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桥梁抗震浅谈(上篇)
2010-04-23 

一、引言

    随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。
xx省发生的8级大地震,给xx地区交通带来了极大破坏,当地桥梁几乎全部受损,其中许多已倒塌。综观全世界,近十年来相继发生了多次重大地震,地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。

    二、破坏形式

    由于桥梁的破坏依赖于地面运动、场地条件、整体外形和桥梁的结构细节,所以,在特殊的桥梁中引发的损伤可能有许多形式。尽管复杂,但记录却是清楚的。大部分桥梁的严重损伤主要表现如下:

    (一)、地表破坏引发结构破坏
  
    地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象。

    地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。在陡峻山区或砂性土和软粘土河岸处,强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落,可使桥梁破坏。在浅层的饱和和疏松砂土处,地震作用易引起砂土液化,致使桥梁突然下沉或不均匀下沉,甚至使桥梁倾倒。在坡边土岸或古河道处,地震则往往引起岸坡滑移、开裂和崩坍等现象,造成桥梁破坏。

    (二)、结构本身受震破坏

     桥梁结构本身受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动,造成桥梁构件的损坏和破坏,甚至使桥梁倒塌。此外,有些桥梁虽然在强度上能够承受地震的振动力,但由于桥梁上部、下部结构联结不牢,整体性差,往往会造成桥梁上部和下部结构间产生过大的相对位移,从而导致桥梁破坏。

    其受震破坏主要表现为:

    1.由于柱的延性(韧性)不够而产生的开裂、倾斜、折断损伤,或在多孔拱桥中的墩身开裂、折断损伤。在钢筋混凝土柱中,延性不够通常是由于钢筋的约束不够而引起的。在钢柱中,不适当的延性通常是由那些引起倒塌发展的局部屈曲引起的。

    2.桥台处剪切键的损伤。由于剪切键的几何形状,几乎不可能使这些刚性构件具有延性。

    3.由于支座的长度不当或支座本身的破坏而导致的约束不当,最终导致在桥梁的内铰或简支座上的上部结构落梁或拱桥落拱。斜交或曲线布置,进一步加剧了易损性。对于简支桥来说,在地面失效引起了各跨和其支承之间的相对运动时,最可能出现这些失效。

    4.拱桥结构中拱圈主要承受压应力,当在墩台、墩身下沉或平移时造成拱圈受拉而损坏。

    5.复杂结构的异常失效。如有些高架桥中,其异常的易损性是在第一层上方不适当地加强了柱脚。在外伸柱框架中,易损性可能在横梁或梁柱的节点处。

    需要注意的是承受使用及重力荷载的上部结构是按弹性设计的,若把抗震考虑在设计范围内,它们通常被设计成抗震体系中的一个较强环节。因此,上部机构往往十分地坚固,在地震期间基本上保持着弹性。一般而论,上部结构的损伤,很少是倒塌的主要原因。相反的,损伤通常都集中在支座和桥梁的柱上。

    交通的基础设施——桥梁,在重大灾害发生时,如何避免其结构不遭受重大破坏,以及如何以最快的速度修复受损桥梁,从而把各方面损失减少到最少,成为此次xx地震灾后留给各位桥梁建设部门最关心的问题,因此专家建言:桥梁建设中的抗震是一个不能忽视因素。
 

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