橋梁抗震淺談(上篇)
2010-04-23 

一、引言

    隨著現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,地震造成的損失越來(lái)越大。地震災(zāi)害不僅是大量地面構(gòu)筑物和各種設(shè)施的破壞和倒塌,而且次生災(zāi)害中因交通及其他設(shè)施的毀壞造成的間接經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。
xx省發(fā)生的8級(jí)大地震,給xx地區(qū)交通帶來(lái)了極大破壞,當(dāng)?shù)貥蛄簬缀跞渴軗p,其中許多已倒塌。綜觀全世界,近十年來(lái)相繼發(fā)生了多次重大地震,地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

    二、破壞形式

    由于橋梁的破壞依賴(lài)于地面運(yùn)動(dòng)、場(chǎng)地條件、整體外形和橋梁的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),所以,在特殊的橋梁中引發(fā)的損傷可能有許多形式。盡管復(fù)雜,但記錄卻是清楚的。大部分橋梁的嚴(yán)重?fù)p傷主要表現(xiàn)如下:

    (一)、地表破壞引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞
  
    地表破壞有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等現(xiàn)象。

    地裂會(huì)造成橋梁跨度的縮短、伸長(zhǎng)或墩臺(tái)下沉。在陡峻山區(qū)或砂性土和軟粘土河岸處,強(qiáng)烈地震引起的塌方、岸坡滑動(dòng)以及山石滾落,可使橋梁破壞。在淺層的飽和和疏松砂土處,地震作用易引起砂土液化,致使橋梁突然下沉或不均勻下沉,甚至使橋梁傾倒。在坡邊土岸或古河道處,地震則往往引起岸坡滑移、開(kāi)裂和崩坍等現(xiàn)象,造成橋梁破壞。

    (二)、結(jié)構(gòu)本身受震破壞

     橋梁結(jié)構(gòu)本身受震破壞是由于地震使橋梁產(chǎn)生水平和豎直振動(dòng),造成橋梁構(gòu)件的損壞和破壞,甚至使橋梁倒塌。此外,有些橋梁雖然在強(qiáng)度上能夠承受地震的振動(dòng)力,但由于橋梁上部、下部結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)不牢,整體性差,往往會(huì)造成橋梁上部和下部結(jié)構(gòu)間產(chǎn)生過(guò)大的相對(duì)位移,從而導(dǎo)致橋梁破壞。

    其受震破壞主要表現(xiàn)為:

    1.由于柱的延性(韌性)不夠而產(chǎn)生的開(kāi)裂、傾斜、折斷損傷,或在多孔拱橋中的墩身開(kāi)裂、折斷損傷。在鋼筋混凝土柱中,延性不夠通常是由于鋼筋的約束不夠而引起的。在鋼柱中,不適當(dāng)?shù)难有酝ǔJ怯赡切┮鸬顾l(fā)展的局部屈曲引起的。

    2.橋臺(tái)處剪切鍵的損傷。由于剪切鍵的幾何形狀,幾乎不可能使這些剛性構(gòu)件具有延性。

    3.由于支座的長(zhǎng)度不當(dāng)或支座本身的破壞而導(dǎo)致的約束不當(dāng),最終導(dǎo)致在橋梁的內(nèi)鉸或簡(jiǎn)支座上的上部結(jié)構(gòu)落梁或拱橋落拱。斜交或曲線布置,進(jìn)一步加劇了易損性。對(duì)于簡(jiǎn)支橋來(lái)說(shuō),在地面失效引起了各跨和其支承之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),最可能出現(xiàn)這些失效。

    4.拱橋結(jié)構(gòu)中拱圈主要承受壓應(yīng)力,當(dāng)在墩臺(tái)、墩身下沉或平移時(shí)造成拱圈受拉而損壞。

    5.復(fù)雜結(jié)構(gòu)的異常失效。如有些高架橋中,其異常的易損性是在第一層上方不適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)了柱腳。在外伸柱框架中,易損性可能在橫梁或梁柱的節(jié)點(diǎn)處。

    需要注意的是承受使用及重力荷載的上部結(jié)構(gòu)是按彈性設(shè)計(jì)的,若把抗震考慮在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),它們通常被設(shè)計(jì)成抗震體系中的一個(gè)較強(qiáng)環(huán)節(jié)。因此,上部機(jī)構(gòu)往往十分地堅(jiān)固,在地震期間基本上保持著彈性。一般而論,上部結(jié)構(gòu)的損傷,很少是倒塌的主要原因。相反的,損傷通常都集中在支座和橋梁的柱上。

    交通的基礎(chǔ)設(shè)施——橋梁,在重大災(zāi)害發(fā)生時(shí),如何避免其結(jié)構(gòu)不遭受重大破壞,以及如何以最快的速度修復(fù)受損橋梁,從而把各方面損失減少到最少,成為此次xx地震災(zāi)后留給各位橋梁建設(shè)部門(mén)最關(guān)心的問(wèn)題,因此專(zhuān)家建言:橋梁建設(shè)中的抗震是一個(gè)不能忽視因素。
 

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