状态。由于桥址地基失去承载力，使得位于上部土层的桥墩倾斜、滑移、危害不小。在强震作用下，土体结构被扰动，强度降低，孔隙水压力增大，从边界排出，软粘土被压密，发生软土震陷，产生不均匀沉降，这种不均匀沉降引起内力重分布可导致结构特别是超静定结构破坏乃至倒塌。（4）构造措施不当等原因引起破坏桥梁结构的震害还表现在如结构构造及连接不当造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等。

道路桥梁关于抗震问题研究

全世界地震发生的次数越来越多。随着各国经济的快速发展，桥梁建筑的抗震设计也逐渐被人们重视起来。由于桥梁建筑工程是交通网络的关键要素，因此桥梁的抗震设计的重要性也变得无可厚非。为了促进桥梁抗震设计的进一步创新，必须首先了解桥梁抗震设计的重要性，本文主要对桥梁抗震设计的重要性、桥梁抗震的主要设计方法以及创新方法的应用这几个方面进行了探索。

标签： 道路桥梁；抗震问题；设计问题

前言：

桥梁作为不可替代的公共交通设施，在人们日常生活中发挥着重要的作用，桥梁的质量对人们日常生活的影响更是深远而长久的。另外，我国是地震多发国家。在发生重大灾难时，桥梁能否不被破坏而使灾难降低到最小程度都反映出了桥梁抗震设计的重要性。

一、桥梁抗震设计中存在的问题

如今，世界范围内的地震次数越来越多，很多国家为了使地震灾害降到最低程度，都在不断探索桥梁的抗震设计，不断普及桥梁抗震设计的重要性。当然，在了解桥梁抗震设计的重要性的同时，我们更要清楚的了解桥梁震害的主要原因。只有找到原因，才能找到解决问题的方法。

1、桥梁结构缺乏防震设计

现在的桥梁一般都是梁式的，这种形式的桥梁通过地震产生位移之后，便会形成桥梁上部活动节点地方因盖梁宽度设置不当而造成落梁或者梁体相互磁撞引起的破坏。对于拱式结构的桥梁，如果没有进行抗震设计，那么主要破坏的是拱上建筑和腹拱。位于拱顶和拱脚部分的拱圈会产生裂缝，也可能是整个拱隆起变形。

2、桥梁地基缺乏抗震设计

如果桥梁地基土受到地震的影响，那么不仅会加大地震的位移，也会放大桥梁结构的振动反应，从而造成落桥。有些桥梁在建设过程中会采用排架桩基础，这会造成桩基的承载力降低，进而导致桥梁横向或者竖向移动。

3、桥梁支座缺乏抗震设计

在地震力的作用下，如果桥梁支座没有进行抗震设计，必然会导致桥梁构造上连接的不足。或者在进行桥梁支座施工时，没有按照实际情况配置合理的支座型式、没有采用质量合格的建筑材料，也会导致桥梁支座发生过大的位移和变形，

城市桥梁抗震设计问题分析

近年，随着市政基础设施建设力度加大，城市桥梁在我国发展迅速，主要形式为城市立交桥和城市高架桥。但是，城市桥梁由于抗震设计的不足等因素，桥梁在地震中的抗破坏能力有限。一旦发生地震，将会受到严重的破坏，造成严重的经济损失，甚至严重造成人员伤亡。2008年的汶川地震，仅绵竹市内桥梁中有6.82%的完全毁坏，26.14%的桥梁严重破坏，27.27%的桥梁中等破坏，31.82%的桥梁轻微破坏，仅有7.95%的桥梁基本完好。由此可见，如果城市桥梁设计中存在问题，将会在地震中不堪一击。

1、城市桥梁地震受害的类型

城市桥梁在地震中各个部分受到的破坏可能是相互独立的，也可能是相互联系的。这些破坏往往难以修复，会造成严重的经济损失，甚至会给人身安全带来威胁。

1.1桥台的震害

地震发生时，桥台的震害较为常见。除了桩基被剪切破坏，地基丧失承载力，如沙土液化等引起的桥台滑移，台身与上部结构发生碰撞引起破坏，以及桥台向后倾斜。2008年的汶川地震中的桥台震害，就包括台身结构破坏和护坡垮塌等。

1.2桥梁墩柱的震害

大量震害资料表明，桥梁下部结构中普遍采用的钢筋混凝土桥墩，其破坏形式主要为弯曲破坏和剪切破坏。弯曲破坏是延性的，表现多为开裂，混凝土剥落压溃、钢筋裸露和弯曲等，伴随弯曲破坏还会发生很大的塑性变形；桥墩剪切破坏则是脆性的，伴随着强度和刚度的急剧下降，往往会造成墩柱以上及下部结构的倒塌。所以震区桥墩的设计原则为“强剪弱弯”，以保证桥梁在受到地震作用时，先反生弯曲破坏，而不发生剪切破坏。

1.3支座受到地震的破坏

地震发生时，上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构，当传递荷载超过支座的设计强度时，支座就会被剪坏。当支座变位超过活动支座容许值时，橋梁倾斜或支座落位，甚至引发落梁。

1.4主梁受到地震的破坏 主梁在地震中的震害主要为主梁的纵向移位、横向移位及扭转移位，如果主梁的移位超出了墩、台的支承面，则会发生落梁震害；另外，主梁还可能发生碰撞震害。

苏通长江公路大桥初步设计阶段 苏通长江公路大桥结构抗震性能研究

同济大学土木工程防灾国家重点实验 «1«

项 目 名 称：苏通长江公路大桥

专 题 名 称：结构抗震性能研究

专题委托单位：江苏省交通厅

专 题 承 担 单 位：同济大学土木工程防灾国家重点实验室

项 目 审 定：范立础

项 目 负 责 人：胡世德

主 要 参 加 人 员：叶爱君 王志强 彭天波

聂利英 张培君 李洞明

殷海军 杜小雷 魏红一

苏通长江公路大桥初步设计阶段 苏通长江公路大桥结构抗震性能研究

同济大学土木工程防灾国家重点实验 «2« 1. 概述

最近的二十余年，全球发生了许多次大地震，其中多次破坏性地震都集中在城市，造成了非常惨重的生命财产损失，如1971年美国San Fernando地震(M6.6)，1976年中国唐山大地震(M7.8)，1989年美国Loma Prieta地震(M7.0)，1994年美国Northridge地震(M6.7)以及1995年日本阪神大地震(M7.2)导致的城市经济总损失(以当时的币值为准)分别为：10亿美元，100亿人民币，70亿美元，200亿美元，1000亿美元。这几次地震灾害的共同特点是：由于桥梁工程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，导致了巨大的经济损失。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，对交通线的依赖性越来越强，而一旦地震使交通线遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越巨大。几次大地震一再显示了桥梁工程破坏的严重后果，也一再显示了桥梁工程抗震研究的重要性。