梁式橋震害分析土木0812孫寶龍0820214217摘要：為了研究梁式橋的震害影響因素，通過國(guó)內(nèi)幾次大地震中梁式橋震害調(diào)查資料，對(duì)梁式橋震害現(xiàn)象進(jìn)行分類分析其原因，從地震烈度、建設(shè)年代、結(jié)構(gòu)體系、地震次生地質(zhì)災(zāi)害等4個(gè)方面對(duì)橋梁震害的影響分別進(jìn)行分析，得到了關(guān)于梁式橋地震破壞的影響因素、破壞機(jī)理等方面的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵字：梁式橋；震害；影響因素國(guó)內(nèi)外很多從事橋梁工作者對(duì)橋梁震害模式及機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)，并每次大地震發(fā)生之后都會(huì)對(duì)橋梁震害資料進(jìn)行整理，深入研究橋梁震害機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)，并且每次大地震發(fā)生之后橋梁震害資料都會(huì)更加豐富，為深入研究橋梁結(jié)構(gòu)震害機(jī)理及抗震措施等奠定了根底。如2021年5月12日四川汶川發(fā)生的8級(jí)大地震，極震區(qū)烈度高達(dá)Ⅺ度，地震造成24條高速公路、161條國(guó)省干線、8618條鄉(xiāng)村公路、6140座橋梁、156條隧道受損，這次地震同樣為橋梁抗震研究留下了珍貴的震害資料。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外幾次大地震中的梁式橋震害現(xiàn)象進(jìn)行了研究，結(jié)合汶川8.0級(jí)大地震中梁式橋的震害，從震害特點(diǎn)和影響因素兩方面進(jìn)行了總結(jié)分析。一、梁式橋震害特點(diǎn)本文收集了海城7.3級(jí)地震(1975年)、唐山7.8級(jí)大地震(1976年)、洛馬·普里埃塔7.1級(jí)地震(1989年)、美國(guó)北嶺6.6級(jí)地震(NorthridgeEarthquake)(1994年)、云南麗江7.0級(jí)地震(1996年)、土耳其伊茲米特7.8級(jí)地震(1999年)、我國(guó)臺(tái)灣集集7.3級(jí)大地震(1999年)、汶川8.0級(jí)大地震(2021年)等地震中的梁式橋震害資料，共包含112座梁式橋梁的震害，并進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)(表1)。由表1可知，梁式橋梁可能出現(xiàn)的8類震害，在震害調(diào)查中均有發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)前4類震害的橋梁占多數(shù)，顯然，這4類震害是最為常見的震害。1.1支座破壞在調(diào)查的112座橋梁中有53座橋梁約占65.2%發(fā)生了支座破壞，綜合國(guó)內(nèi)外幾次大地震的調(diào)查結(jié)果，在中、美、日等國(guó)的多個(gè)地震中，支座的破壞現(xiàn)象均較為普遍。支座的震害表現(xiàn)為支座傾斜、剪斷、錨固螺栓拔出、活動(dòng)支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞等。支座破壞的同時(shí)也伴隨著支座下墊石板破碎。落梁震害與支承破壞密切相關(guān)，因振動(dòng)導(dǎo)致的落梁多因支承破壞所致。當(dāng)支座破壞后，墩－梁間的位移失去控制，當(dāng)墩梁間的相對(duì)位移大于主梁擱置長(zhǎng)度后，主梁將從橋墩脫落從而導(dǎo)致落梁。統(tǒng)計(jì)的53座支座破壞橋梁中，有26座落梁。另外統(tǒng)計(jì)的53座支座破壞橋梁中，有29座橋梁的橋墩沒有破壞，說明對(duì)于下部結(jié)構(gòu)而言，支座破壞可以防止上部結(jié)構(gòu)的地震荷載傳到橋墩，從而起到保護(hù)橋墩的作用。1.2墩臺(tái)損壞橋墩是橋梁結(jié)構(gòu)中最重要的承重構(gòu)件，在地震中，橋墩一旦破壞將會(huì)導(dǎo)致橋梁不能再使用甚至落梁或整體倒塌，本文調(diào)查的26座落梁的橋梁中有16座墩臺(tái)破壞，說明墩臺(tái)破壞是落梁的主要原因。由表1可知，調(diào)查的112座橋梁震害中就有51座橋墩破壞和48座橋臺(tái)破壞，分別占總體的46.4%和42.9%，說明在地震中墩臺(tái)破壞現(xiàn)象比擬普遍。墩臺(tái)的震害形式有發(fā)生嚴(yán)重傾斜移位、墩臺(tái)沉降、墩身破壞。較高的柔性墩柱大多是彎曲破壞，在地震中，此類破壞不是太多，主要發(fā)生在墩柱頂部和底部。汶川地震中百花大橋橋墩抗彎能力缺乏而導(dǎo)致墩底保護(hù)混凝土的剝落損壞(圖1)。較矮的墩中較為普遍出現(xiàn)剪切或彎剪破壞，橋墩的抗剪強(qiáng)度缺乏，是出現(xiàn)這類震害的根本原因。在地震中此類破壞較多，可能發(fā)生在帽梁與墩柱連接處、墩柱中部或墩柱與承臺(tái)的連接處。汶川地震中回瀾立交橋匝道橋墩破壞方向沿切向較為明顯，遭受嚴(yán)重破壞的橋墩大多為短柱，發(fā)生剪切破壞(圖2，圖3)。在城市高架橋中常使用框架墩，框架墩的震害也經(jīng)常見到。震害主要表現(xiàn)為:蓋梁的破壞，墩柱的破壞以及節(jié)點(diǎn)的破壞。蓋梁的破壞形式:當(dāng)?shù)卣鹆椭亓ΟB加時(shí)，剪切強(qiáng)度缺乏引起的剪切破壞;蓋梁負(fù)彎矩鋼筋的過早截?cái)嘁鸬膹澢茐?以及蓋梁鋼筋的錨固長(zhǎng)度不夠引起的破壞。節(jié)點(diǎn)的破壞主要是剪切破壞(圖4)。1.3梁體移位上部結(jié)構(gòu)的移位震害比擬常見，縱向移位、橫向移位以及扭轉(zhuǎn)移位，在伸縮縫處比擬容易發(fā)生移位震害。地震發(fā)生時(shí)，橋梁的梁體移位是防止不了的，如果不是太大的移位，震后通過換掉破壞的支座，把梁體恢復(fù)原位，橋梁還可以繼續(xù)使用。但是過大的移位會(huì)導(dǎo)致落梁，這是不允許的，所以必須采取抗震措施減小梁體位移。汶川地震有些橋梁上部結(jié)構(gòu)雖然沒有落梁，但發(fā)生了比擬大的移位，導(dǎo)致無法通行。臺(tái)灣集集大地震中東豐橋產(chǎn)生了10～20cm的大的豎向位移并且在橫向偏離30～50cm。PCI梁因大的橫向移動(dòng)脫離支座。汶川地震中百花大橋主梁均發(fā)生橫、縱向移位及碰撞(圖5)。1.4地基與根底破壞有實(shí)際震害資料證明，大多數(shù)發(fā)生落梁等災(zāi)難性破壞的橋梁都出現(xiàn)地基根底破壞現(xiàn)象，地基與根底的嚴(yán)重破壞是導(dǎo)致橋梁倒塌，并在震后難以修復(fù)使用的重要原因。在本文調(diào)查的橋梁震害中有20座嚴(yán)重破壞或毀壞的橋梁發(fā)生了地基根底震害，26座落梁破壞的橋梁中有11座發(fā)生了地基根底破壞。根底的破壞與地基的破壞緊密相關(guān)，幾乎所有地基的破壞都會(huì)引起根底的破壞，主要表現(xiàn)為移位、傾斜、下沉、折斷和屈曲失穩(wěn)。根底破壞的原因有:擴(kuò)大根底的震害一般由砂土液化或地基失效的不均勻沉降和由土承載力和穩(wěn)定性不夠，地面產(chǎn)生大變形，導(dǎo)致地層發(fā)生水平滑移、下沉、斷裂而引起的;常用樁根底除了上面的原因外，還有上部結(jié)構(gòu)傳下來的慣性力所引起的樁基剪切、彎曲破壞，更有樁根底設(shè)計(jì)不當(dāng)所引起的震害。1989年洛馬·普里埃塔地震中StruveSlough橋的樁柱穿透橋面(圖6)。汶川地震中龍尾大橋第7跨橋墩傾斜接近倒塌(近端第2跨橋墩墩底可見噴砂液化現(xiàn)象)(圖7)。1.5其他破壞在地震中，除了上面提到的主要部位的震害外，還有一些非結(jié)構(gòu)部位，包括構(gòu)件間的節(jié)點(diǎn)破壞、伸縮縫的破壞、扶手護(hù)欄破壞、擋塊損壞以及引橋的破壞等，這些部位雖然不能引起橋梁垮塌癱瘓，但是它們的破壞也會(huì)大大加重橋梁的震害，因此在橋梁抗震設(shè)計(jì)和橋梁施工中應(yīng)給予重視和恰當(dāng)?shù)奶幚?。在?0年內(nèi)發(fā)生的大地震中，發(fā)現(xiàn)很多城市高架橋和立交橋破壞是由于碰撞反響引起的。碰撞還可以發(fā)生在多層立交橋高度不同的相鄰結(jié)構(gòu)之間，即標(biāo)高較低的上部結(jié)構(gòu)與相鄰較高結(jié)構(gòu)的橋墩發(fā)生碰撞。圖8和圖9分別為汶川大地震中橋面伸縮縫和擋塊的破壞。二、梁式橋震害影響因素2.1地震烈度的影響對(duì)112座梁式橋梁的震害資料依據(jù)烈度的不同進(jìn)行了分析(表2)。表2中數(shù)值表示:某烈度區(qū)某一震害類型的橋梁破壞座數(shù)/某烈度區(qū)橋梁總數(shù)。從表2的分析結(jié)果來看，就某一烈度區(qū)的橋梁震害形式仍然以支座破壞、墩臺(tái)損壞、梁體移位和地基及根底破壞為主，在高烈度區(qū)，落梁破壞也比擬嚴(yán)重。就某一種震害類型分析，隨著烈度的增高，橋梁的破壞程度增大，尤其是落梁破壞表現(xiàn)比擬明顯。在X以上的高烈度區(qū)，各種震害類型的橋梁破壞都很嚴(yán)重。2.2建設(shè)年代的影響對(duì)1976年7.8級(jí)唐山大地震中的40座橋梁震害與2021年的8.0級(jí)汶川大地震中的33座橋梁震害做了比擬(表3)。雖然汶川地震的震級(jí)比唐山大地震的震級(jí)大，但是從表3來看，唐山大地震中的各類震害都比汶川大地震嚴(yán)重。由此可見，有無抗震設(shè)計(jì)對(duì)橋梁的破壞至關(guān)重要。橋梁抗震設(shè)計(jì)也是最近幾十年才提出來的，在橋梁抗震設(shè)計(jì)未提出之前建造的橋梁抗震性比擬差，所以震害比擬嚴(yán)重，隨著橋梁抗震理論的開展，橋梁的抗震性能也越來越好，相比早些年代建造的橋梁在強(qiáng)震作用下，震害較輕。以支座破壞為例說明建造年代對(duì)橋梁震害的影響，在1960年代以前，幾乎全部橋梁都是鋼支座、混凝土擺式支座、簡(jiǎn)易的瀝青油氈支座;其中鋼支座占絕大多數(shù)。1964年板式橡膠支座誕生以來，1970年代相繼研制成了四氟板式橡膠支座、盆式橡膠支座，到目前我國(guó)幾乎100%的支座都是使用板式橡膠支座、盆式橡膠支座和球型橡膠支座。結(jié)合支座的開展史來分析，不難理解震害變輕的原因，這說明采用橡膠支座比之前的鋼支座、混凝土擺式支座、簡(jiǎn)易的瀝青油氈支座更為適宜(近年來的理論研究也說明橡膠支座比鋼支座、混凝土擺式支座、簡(jiǎn)易的瀝青油氈支座抗震性能好)。因此，在地震區(qū)橋梁能使用隔震減震橡膠支座為最好。2.3結(jié)構(gòu)體系的影響(1)簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋比照分析橋梁震害統(tǒng)計(jì)數(shù)字說明，縱向落梁占落梁震害的絕大多數(shù)，約占97%，而橫向落梁和扭轉(zhuǎn)滑移落梁那么很少見。簡(jiǎn)支梁橋的梁體與橋墩的連接方式一般是一端是固定支座，一端為滑動(dòng)支座，在地震作用下，兩端橋墩不同的縱向位移容易導(dǎo)致縱向落梁。而連續(xù)梁橋由于在縱向的整體連續(xù)性比擬好，不會(huì)發(fā)生縱向落梁現(xiàn)象，但是連續(xù)梁橋會(huì)因?yàn)闃蚨掌茐亩l(fā)生整體橫向倒塌。1995年日本阪神7.2級(jí)地震中神戶高速3號(hào)線皮爾茨橋梁由于獨(dú)柱式懸臂橋墩的破壞引起整體在橫向倒塌破壞和2021年汶川地震中百花大橋第5聯(lián)的整體垮塌就是兩個(gè)連續(xù)梁破壞例子。連續(xù)梁橋與簡(jiǎn)支梁橋相比更容易發(fā)生橋墩傾斜震害，連續(xù)梁橋由于固定支座的設(shè)置，使得橋墩在地震作用下承受的地震荷載差異大，從而橋墩破壞的嚴(yán)重程度差異也大，連續(xù)梁的扭轉(zhuǎn)作用也給設(shè)置固定支座的橋墩帶來了很大的破壞。連續(xù)梁橋和簡(jiǎn)支梁橋的橋墩形式不同是主要原因，簡(jiǎn)支梁的橋墩一般都是帶蓋梁的雙柱門式橋墩，橫向剛度較大，不容易發(fā)生橫向傾斜。連續(xù)梁橋大多數(shù)采用單柱式或雙柱式(無蓋梁)，橫向整體剛度較小。汶川地震橋梁震害調(diào)查說明，雙柱式橋墩比獨(dú)柱式橋墩的抗震性能好。(2)斜橋和曲線梁橋城市立交橋和高架橋?yàn)榱诉m應(yīng)地形，使用了很多曲線梁橋，有時(shí)也會(huì)使用斜交橋，所以在此特別討論這兩種橋型。在地震中，斜交橋上部橋跨在地震作用下會(huì)比正交橋發(fā)生更大的位移，而且存在在減小傾斜程度方向的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，在沒有足夠的支座支承寬度的情況下，斜交橋跨在銳角處容易因失去支承而脫落。斜交橋和它的橋臺(tái)(或其相鄰橋跨)之間的碰撞，能引起橋梁繞一個(gè)豎向軸轉(zhuǎn)動(dòng)形成扭轉(zhuǎn)位移。曲線橋梁本身動(dòng)力特性較為復(fù)雜，受雙向地震力作用明顯，上部結(jié)構(gòu)的重心偏離橋墩，附加彎矩作用明顯，特別是在豎向地震和雙向水平地震聯(lián)合作用下，曲線橋梁的反響不對(duì)稱，容易出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和外側(cè)移變形。汶川地震中百花大橋曲線段局部整體倒塌情況(圖10)，說明該段橋梁彎一扭地震反響效應(yīng)比擬顯著，這可能是導(dǎo)致震害的主要原因。汶川地震中綿竹市回瀾立交架匝道橋橋墩破壞嚴(yán)重。2.4地震次生地質(zhì)災(zāi)害的影響汶川地震極重災(zāi)區(qū)橋梁震害有一個(gè)重要特點(diǎn)就是次生地質(zhì)災(zāi)害對(duì)橋梁的破壞很大，這也是汶川地震橋梁震害有別于其他幾次大地震中橋梁震害的一個(gè)突出特點(diǎn)。次生地質(zhì)災(zāi)害對(duì)橋梁破壞是消滅性的，成都－汶川高速公路上的幾座橋梁，如K26+773順河大橋、徹底關(guān)大橋、映秀岷江大橋等，受山體崩塌而砸塌。三、結(jié)語通過對(duì)梁式橋震害的總結(jié)研究，得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。(1)在地震中，梁式橋支座破壞、墩臺(tái)破壞、地基(根底)破壞及梁體移位是最為常見的震害，這4類震害極易導(dǎo)致落梁甚至全橋倒塌的慘劇，因此應(yīng)在抗震設(shè)計(jì)中重點(diǎn)防范。(2)隨著烈度的增高，橋梁的破壞程度增大，尤其在X以上的高烈度區(qū)，各種震害類型的橋梁破壞都很嚴(yán)重。(3)橋梁的建造年代對(duì)橋梁的震害有很大的影響，隨著橋梁抗震理論的開展，橋梁的抗震性能也越來越好，近20年設(shè)計(jì)建造的橋梁相比早些年代建造的在強(qiáng)震作用下，震害較輕，再一次說明進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)、施工的必要性。(4)梁式橋有簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋之分，不同的橋梁結(jié)構(gòu)體系，橋梁震害特點(diǎn)有明顯差異。(5)特定環(huán)境導(dǎo)致的次生地質(zhì)災(zāi)害對(duì)橋梁破壞影響很大，這點(diǎn)在汶川大地震中表現(xiàn)尤為突出，應(yīng)該給予關(guān)注。參考文獻(xiàn):［1］中國(guó)赴日地震考查團(tuán).日本阪神大地震考察［M］.北京:地震出版社，1995.［2］劉恢先.唐山大地震震害［M］.北京:地震出版社，1986.［3］張敏政.土耳其伊茲米特地震震害考察［J］.工程抗震，2000(4):34－38［4］EERC.LomaPrietaEarthquakeReconnaissanceReport［J］.Earthquake、Spectra，1990，6:101－107.［5］莊衛(wèi)林，余翔，易志宏，等.簡(jiǎn)支體系橋梁的震害及抗震設(shè)計(jì)對(duì)策［J］.橋梁建設(shè)，2021(4):61－64.［6］陳惠發(fā)，段煉.橋梁工程抗震設(shè)計(jì)［M］.蔡中民，武軍，譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2021.［7］孫治國(guó)，王東升，郭迅，等.汶川大地震綿竹市回瀾立交橋震害下面是贈(zèng)送的中秋節(jié)演講辭，不需要的朋友可以下載后編輯刪除?。?！謝謝中秋佳節(jié)演講詞推薦中秋,懷一顆感恩之心?老師們，同學(xué)們：秋濃了，月圓了，又一個(gè)中秋要到了!本周日，農(nóng)歷的八月十五，我國(guó)的傳統(tǒng)節(jié)日——中秋節(jié)。中秋節(jié)，處在一年秋季的中期，所以稱為“中秋〞，它僅僅次于春節(jié)，是我國(guó)的第二大傳統(tǒng)節(jié)日。中秋的月最圓，中秋的月最明，中秋的月最美，所以又被稱為“團(tuán)圓節(jié)〞。金桂飄香，花好月圓，在這美好的節(jié)日里，人們賞月、吃月餅、走親訪友……無論什么形式，都寄托著人們對(duì)生活的無限熱愛和對(duì)美好生活的向往。中秋是中華瑰寶之一，有著深厚的文化底蘊(yùn)。中國(guó)人特別講究親情，特別珍視團(tuán)圓，中秋節(jié)尤為甚。中秋，是一個(gè)飄溢親情的節(jié)日;中秋，是一個(gè)彌漫團(tuán)圓的時(shí)節(jié)。這個(gè)時(shí)節(jié)，感受親情、釋放親情、增進(jìn)親情;這個(gè)時(shí)節(jié)，盼望團(tuán)圓、追求團(tuán)圓、享受團(tuán)圓……這些，都已成為人們生活的主旋律。同學(xué)們，一定能背誦出許多關(guān)于中秋的千古佳句，比方“舉頭望明月，低頭思故土〞、“但愿人長(zhǎng)久，千里共嬋娟〞、“海上生明月，天涯共此時(shí)〞……這些佳句之所以能穿透歷史的時(shí)空流傳至今，不正是因?yàn)槲覀內(nèi)祟愑兄墓餐拍顔?。中秋最美是親情。一家人團(tuán)聚在一起，講不完的話，敘不完的情，訴說著人們同一個(gè)心聲：親情是黑暗中的燈塔，是荒漠中的甘泉，是雨后的彩虹……中秋最美是思念。月亮最美，美不過思念;月亮最高，高不過想念。中秋圓月會(huì)把我們的目光和思念傳遞給我們想念的人和我們牽掛的人，祝他們沒有憂愁，永遠(yuǎn)幸福，沒有煩惱，永遠(yuǎn)快樂!一、活動(dòng)主題：游名校、賞名花，促交流，增感情二、活動(dòng)背景：又到了陽春三月，陽光明媚，微風(fēng)吹拂，正是踏青春游的好時(shí)節(jié)。借春天萬物復(fù)蘇之際，我們?nèi)嗑奂谝黄?，彼此多一點(diǎn)接觸，多一點(diǎn)溝通，共話美好未來，與此同時(shí)，也可以緩解一下緊張的學(xué)習(xí)壓力。相信在這次春游活動(dòng)中，我們也能更親近的接觸自然，感悟自然，同時(shí)吸收萬物之靈氣的同時(shí)感受名校的人文氣息。

三、活動(dòng)目的：1.豐富同學(xué)們的校園生活，陶冶情操。2.領(lǐng)略優(yōu)美自然風(fēng)光，促進(jìn)全班同學(xué)的交流，營(yíng)造和諧融洽的集體氣氛。3.為全體同學(xué)營(yíng)造一種輕松自由的氣氛，又可以加強(qiáng)同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。4.有效的利用活動(dòng)的過程及其形式，讓大家感受到我們班級(jí)的開展和進(jìn)步。四、活動(dòng)時(shí)間：XX年3月27日星期四五、活動(dòng)參與對(duì)象：房產(chǎn)Q1141全體及“家屬〞六、活動(dòng)地點(diǎn)：武漢市華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)七、活動(dòng)流程籌劃：1、27日8點(diǎn)在校訓(xùn)時(shí)集合，乘車2、9點(diǎn)前往華農(nóng)油菜基地、果園，賞花攝影3、10點(diǎn)30，回農(nóng)家樂開始做飯，進(jìn)行“我是廚王〞大比拼4、1點(diǎn)30，收拾食品殘物，開始集體活動(dòng)5、4點(diǎn)，乘車返校八、職能分工及責(zé)任定崗1、調(diào)研組：負(fù)責(zé)前期的選址、籌劃的撰寫、實(shí)地考察、交通工具的聯(lián)系和檢驗(yàn)

組長(zhǎng)：金雄

成員：吳開慧2、平安保衛(wèi)組：負(fù)責(zé)登記參加春游的人數(shù)，乘車前的人數(shù)的登記，集體活動(dòng)時(shí)同學(xué)的請(qǐng)假的審批，平安知識(shí)的培訓(xùn)與教育，午餐制作的人員分組

組長(zhǎng)：徐楊超

成員：王沖3、食材采購(gòu)組：根據(jù)春游的人數(shù)和預(yù)算費(fèi)用合理購(gòu)置食材

組長(zhǎng)：胡晴瑩

成員：何曉藝4、活動(dòng)組織組：在車上、賞花期間、主要是做飯完后的集體活動(dòng)期