《橋梁延性抗震設(shè)計(jì)》——學(xué)習(xí)摘錄北京地鐵亦莊線高架橋所處的地震區(qū)劃為Ⅷ度，因此根據(jù)《鐵路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50111-2006的要求，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足規(guī)定的延性要求；關(guān)于延性設(shè)計(jì)的概念，在“規(guī)范”中未予以詳述，根據(jù)范立礎(chǔ)教授等人編著的《橋梁延性抗震設(shè)計(jì)》一書(shū)展開(kāi)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，以期對(duì)北京地鐵亦莊線的高架橋梁設(shè)計(jì)，尤其是墩－樁的合理設(shè)計(jì)予以把握。以下為《橋梁延性抗震設(shè)計(jì)》主要內(nèi)容：延性設(shè)計(jì)概念地震災(zāi)害與國(guó)策近10年來(lái)國(guó)內(nèi)外主要災(zāi)害性地震簡(jiǎn)況時(shí)間地點(diǎn)震中位置震級(jí)震源深度(km)死亡人數(shù)傷殘人數(shù)直接經(jīng)濟(jì)損失緯度經(jīng)度1989.10.17美國(guó)加州洛馬·普里埃塔(LomaPrieta)37.3N238.1E7.118km643700余人約70美元1994.01.17美國(guó)加州北嶺(Northridge)34.2N241.5E6.718km655000約200億美元1995.01.17日本神戶(kobe)34.6N135.0E7.220km60003.4萬(wàn)約1000億美元1999.08.17土耳其伊茲米特(Izmit)40.7N29.9E7.417km1.4萬(wàn)2.7萬(wàn)超200億美元1999.09.21中國(guó)臺(tái)灣23.8N121.1E7.61.0km20001萬(wàn)118億美元1950～1988年中國(guó)大陸7級(jí)以上地震的災(zāi)害時(shí)間地點(diǎn)震級(jí)(M)基本烈度震中烈度受災(zāi)面積(km2)死亡人數(shù)(人)傷殘人數(shù)（人）直接經(jīng)濟(jì)損失（億元）1955.4.14康定7.51095000842241955.4.15烏恰7.09916000181966.3.22邢臺(tái)7.2610230007938861310.01969.7.18渤海7.493001970.1.5通海7.791017771562126783301973.2.6爐霍7.99106000219924731974.5.11永善7.1892300164116000.91975.2.4海城7.369920132842924.01976.5.29龍陵7.689732791.41976.7.28唐山7.861132000242769164851近1001976.8.16松潘7.26~98500038341985.8.23烏恰7.498526702001.01988.11.6瀾滄7.68991700748775120.51998年3月1日開(kāi)始，我國(guó)政府正式實(shí)施了第一部規(guī)范防震減災(zāi)工作的重要法律—《防震減災(zāi)法》，在《防震減災(zāi)法》中規(guī)定，“新建、擴(kuò)建、改建建設(shè)工程，必須達(dá)到抗震設(shè)防要求；重大建設(shè)工程和可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程，必須進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)，并根據(jù)地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果，確定抗震設(shè)防要求，進(jìn)行抗震設(shè)防”根據(jù)現(xiàn)行的地震烈度區(qū)劃圖，我國(guó)地震烈度在6度及以上的地震區(qū)面積占全國(guó)的60％，7度和7度以上的地震區(qū)面積占全國(guó)面積的1/3；我國(guó)有46％的城市位于基本烈度7度或7度以上的地震區(qū)。工程震害現(xiàn)象與教訓(xùn)地震災(zāi)害(直接震害和次災(zāi)害)地表的破壞主要有地表斷裂、滑坡、砂土液化、軟土震陷等。eq\o\ac(○,1)地表斷裂（地裂縫）分為構(gòu)造地裂縫和重力地裂縫。構(gòu)造地裂縫與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，是地震斷層錯(cuò)動(dòng)后在地表留下的痕跡，一般說(shuō)來(lái)，構(gòu)造地裂縫切割很深，可以從地殼內(nèi)的巖層斷裂開(kāi)始直達(dá)地表，而且不受地形地貌的影響。沿著震源體的錯(cuò)動(dòng)方向，構(gòu)造地裂縫可延綿數(shù)十或上百公里。如美國(guó)的圣·安德列斯（SanAndress）斷層為典型的構(gòu)造地裂縫。重力地裂縫是由于地表土質(zhì)軟硬不均勻及微地面重力影響，在地震作用下形成的。它與震前土質(zhì)的穩(wěn)定狀態(tài)密切相關(guān)，其規(guī)模不能反映地震動(dòng)的強(qiáng)烈程度。這種地裂縫在地震區(qū)分布極廣，在道路、古河道、河岸、堤上等松軟潮濕土壤處?？煽匆?jiàn)。可引起房屋開(kāi)裂以及道路、橋梁等工程設(shè)施的破壞，并對(duì)地下管道造成嚴(yán)重的破壞。eq\o\ac(○,2)滑坡：略。eq\o\ac(○,3)砂土液化地震動(dòng)使排列較為松散的飽和無(wú)粘性土顆粒產(chǎn)生壓實(shí)趨勢(shì)，若短時(shí)間內(nèi)土中的水排泄不出來(lái)，則土體內(nèi)部產(chǎn)生超靜定孔隙水壓力，當(dāng)孔隙水壓力增大到與砂土剪切面上的正應(yīng)力相等時(shí)，土顆粒便形同“液體”呈懸浮狀態(tài)。地震液化使地基失穩(wěn)導(dǎo)致大量工程結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞。eq\o\ac(○,4)軟土震陷軟土震陷在地震中時(shí)有發(fā)生，但人們研究的很少。一般軟土系指水下天然沉積的飽和粘性土（包括淤泥、淤泥質(zhì)、泥炭質(zhì)土等），具有高壓縮性及高孔隙比，含水量高，承載力低。我國(guó)濱海城市如天津、上海等地的部分地區(qū)屬于這一類土。軟土震陷的主要特征是在強(qiáng)烈的地震作用下，孔隙水壓力增大，并從邊界排出，軟粘土被壓密，產(chǎn)生沉陷或不均勻沉陷。對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，特別是超靜定結(jié)構(gòu)，不均勻沉陷引起的內(nèi)力重分配可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞乃至倒塌。工程結(jié)構(gòu)的破壞eq\o\ac(○,1)地基失效引起的結(jié)構(gòu)破壞強(qiáng)烈地震時(shí)，地裂縫、滑坡、砂土液化、軟土震陷等，可使地基開(kāi)裂、滑動(dòng)、不均勻沉降等，進(jìn)而喪失穩(wěn)定和承載力，這類破壞一般難以抵抗，主要通過(guò)場(chǎng)地選擇和或地基處理解決。eq\o\ac(○,2)結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈振動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)破壞地震時(shí)，地面的運(yùn)動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形大幅地增加，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞和倒塌。這類破壞主要源于兩個(gè)方面原因：一是結(jié)構(gòu)遭遇的地震強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)期的強(qiáng)度，使結(jié)構(gòu)無(wú)法抵御而破壞，這是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的外因；二是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造以及施工方法上存在的缺陷，如結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度和延性不足、各構(gòu)件之間連接不牢、結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造不合理等，這是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的內(nèi)因。由于目前無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)橋址處未來(lái)發(fā)生的地震動(dòng)的強(qiáng)度，所以，設(shè)計(jì)對(duì)地震動(dòng)特性不敏感的結(jié)構(gòu)就顯得特別重要。合理的抗震設(shè)計(jì)并非單純地提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，而是要設(shè)法避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大的地震作用效應(yīng)。震害現(xiàn)象（可能原因）與教訓(xùn)早期橋梁震害現(xiàn)象人類正式記錄的橋梁震害發(fā)生在1906年美國(guó)就金山大地震；1923年關(guān)東大地震促使日本制訂了世界第一部公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范——內(nèi)務(wù)省《道路法、道路設(shè)計(jì)細(xì)則草案》（1926年）；1948年福岡地震和1964年新瀉地震，使人們充分認(rèn)識(shí)到砂土液化現(xiàn)象危害；1971年圣·費(fèi)爾南多（SanFernando）地震,使人們開(kāi)始注重結(jié)構(gòu)的延性；從早期的歷次破壞性地震中，人們經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，橋梁的震害現(xiàn)象可以歸納為：eq\o\ac(○,1)上部結(jié)構(gòu)墜毀：上部結(jié)構(gòu)自身因直接的地震動(dòng)力效應(yīng)而損壞的現(xiàn)象極少見(jiàn)，但因支承連接件失效等引起的落梁現(xiàn)象，在早期的破壞性地震中常有發(fā)生。梁在順橋向發(fā)生墜梁時(shí)，梁端撞擊橋墩側(cè)壁，給橋梁下部結(jié)構(gòu)帶來(lái)很大的破壞。eq\o\ac(○,2)支承連接件破壞：橋梁的支座、伸縮縫和剪力鍵等支承連接件歷來(lái)被認(rèn)為是橋梁結(jié)構(gòu)特性中抗震性能比較薄弱的環(huán)節(jié)。eq\o\ac(○,3)橋臺(tái)、橋墩破壞：嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象包括墩臺(tái)倒塌、斷裂和嚴(yán)重傾斜；對(duì)鋼筋混凝土橋臺(tái)和橋墩，破壞現(xiàn)象還包括橋墩的輕微開(kāi)裂、保護(hù)層混凝土剝落和縱向鋼筋屈曲等。eq\o\ac(○,4)基礎(chǔ)破壞：擴(kuò)大基礎(chǔ)自身的震害現(xiàn)象極少發(fā)現(xiàn)，然而有時(shí)因不良的地質(zhì)條件，也會(huì)出現(xiàn)沉降、滑移等；樁基礎(chǔ)的承臺(tái)由于體積、強(qiáng)度和剛度都很大，因此也極少發(fā)生破壞，但樁基的破壞現(xiàn)象則時(shí)有發(fā)生，尤其是對(duì)