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1999.9.21 台湾集集 大地震桥梁震灾 烏渓橋 名竹橋 長庚橋 稗豊橋 集鹿大橋 * * 桥梁抗震 第二章 桥梁震害 调查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，采取有效抗震措施的科学依据。 抗震理论的发展是人类认识桥梁震害的历史 地震强度 场地情况 桥梁震害 结构地震易损性 人为错误 抗震设计的观点： 桥梁震害 地基失效引起的破坏（静力作用） 结构强烈振动引起的破坏（动力作用） 人为工程所难以抵御，尽量通过场地选择避开：活动断层及其邻近地段、可能发生滑坡或崩塌地段、有可能液化的软弱土层地段 外因：结构遭遇的地震动的强度远远超过设计预期的强度 内因：结构设计和细部构造以及施工方法上存在缺陷： 如：构件强度和延性不足、各构件之间连接不牢、 结构布置和构造不合理等 上部结构的震害（自身、移位、落梁、碰撞） 支座的震害 下部结构（墩柱的破坏、框架墩、桥台 ）和基础的震害 桥梁震害的教训及启示 2.1 上部结构的震害 2.1.1 上部结构自身的震害 比较少见！钢结构的局部屈服 图2.1 阪神地震中钢箱梁的局部屈曲破坏 图2.2 阪神地震中 拱桥风撑的屈曲破坏 1.2.1 上部结构的移位震害 桥梁上部结构的移位震害在破坏性地震中极为常见！纵向移位、横向移位以及扭转移位 图2.3 阪神地震中上部结构纵向移位 图2.4 阪神地震中上部结构横向移位 大型拱桥上部结构横移破坏 1971年美国圣·费尔南多地震（M6.7）中，两座立交枢纽工程部分塌落：台墩间和桥墩间过大的水平相对位移有关；部分墩柱的抗震能力不足，桥墩墩顶和挂梁支承牛腿处的支承面过窄有关。伸缩缝处设置的连接限位螺栓强度还不足以限制纵向相对位移。 图2.5 圣费南多地震中立交桥梁跨坠毁 （金州5号高速干道与14号高速公路） （墩高：43m，截面：1.8?3m） 图2.6 圣费南多地震中立交桥梁跨坠毁 （金州5号高速干道与州际210干道） 图2.7 旧金山—奥克兰海湾大桥一跨落梁 1989年美国洛马·普里埃塔地震（M7.0）中，旧金山—奥克兰海湾大桥引桥的一跨落梁：设计低估了相邻桥墩间的相对位移，连接螺栓剪断。 1995年日本阪神地震中西宫港大桥(主跨252m的钢系杆拱桥)第一跨引桥脱落：主桥和引桥间的相对位移过大，桥墩的支承面太窄，支座、连接限位构件失效。 图2.10 阪神地震中西宫港大桥第一跨引桥脱落 （a）主桥侧 （b）引桥侧 图2.11 阪神地震中西宫港大桥落梁跨两侧的墩顶震害 箱梁自桥台处坠落： 桥台处的支承宽度过小，仅14英寸 1994年美国北岭地震震害 （ Northridge Earthquake, M6.7） 图2.8 斜桥落梁震害 图2.9 桥台处落梁震害 Gavin Canyon 跨线桥（斜桥，24°）上部结构坠落：斜交和牛腿连接处支承面过窄。纵向约束装置遭受破坏。 1999年台湾集集地震（M7.6）中多跨简支梁桥的落梁： 有一断层穿过该桥。主梁支承在板式橡胶支座上，纵向未设限位装置，横向设置了两个小挡块。 图2.12 台湾集集地震中简支梁桥落梁 2.1.3 上部结构的碰撞震害 图2.13 1989年美国洛马·普里埃塔地震中，相邻跨上部结构的碰撞 图2.14 1994年美国北岭地震中上部结构与桥台间的碰撞 图2.15 1989年美国洛马·普里埃塔地震中，相邻桥梁结构间的碰撞 薄弱部位 在历次破坏性地震中，支座的震害现象都较普遍 支座设计没有充分考虑抗震的要求，连接与支挡等构造措施不足，以及某些支座形式和材料本身的缺陷。在日本阪神地震中，支座损坏的比例达到了调查总数的28% 破坏形式：支座移位、锚固螺栓拔出、剪断，活动支座脱落以及支座构造破坏。 2.2支座的震害 图2.16 支座的移位震害 图2.17 辊轴支座的辊轴脱落 图2.18 辊轴支座辊轴拔出 图2.19 三维铰支座劈裂 图2.20 支座的震害 图2.21 支座的震害 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。 2.3 下部结构和基础的震害 2.3.1 桥梁墩柱的震害 钢筋混凝土墩柱的破坏形式主要有弯曲破坏和剪切破坏。还有基脚破坏。比较高柔的桥墩，多为弯曲型破坏；而矮粗的桥墩，多为剪切破坏；介于两者之间的，为混合型。 （1) 墩柱的弯曲破坏 桥梁墩柱的弯曲破坏非常常见：主要是约束箍筋配置不足、纵向钢筋的搭接或焊接不牢等引起的墩柱的延性不足。 图2.22　1994年美国北岭地震中立交桥的墩柱弯曲破坏：箍筋不足。直径12.7mm的环形箍筋，箍筋采用搭接