地震作用下木-混凝土組合梁橋易損性：機(jī)理、分析與防控策略一、引言1.1研究背景與意義地震，作為一種極具破壞力的自然災(zāi)害，常常給人類社會帶來巨大的損失。全球范圍內(nèi)，地震活動頻繁，眾多地區(qū)深受其害。據(jù)統(tǒng)計，每年都會發(fā)生數(shù)百萬次地震，其中一些強(qiáng)烈地震引發(fā)了橋梁垮塌、道路中斷等嚴(yán)重后果。橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分，在地震發(fā)生時的安全狀況至關(guān)重要。一旦橋梁在地震中受損或倒塌，不僅會阻礙救援隊伍和物資的及時抵達(dá)，還會對災(zāi)后的重建工作造成嚴(yán)重影響，進(jìn)而影響整個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定。木-混凝土組合梁橋，融合了木材和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，具有獨特的結(jié)構(gòu)特點和力學(xué)性能。木材具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度和良好的韌性等特點，能夠有效減輕橋梁結(jié)構(gòu)的自重，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能；混凝土則具有較高的抗壓強(qiáng)度和耐久性，能夠為橋梁提供穩(wěn)定的支撐。這種組合結(jié)構(gòu)在一些地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在對橋梁結(jié)構(gòu)性能要求較高的場合。然而，由于木材和混凝土的材料特性差異較大，在地震作用下，兩者的協(xié)同工作性能可能會受到影響，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的易損性增加。例如，在地震發(fā)生時，木材和混凝土之間的連接部位可能會出現(xiàn)松動、開裂等現(xiàn)象，影響橋梁的整體穩(wěn)定性。在過去的地震災(zāi)害中，木-混凝土組合梁橋遭受了不同程度的破壞，給當(dāng)?shù)氐慕煌ê徒?jīng)濟(jì)帶來了嚴(yán)重的影響。2011年日本發(fā)生的東日本大地震，震級高達(dá)9.0級，眾多橋梁受到嚴(yán)重破壞。其中一些木-混凝土組合梁橋出現(xiàn)了主梁斷裂、橋墩倒塌等情況，導(dǎo)致交通中斷，救援工作受到極大阻礙。2008年中國汶川發(fā)生的8.0級特大地震，也對當(dāng)?shù)氐臉蛄涸O(shè)施造成了毀滅性打擊。許多木-混凝土組合梁橋在地震中受損嚴(yán)重，無法正常使用，給抗震救災(zāi)和災(zāi)后重建工作帶來了極大的困難。這些震害實例表明，木-混凝土組合梁橋在地震作用下存在較大的安全隱患，其易損性問題亟待解決。對木-混凝土組合梁橋進(jìn)行易損性分析，具有重要的現(xiàn)實意義。通過易損性分析，可以深入了解橋梁在地震作用下的薄弱環(huán)節(jié)和潛在風(fēng)險，為橋梁的抗震設(shè)計、加固改造和維護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。在抗震設(shè)計方面，根據(jù)易損性分析結(jié)果，可以有針對性地優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，降低地震災(zāi)害的損失。例如，通過增加關(guān)鍵部位的配筋、加強(qiáng)連接節(jié)點的構(gòu)造等措施，提高橋梁的整體穩(wěn)定性。在加固改造方面，可以根據(jù)易損性分析確定的薄弱部位，制定合理的加固方案，提高橋梁的抗震能力。在維護(hù)管理方面，易損性分析結(jié)果可以為橋梁的定期檢測和維護(hù)提供指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患，確保橋梁的安全運營。因此，開展木-混凝土組合梁橋在地震作用下的易損性分析研究，對于保障橋梁的安全和降低地震損失具有重要的理論和實踐意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外對木-混凝土組合梁橋的研究起步較早，在結(jié)構(gòu)性能和抗震方面取得了一定成果。美國、加拿大等木材資源豐富的國家，較早開展了相關(guān)研究。學(xué)者們通過試驗和數(shù)值模擬，深入分析了組合梁的受力性能，包括木材與混凝土之間的連接性能、組合梁的抗彎和抗剪性能等。在抗震研究方面，部分學(xué)者利用振動臺試驗，研究了組合梁橋在地震作用下的響應(yīng)，為其抗震設(shè)計提供了一定依據(jù)。然而，國外的研究多基于當(dāng)?shù)氐牡卣瓠h(huán)境和材料特性，對于不同地質(zhì)和地震條件下的木-混凝土組合梁橋，其研究成果的適用性存在一定局限性。國內(nèi)對木-混凝土組合梁橋的研究相對較晚，但近年來隨著對綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的重視，相關(guān)研究逐漸增多。國內(nèi)學(xué)者在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)的工程實際和地震特點，開展了一系列研究工作。一些研究聚焦于組合梁的連接構(gòu)造，提出了適合國內(nèi)應(yīng)用的連接方式，以提高木材與混凝土之間的協(xié)同工作性能。在抗震性能研究方面，通過有限元模擬和理論分析，探討了組合梁橋在地震作用下的力學(xué)響應(yīng)和損傷機(jī)制。但總體而言，國內(nèi)的研究在深度和廣度上仍有待進(jìn)一步拓展，尤其是在地震易損性的定量分析和實際工程應(yīng)用方面，還需要更多的研究和實踐。當(dāng)前，木-混凝土組合梁橋在地震易損性方面的研究還存在一些不足。一方面，由于試驗成本高、難度大，相關(guān)的試驗研究相對較少，導(dǎo)致對其在地震作用下的真實力學(xué)行為和破壞模式的認(rèn)識不夠深入。現(xiàn)有的試驗多為小尺寸模型試驗，與實際工程中的橋梁結(jié)構(gòu)存在一定差異，試驗結(jié)果的代表性和可靠性有待提高。另一方面，數(shù)值模擬雖然能夠?qū)蛄旱牡卣痦憫?yīng)進(jìn)行分析，但模型的準(zhǔn)確性和可靠性依賴于材料參數(shù)的選取和本構(gòu)關(guān)系的建立。目前，對于木材和混凝土組合結(jié)構(gòu)的材料本構(gòu)關(guān)系研究還不夠完善，導(dǎo)致數(shù)值模擬結(jié)果與實際情況存在一定偏差。此外，針對不同橋型、不同地質(zhì)條件和不同地震動特性下木-混凝土組合梁橋的易損性研究還不夠系統(tǒng)全面，缺乏具有普適性的易損性評估方法和模型。在實際工程應(yīng)用中，如何根據(jù)具體的工程條件和地震風(fēng)險，準(zhǔn)確評估木-混凝土組合梁橋的易損性，并制定有效的抗震措施，仍然是亟待解決的問題。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本文將對木-混凝土組合梁橋在地震作用下的易損性展開深入分析，具體研究內(nèi)容涵蓋以下幾個關(guān)鍵方面：木-混凝土組合梁橋結(jié)構(gòu)特性分析：詳細(xì)剖析木-混凝土組合梁橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括木材與混凝土的組合方式、連接節(jié)點的構(gòu)造形式等。深入研究其在靜力作用下的力學(xué)性能，如抗彎、抗剪性能等，為后續(xù)的地震易損性分析奠定堅實基礎(chǔ)。通過理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬，明確結(jié)構(gòu)各部分在受力過程中的作用機(jī)制，揭示結(jié)構(gòu)的傳力路徑和力學(xué)響應(yīng)規(guī)律。地震作用下木-混凝土組合梁橋力學(xué)響應(yīng)分析：運用結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論，對組合梁橋在地震作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行全面分析?？紤]不同地震波特性，如地震波的頻譜特性、峰值加速度、持時等，研究其對橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。分析橋梁在地震作用下的位移、加速度、應(yīng)力和應(yīng)變分布情況，確定結(jié)構(gòu)的薄弱部位和關(guān)鍵受力構(gòu)件。通過數(shù)值模擬，觀察結(jié)構(gòu)在地震過程中的變形形態(tài)和內(nèi)力變化，為易損性評估提供數(shù)據(jù)支持。木-混凝土組合梁橋地震易損性評估模型構(gòu)建：基于概率統(tǒng)計理論，構(gòu)建適用于木-混凝土組合梁橋的地震易損性評估模型。選取合適的地震動參數(shù)作為輸入變量，如峰值地面加速度（PGA）、譜加速度（Sa）等，并確定能夠準(zhǔn)確反映橋梁結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的損傷指標(biāo)，如構(gòu)件的塑性鉸轉(zhuǎn)角、位移延性比等。通過大量的數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)分析，建立地震動參數(shù)與結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)之間的關(guān)系，進(jìn)而得到橋梁在不同地震強(qiáng)度下的損傷概率，為橋梁的抗震設(shè)計和加固提供科學(xué)依據(jù)。影響木-混凝土組合梁橋地震易損性因素分析：系統(tǒng)分析多種因素對組合梁橋地震易損性的影響，包括木材和混凝土的材料性能、連接節(jié)點的可靠性、橋梁的跨徑和結(jié)構(gòu)形式、場地條件等。通過參數(shù)化研究，定量評估各因素對橋梁易損性的影響程度，找出影響橋梁地震易損性的關(guān)鍵因素。針對關(guān)鍵因素，提出相應(yīng)的抗震措施和改進(jìn)建議，以降低橋梁在地震中的易損性，提高其抗震能力。1.3.2研究方法本文將綜合運用多種研究方法，確保研究的全面性、準(zhǔn)確性和可靠性，具體方法如下：數(shù)值模擬方法：利用有限元軟件，如ANSYS、ABAQUS等，建立木-混凝土組合梁橋的精細(xì)化數(shù)值模型。在模型中，充分考慮木材和混凝土的材料非線性、幾何非線性以及接觸非線性等因素，真實模擬結(jié)構(gòu)在地震作用下的力學(xué)行為。通過對模型施加不同的地震波激勵，進(jìn)行非線性時程分析，獲取橋梁結(jié)構(gòu)在地震過程中的各種響應(yīng)數(shù)據(jù)，為易損性分析提供豐富的信息。理論分析方法：運用結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等相關(guān)理論，對木-混凝土組合梁橋的力學(xué)性能和地震響應(yīng)進(jìn)行理論推導(dǎo)和分析。建立結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，求解結(jié)構(gòu)在靜力和動力作用下的內(nèi)力和變形，從理論層面揭示結(jié)構(gòu)的受力特性和地震響應(yīng)規(guī)律。結(jié)合概率統(tǒng)計理論，推導(dǎo)地震易損性評估模型的相關(guān)公式，為易損性分析提供理論支持。案例分析方法：選取實際工程中的木-混凝土組合梁橋作為案例，收集其設(shè)計資料、施工記錄、運營狀況等相關(guān)信息。對案例橋梁進(jìn)行地震易損性分析，將分析結(jié)果與實際震害情況進(jìn)行對比驗證，評估所建立的易損性評估模型的準(zhǔn)確性和可靠性。通過案例分析，總結(jié)實際工程中木-混凝土組合梁橋在地震作用下的破壞模式和易損性特點，為同類橋梁的抗震設(shè)計和加固提供實踐經(jīng)驗。二、木-混凝土組合梁橋結(jié)構(gòu)特性與地震響應(yīng)原理2.1結(jié)構(gòu)組成與特點木-混凝土組合梁橋主要由木梁、混凝土板以及連接二者的連接件構(gòu)成。木梁通常采用優(yōu)質(zhì)木材，如松木、橡木等，這些木材具有較高的強(qiáng)度重量比，能夠在承受荷載的同時減輕結(jié)構(gòu)自重?；炷涟逡话悴捎娩摻罨炷?，通過合理配置鋼筋，提高混凝土板的抗彎和抗裂性能。木梁作為組合梁橋的主要受彎構(gòu)件，承擔(dān)著大部分的豎向荷載。木材的輕質(zhì)特性使得木梁在自重作用下產(chǎn)生的內(nèi)力較小，有利于提高結(jié)構(gòu)的跨越能力。同時，木材具有良好的韌性，在承受沖擊荷載時，能夠通過自身的變形吸收能量，減少結(jié)構(gòu)的損壞。例如，在一些山區(qū)橋梁中，由于地形復(fù)雜，橋梁跨度較大，采用木梁可以有效減輕結(jié)構(gòu)自重，降低基礎(chǔ)工程的難度和成本?；炷涟逦挥谀玖荷戏?，與木梁共同作用。它主要承受橋面?zhèn)鱽淼暮奢d，并將其傳遞給木梁。混凝土板的抗壓強(qiáng)度高，能夠有效地抵抗壓力。在組合梁橋中，混凝土板與木梁通過連接件緊密連接，形成一個整體，共同發(fā)揮作用。二者協(xié)同工作，充分發(fā)揮了木材的輕質(zhì)高強(qiáng)和混凝土的抗壓性能優(yōu)勢?；炷涟宓拇嬖谶€增加了結(jié)構(gòu)的整體剛度，減少了木梁的變形，提高了橋梁的穩(wěn)定性。在城市橋梁中，混凝土板可以作為橋面鋪裝的基礎(chǔ)，為車輛行駛提供平整的表面，同時也能保護(hù)木梁免受外界環(huán)境的侵蝕。連接木梁和混凝土板的連接件是保證二者協(xié)同工作的關(guān)鍵部件。常見的連接件有剪力釘、螺栓、抗剪連接件等。剪力釘通過將木梁和混凝土板緊密連接，有效地傳遞二者之間的剪力，使木梁和混凝土板能夠共同承受荷載。螺栓連接則具有安裝方便、可拆卸的優(yōu)點，適用于一些需要后期維護(hù)和改造的橋梁?？辜暨B接件能夠提高木梁和混凝土板之間的抗剪能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。不同的連接件具有不同的特點和適用范圍，在設(shè)計和施工中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。這種組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢顯著。首先，它充分發(fā)揮了木材和混凝土的材料特性，實現(xiàn)了資源的優(yōu)化利用。木材是一種可再生資源，使用木材可以減少對環(huán)境的影響；混凝土則具有較高的耐久性和穩(wěn)定性。其次，組合梁橋的自重相對較輕，與傳統(tǒng)的混凝土梁橋相比，能夠降低基礎(chǔ)的承載要求，減少基礎(chǔ)工程的投資。特別是在軟土地基等地質(zhì)條件較差的地區(qū)，這一優(yōu)勢更為明顯。再者，木-混凝土組合梁橋的施工速度相對較快。木梁可以在工廠預(yù)制，現(xiàn)場進(jìn)行組裝，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)的工作量，縮短了施工周期。這對于一些工期緊張的項目來說，具有重要的意義。木-混凝土組合梁橋的結(jié)構(gòu)形式也具有多樣性。根據(jù)不同的工程需求和場地條件，可以采用不同的組合方式和結(jié)構(gòu)布置。在一些景觀要求較高的地區(qū)，可以采用造型獨特的木梁，與混凝土板相結(jié)合，打造出具有特色的橋梁景觀。在大跨度橋梁中，可以采用預(yù)應(yīng)力木-混凝土組合梁，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和跨越能力。2.2地震作用基本原理地震作用主要分為直接地震作用、間接地震作用和地震動反應(yīng)三種類型，每一種作用都對橋梁結(jié)構(gòu)有著獨特的影響機(jī)制。直接地震作用是指地震波直接作用于橋梁結(jié)構(gòu)，引起結(jié)構(gòu)的振動和變形。這其中包含振動作用，地震波會使橋梁產(chǎn)生振動，振動頻率與地震波頻率相關(guān)。當(dāng)橋梁的自振頻率與地震波的卓越頻率相近時，就可能引發(fā)共振現(xiàn)象，從而極大地加劇結(jié)構(gòu)的破壞程度。在1985年的墨西哥地震中，許多建筑和橋梁由于共振而遭受了嚴(yán)重破壞。當(dāng)時，地震波的卓越頻率與部分橋梁的自振頻率相近，導(dǎo)致這些橋梁在地震中劇烈振動，最終倒塌。應(yīng)力作用也是直接地震作用的一種表現(xiàn)形式，地震波使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力的大小與地震波強(qiáng)度、橋梁的質(zhì)量、形狀和剛度等因素密切相關(guān)。過大的應(yīng)力可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷裂、彎曲和變形。瞬態(tài)作用則是由于地震波在傳播過程中，能量在短時間內(nèi)釋放，使橋梁承受較大的瞬時載荷，進(jìn)而可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。間接地震作用是通過介質(zhì)傳播，使橋梁周圍的土體、基礎(chǔ)和相鄰建筑物產(chǎn)生變形和振動，進(jìn)而影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其中，土體變形作用是地震波使土體產(chǎn)生壓縮、拉伸和剪切等變形，這可能導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在一些軟土地基地區(qū)，地震時土體的變形更為明顯，對橋梁基礎(chǔ)的影響也更大。相鄰建筑物作用是指地震波使相鄰建筑物產(chǎn)生振動，振動通過空氣和地面?zhèn)鬟f給橋梁，導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生振動和變形。這種作用可能導(dǎo)致橋梁與相鄰建筑物之間發(fā)生碰撞，加劇破壞程度。在城市中，橋梁周圍建筑物密集，相鄰建筑物作用對橋梁的影響不容忽視。地震動反應(yīng)是指地震波通過介質(zhì)傳播，使橋梁受到地震波影響而產(chǎn)生的振動響應(yīng)。自振反應(yīng)是橋梁在地震波作用下產(chǎn)生自振，自振頻率與橋梁的自振特性有關(guān)。自振反應(yīng)可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞破壞和裂縫發(fā)展。阻尼反應(yīng)是由于地震波傳播過程中的阻尼作用，使橋梁產(chǎn)生阻尼反應(yīng)，這可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和破壞。非線性反應(yīng)則是由于橋梁結(jié)構(gòu)存在材料非線性、幾何非線性等因素，在地震波作用下產(chǎn)生非線性反應(yīng)，這種反應(yīng)可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞和倒塌。在強(qiáng)震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的非線性反應(yīng)更為顯著，對橋梁的安全性影響更大。地震波主要包含縱波（P波）、橫波（S波）和面波。縱波是一種壓縮波，其傳播速度最快，能夠使地面產(chǎn)生上下振動。在地震發(fā)生時，縱波最先到達(dá)地面，引起地面的垂直振動。由于縱波的振動方向與波的傳播方向一致，它對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響主要是使結(jié)構(gòu)受到垂直方向的作用力，可能導(dǎo)致橋梁構(gòu)件的豎向變形和損壞。橫波是一種剪切波，傳播速度次之，會使地面產(chǎn)生水平振動。橫波的振動方向與波的傳播方向垂直，它對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是使結(jié)構(gòu)受到水平方向的作用力，容易導(dǎo)致橋梁的橫向位移、橋墩的剪切破壞以及梁體與橋墩之間的連接部位受損。面波是縱波和橫波在地表相遇后相互干涉形成的混合波，其傳播速度最慢，但振幅最大，對地面的破壞作用最強(qiáng)。面波包含勒夫波和瑞利波，勒夫波使地面產(chǎn)生水平橫向振動，瑞利波使地面產(chǎn)生橢圓運動，這兩種波都會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)雜的受力狀態(tài)，增加橋梁結(jié)構(gòu)的破壞風(fēng)險。地震動參數(shù)是描述地震動特性的重要指標(biāo)，主要包括峰值地面加速度（PGA）、頻譜特性和持時。峰值地面加速度是指地震時地面運動加速度的最大值，它直接反映了地震的強(qiáng)度大小。峰值地面加速度越大，橋梁結(jié)構(gòu)所受到的慣性力就越大，結(jié)構(gòu)的破壞可能性也就越高。頻譜特性描述了地震波中不同頻率成分的分布情況，它與橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率密切相關(guān)。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率與地震波的某些頻率成分接近時，會發(fā)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的響應(yīng)顯著增大。持時是指地震動持續(xù)的時間，持時越長，橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下經(jīng)歷的反復(fù)加載次數(shù)就越多，結(jié)構(gòu)累積損傷的可能性也就越大。在一些長周期地震動作用下，雖然峰值地面加速度可能不是很大，但由于持時較長，橋梁結(jié)構(gòu)也可能因累積損傷而發(fā)生破壞。在地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生復(fù)雜的力學(xué)響應(yīng)。結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生慣性力，其大小與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和加速度成正比。慣性力的方向與地震加速度的方向相反，它會使橋梁結(jié)構(gòu)的各個構(gòu)件受到額外的作用力，可能導(dǎo)致構(gòu)件的內(nèi)力增加和變形增大。結(jié)構(gòu)還會產(chǎn)生彈性變形和塑性變形。在地震作用的初期，當(dāng)結(jié)構(gòu)所受的力在彈性范圍內(nèi)時，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生彈性變形，這種變形在地震作用消失后可以恢復(fù)。隨著地震作用的增強(qiáng)，當(dāng)結(jié)構(gòu)所受的力超過其彈性極限時，結(jié)構(gòu)就會進(jìn)入塑性階段，產(chǎn)生塑性變形，這種變形是不可恢復(fù)的。塑性變形的產(chǎn)生會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剛度降低，承載能力下降。當(dāng)結(jié)構(gòu)的塑性變形過大時，就可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。地震作用還可能使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)的節(jié)點、截面突變處等部位，應(yīng)力會顯著增大，容易引發(fā)結(jié)構(gòu)的局部破壞。2.3木-混凝土組合梁橋地震響應(yīng)機(jī)制在地震作用下，木-混凝土組合梁橋各部件的受力和變形呈現(xiàn)出復(fù)雜的狀態(tài)，其地震響應(yīng)機(jī)制也受到多種因素的影響。木梁在地震作用下主要承受彎曲和剪切作用。由于木材具有一定的韌性，在地震初期，木梁能夠通過自身的彈性變形來抵抗地震力，將地震能量轉(zhuǎn)化為彈性應(yīng)變能儲存起來。隨著地震作用的增強(qiáng)，當(dāng)木梁所受的應(yīng)力超過其彈性極限時，木梁會進(jìn)入塑性階段，產(chǎn)生塑性變形。此時，木梁內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)開始發(fā)生破壞，部分纖維斷裂，導(dǎo)致木梁的剛度逐漸降低。在強(qiáng)震作用下，木梁可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂、折斷等破壞形式，從而喪失承載能力。例如，在某次地震中，一座木-混凝土組合梁橋的木梁在地震作用下出現(xiàn)了多處開裂，裂縫寬度逐漸增大，最終導(dǎo)致木梁折斷，橋梁垮塌?；炷涟逶诘卣鹱饔孟轮饕惺軌毫屠?。由于混凝土的抗壓強(qiáng)度較高，在地震作用下，混凝土板能夠較好地抵抗壓力。但混凝土的抗拉強(qiáng)度相對較低，當(dāng)混凝土板受到的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時，就會出現(xiàn)裂縫。地震作用下，混凝土板與木梁之間的變形不協(xié)調(diào)也會導(dǎo)致混凝土板產(chǎn)生裂縫。這些裂縫的出現(xiàn)會削弱混凝土板的剛度和承載能力，隨著裂縫的不斷發(fā)展，混凝土板可能會發(fā)生局部破壞，甚至脫落。在一些地震后的橋梁中，可以看到混凝土板表面出現(xiàn)大量裂縫，部分混凝土脫落，露出內(nèi)部的鋼筋。連接木梁和混凝土板的連接件在地震作用下起著至關(guān)重要的作用。連接件主要承受剪力和拉力，其作用是確保木梁和混凝土板能夠協(xié)同工作，共同抵抗地震力。在地震作用下，連接件需要承受木梁和混凝土板之間的相對位移和變形所產(chǎn)生的力。如果連接件的強(qiáng)度不足或連接方式不合理，在地震作用下就可能會出現(xiàn)松動、剪斷等破壞現(xiàn)象。連接件的破壞會導(dǎo)致木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能喪失，使組合梁橋的整體剛度和承載能力大幅下降。例如，在某座木-混凝土組合梁橋中，由于連接件在地震中發(fā)生剪斷，導(dǎo)致木梁和混凝土板分離，橋梁結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性。橋梁的橋墩和基礎(chǔ)在地震作用下也承受著巨大的力。橋墩主要承受豎向壓力、水平剪力和彎矩。在地震作用下，橋墩可能會出現(xiàn)彎曲破壞、剪切破壞或局部壓潰等情況?；A(chǔ)則需要將橋墩傳來的力傳遞到地基中，同時要抵抗地基的變形和位移。如果基礎(chǔ)的設(shè)計不合理或地基條件較差，在地震作用下基礎(chǔ)可能會發(fā)生不均勻沉降、滑移等現(xiàn)象，從而影響整個橋梁的穩(wěn)定性。在一些軟土地基上的橋梁，在地震后出現(xiàn)了橋墩傾斜、基礎(chǔ)下沉的情況，導(dǎo)致橋梁無法正常使用。木-混凝土組合梁橋的地震響應(yīng)還受到結(jié)構(gòu)的自振特性、地震波的頻譜特性、持時等因素的影響。當(dāng)橋梁的自振頻率與地震波的卓越頻率相近時，會發(fā)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的響應(yīng)顯著增大。地震波的持時越長，結(jié)構(gòu)在地震作用下經(jīng)歷的反復(fù)加載次數(shù)就越多，結(jié)構(gòu)累積損傷的可能性也就越大。場地條件也會對橋梁的地震響應(yīng)產(chǎn)生影響，不同的場地土類型會對地震波產(chǎn)生不同的放大或衰減作用，從而影響橋梁所承受的地震力大小。三、地震中木-混凝土組合梁橋的常見損壞形式及案例分析3.1構(gòu)件損壞形式3.1.1木梁損壞在地震作用下，木梁可能出現(xiàn)多種損壞形式，開裂和折斷是較為常見的情況。木梁開裂通常是由于地震產(chǎn)生的復(fù)雜應(yīng)力作用。地震波引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，使木梁承受彎曲、剪切和拉伸等多種應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過木材的抗拉強(qiáng)度時，木梁就會出現(xiàn)裂縫。裂縫一般首先出現(xiàn)在木梁的受拉區(qū)，隨著地震作用的持續(xù)，裂縫會逐漸擴(kuò)展。木梁的材質(zhì)不均勻、存在節(jié)疤、蟲蛀等缺陷，也會降低木材的強(qiáng)度，使得在相同的地震應(yīng)力作用下，有缺陷的部位更容易開裂。在某地區(qū)的一次地震中，一座木-混凝土組合梁橋的木梁出現(xiàn)了多條裂縫，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，裂縫處的木材存在節(jié)疤，這使得木材的局部強(qiáng)度降低，從而在地震作用下率先開裂。木梁折斷往往是在強(qiáng)震作用下，木梁所承受的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其極限強(qiáng)度，導(dǎo)致木材內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)被完全破壞。在地震發(fā)生時，若橋梁的自振頻率與地震波的卓越頻率相近，發(fā)生共振現(xiàn)象，會使木梁承受的應(yīng)力急劇增大，增加木梁折斷的風(fēng)險。當(dāng)木梁的截面尺寸設(shè)計不合理，無法滿足承載要求時，也容易在地震中發(fā)生折斷。在歷史地震中，就曾出現(xiàn)過木梁因截面尺寸過小，在地震作用下發(fā)生折斷，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁垮塌的案例。3.1.2混凝土板損壞混凝土板在地震作用下主要產(chǎn)生裂縫和剝落等損壞情況。裂縫是混凝土板在地震中常見的損壞形式之一。地震時，混凝土板受到拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的復(fù)雜作用。由于混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時，混凝土板就會出現(xiàn)裂縫?；炷涟迮c木梁之間的變形不協(xié)調(diào)，在地震作用下也會導(dǎo)致混凝土板產(chǎn)生裂縫。當(dāng)木梁在地震中發(fā)生較大的變形時，混凝土板會受到不均勻的約束，從而在板內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力，引發(fā)裂縫。在一些地震后的木-混凝土組合梁橋中，可以看到混凝土板表面出現(xiàn)了大量的裂縫，這些裂縫有的是橫向的，有的是縱向的，嚴(yán)重影響了混凝土板的結(jié)構(gòu)性能?；炷涟鍎兟渫ǔＪ怯捎诨炷猎诘卣鹱饔孟率艿椒磸?fù)的沖擊和振動，導(dǎo)致混凝土表面的砂漿與骨料之間的粘結(jié)力逐漸喪失。當(dāng)粘結(jié)力不足以抵抗地震產(chǎn)生的應(yīng)力時，混凝土表面的砂漿和骨料就會逐漸脫落?；炷恋馁|(zhì)量問題，如配合比不合理、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)?，也會降低混凝土的?qiáng)度和耐久性，增加混凝土板剝落的可能性。在某座經(jīng)歷地震的木-混凝土組合梁橋中，混凝土板表面出現(xiàn)了大面積的剝落，露出了內(nèi)部的鋼筋，這不僅削弱了混凝土板的承載能力，還會導(dǎo)致鋼筋銹蝕，進(jìn)一步影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全。3.1.3連接件損壞連接件在地震中失效的形式主要有松動和剪斷。連接件松動往往是由于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)振動，使連接件承受反復(fù)的拉力和剪力作用。在長期的振動作用下，連接件與木材和混凝土之間的錨固力逐漸降低，導(dǎo)致連接件松動。連接件的安裝質(zhì)量不佳，如錨固深度不足、擰緊力矩不夠等，也會增加連接件在地震中松動的風(fēng)險。在一次地震后，對一座木-混凝土組合梁橋的連接件進(jìn)行檢查時發(fā)現(xiàn)，部分連接件出現(xiàn)了松動現(xiàn)象，這使得木梁和混凝土板之間的連接變得不緊密，影響了結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作性能。連接件剪斷通常是在強(qiáng)震作用下，連接件所承受的剪力超過其抗剪強(qiáng)度。當(dāng)?shù)卣鸩ǖ膹?qiáng)度較大時，木梁和混凝土板之間的相對位移和變形也會增大，從而使連接件承受的剪力急劇增加。如果連接件的強(qiáng)度設(shè)計不足，或者連接件的材料存在缺陷，就容易在地震中被剪斷。連接件的剪斷會導(dǎo)致木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能喪失，使組合梁橋的整體剛度和承載能力大幅下降，甚至可能引發(fā)橋梁的倒塌。在一些地震中，就曾出現(xiàn)過因連接件被剪斷，導(dǎo)致木-混凝土組合梁橋結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情況。連接件的損壞對結(jié)構(gòu)整體性有著至關(guān)重要的影響。連接件是保證木梁和混凝土板協(xié)同工作的關(guān)鍵部件，一旦連接件損壞，木梁和混凝土板之間就無法有效地傳遞力，結(jié)構(gòu)的整體性將遭到破壞。這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生改變，原本由兩者共同承擔(dān)的荷載可能會集中到某一部分構(gòu)件上，從而增加了這些構(gòu)件的負(fù)擔(dān)，使其更容易發(fā)生損壞。連接件損壞還會使結(jié)構(gòu)的剛度降低，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的變形會增大，進(jìn)一步加劇結(jié)構(gòu)的破壞程度。3.2整體結(jié)構(gòu)破壞模式3.2.1垮塌在實際地震災(zāi)害中，木-混凝土組合梁橋垮塌的案例時有發(fā)生。以2011年日本東日本大地震中的某座木-混凝土組合梁橋為例，該橋位于地震烈度較高的區(qū)域，地震發(fā)生時，強(qiáng)烈的地震波使橋梁結(jié)構(gòu)承受了巨大的地震力。地震作用初期，由于地震波的高頻振動，橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的共振響應(yīng)。木梁首先出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象，裂縫沿著木材的紋理迅速擴(kuò)展，這是因為木材在高頻振動下，內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)受到了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致其抗拉強(qiáng)度急劇下降。隨著地震作用的持續(xù)，混凝土板也開始出現(xiàn)裂縫，這是由于混凝土板與木梁之間的變形不協(xié)調(diào)，在地震力的作用下，兩者之間產(chǎn)生了較大的相對位移，從而使混凝土板承受了額外的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，裂縫就會產(chǎn)生。連接木梁和混凝土板的連接件在地震作用下也受到了嚴(yán)峻的考驗。由于木梁和混凝土板的變形差異，連接件承受了較大的剪力和拉力。部分連接件由于強(qiáng)度不足，在地震作用下發(fā)生了松動和剪斷的情況。連接件的失效使得木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能喪失，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體性遭到嚴(yán)重破壞。隨著地震作用的進(jìn)一步加劇，木梁的開裂和折斷情況愈發(fā)嚴(yán)重，部分木梁甚至完全斷裂?；炷涟逵捎诹芽p的不斷擴(kuò)展，也出現(xiàn)了局部脫落的現(xiàn)象。橋墩在地震力的作用下，承受了巨大的彎矩和剪力，橋墩底部的混凝土出現(xiàn)了壓潰現(xiàn)象，鋼筋也發(fā)生了屈服?；A(chǔ)在地震作用下，由于地基土的液化和變形，導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)了不均勻沉降和滑移。最終，在多種因素的共同作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力急劇下降，無法承受自身重量和地震力的作用，導(dǎo)致橋梁垮塌。橋梁垮塌不僅造成了交通中斷，還對周邊的人員和財產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。通過對該案例的分析可以看出，地震導(dǎo)致木-混凝土組合梁橋垮塌的原因主要包括以下幾個方面：一是地震波的強(qiáng)度和頻率對橋梁結(jié)構(gòu)的影響，當(dāng)橋梁的自振頻率與地震波的卓越頻率相近時，容易引發(fā)共振，加劇結(jié)構(gòu)的破壞；二是木材、混凝土和連接件等構(gòu)件的材料性能和力學(xué)性能在地震作用下的劣化，導(dǎo)致構(gòu)件的承載能力下降；三是結(jié)構(gòu)的整體性和協(xié)同工作性能在地震作用下的喪失，使得結(jié)構(gòu)無法有效地抵抗地震力；四是基礎(chǔ)的穩(wěn)定性在地震作用下受到影響，導(dǎo)致基礎(chǔ)無法為橋梁結(jié)構(gòu)提供可靠的支撐。3.2.2過大變形在地震作用下，橋梁整體出現(xiàn)過大變形的情況并不罕見。當(dāng)橋梁遭受地震時，地震波的作用會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，導(dǎo)致橋梁各部分承受巨大的慣性力和變形。以某座經(jīng)歷過地震的木-混凝土組合梁橋為例，在地震發(fā)生時，由于地震波的水平和豎向分量的共同作用，橋梁的主梁發(fā)生了明顯的彎曲和扭曲變形。木梁部分由于木材的彈性模量相對較低，在地震力的作用下，變形更為顯著，出現(xiàn)了較大的撓度?；炷涟逡惨驗榕c木梁的協(xié)同變形以及自身所受的地震力，產(chǎn)生了裂縫和局部的翹曲變形。過大變形對橋梁使用功能產(chǎn)生了多方面的嚴(yán)重影響。從交通通行角度來看，主梁的過大彎曲變形會導(dǎo)致橋面平整度嚴(yán)重下降，車輛行駛時會產(chǎn)生劇烈顛簸，甚至無法正常通行。這不僅會影響正常的交通運輸，還可能導(dǎo)致車輛在行駛過程中發(fā)生失控等危險情況，對司乘人員的生命安全構(gòu)成威脅。橋梁的過大變形還可能導(dǎo)致橋梁的附屬設(shè)施如欄桿、伸縮縫等遭到破壞，進(jìn)一步影響橋梁的使用安全。從結(jié)構(gòu)安全角度分析，過大變形會使橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布發(fā)生顯著變化。原本設(shè)計時的受力狀態(tài)被打破，結(jié)構(gòu)的某些部位會承受過大的應(yīng)力，從而加速結(jié)構(gòu)的損壞。過大變形還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低，增加橋梁倒塌的風(fēng)險。例如，當(dāng)橋墩發(fā)生過大的傾斜變形時，其承載能力會大幅下降，在后續(xù)的余震或其他荷載作用下，橋墩可能會發(fā)生倒塌，進(jìn)而引發(fā)整個橋梁的垮塌。過大變形還會對橋梁的耐久性產(chǎn)生負(fù)面影響?；炷涟宓牧芽p和翹曲變形會使水分和有害物質(zhì)更容易侵入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕，從而降低結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。3.3典型地震案例分析3.3.1案例選取與背景介紹本文選取2011年日本東日本大地震中的某木-混凝土組合梁橋作為典型案例進(jìn)行深入分析。此次地震震級高達(dá)9.0級，震中位于日本東北部海域，地震引發(fā)了強(qiáng)烈的地面運動和巨大的海嘯，給日本東北地區(qū)帶來了毀滅性的災(zāi)難。地震造成了大量建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施的損壞，眾多橋梁在地震和海嘯的雙重作用下遭受了嚴(yán)重破壞。該木-混凝土組合梁橋位于地震影響較為嚴(yán)重的區(qū)域，其在地震中的損壞情況具有一定的代表性，對研究木-混凝土組合梁橋在強(qiáng)震作用下的易損性具有重要的參考價值。該橋建成于20世紀(jì)90年代，設(shè)計使用壽命為50年。橋梁全長150米，共5跨，每跨跨度為30米。上部結(jié)構(gòu)采用木-混凝土組合梁，木梁采用優(yōu)質(zhì)松木，截面尺寸為300mm×500mm，混凝土板厚度為200mm，通過剪力釘將木梁和混凝土板連接在一起。下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土橋墩和擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋墩高度為8米，直徑為1.2米。3.3.2震害詳細(xì)調(diào)查與分析震后對該橋進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)橋梁的損壞情況較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：木梁損壞：部分木梁出現(xiàn)了嚴(yán)重的開裂和折斷現(xiàn)象。在跨中部位，有多根木梁出現(xiàn)了貫通性裂縫，裂縫寬度達(dá)到了20mm以上，這是由于地震產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力超過了木梁的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致木材內(nèi)部纖維斷裂。在橋墩頂部與木梁連接部位，也有部分木梁發(fā)生折斷，這是因為此處受力復(fù)雜，除了彎曲應(yīng)力外，還承受著較大的剪力和扭矩?；炷涟鍝p壞：混凝土板表面出現(xiàn)了大量裂縫，裂縫呈網(wǎng)狀分布，這是由于混凝土在地震作用下受到拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的復(fù)雜作用，導(dǎo)致其抗拉強(qiáng)度不足而開裂。在木梁與混凝土板連接部位，混凝土板出現(xiàn)了局部剝落現(xiàn)象，這是因為連接件在地震中松動或失效，使得木梁與混凝土板之間的粘結(jié)力降低，在反復(fù)的地震作用下，混凝土板表面的砂漿與骨料之間的粘結(jié)逐漸喪失。連接件損壞：大部分連接件出現(xiàn)了松動和剪斷的情況。通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，部分剪力釘從木梁或混凝土板中拔出，這是由于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)振動，使連接件承受反復(fù)的拉力和剪力作用，導(dǎo)致其錨固力逐漸降低。一些剪力釘在地震中被剪斷，這是因為連接件所承受的剪力超過了其抗剪強(qiáng)度，使得木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能喪失。橋墩損壞：橋墩頂部出現(xiàn)了混凝土剝落和鋼筋外露的現(xiàn)象，這是由于橋墩在地震作用下承受了較大的彎矩和剪力，導(dǎo)致混凝土表面的保護(hù)層被壓碎，鋼筋失去保護(hù)而外露。橋墩底部也出現(xiàn)了裂縫，這是因為基礎(chǔ)在地震作用下發(fā)生了不均勻沉降，使得橋墩底部承受了額外的應(yīng)力。造成該橋在地震中嚴(yán)重?fù)p壞的原因是多方面的：地震強(qiáng)度大：9.0級的強(qiáng)震產(chǎn)生了強(qiáng)烈的地震波，其峰值地面加速度超過了橋梁設(shè)計時所考慮的地震力，使得橋梁結(jié)構(gòu)承受了巨大的地震作用，超出了結(jié)構(gòu)的承載能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷：在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，木梁與混凝土板之間的連接件數(shù)量不足，且布置不合理，導(dǎo)致連接件在地震中無法有效地傳遞剪力和拉力，使得木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能受到影響。橋墩的配筋率較低，在強(qiáng)震作用下，橋墩的抗彎和抗剪能力不足，容易出現(xiàn)損壞。材料性能劣化：該橋建成時間較長，在長期的使用過程中，木材和混凝土的材料性能逐漸劣化。木材可能受到蟲蛀、腐朽等影響，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低；混凝土可能出現(xiàn)碳化、裂縫等問題，使得其耐久性下降。在地震作用下，材料性能的劣化進(jìn)一步加劇了結(jié)構(gòu)的損壞。場地條件不利：橋梁所在場地的地基土為軟土，在地震作用下，軟土地基容易發(fā)生液化和變形，導(dǎo)致基礎(chǔ)的承載能力下降，進(jìn)而使橋墩和橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到影響。從該案例中可以總結(jié)出以下經(jīng)驗教訓(xùn)：加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計：在設(shè)計木-混凝土組合梁橋時，應(yīng)充分考慮地震作用的影響，合理設(shè)計結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)件尺寸，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。增加連接件的數(shù)量和優(yōu)化其布置，提高木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能。合理配置橋墩的鋼筋，提高橋墩的抗彎和抗剪能力。提高材料質(zhì)量和耐久性：選用質(zhì)量優(yōu)良的木材和混凝土，并采取有效的防腐、防銹措施，提高材料的耐久性。定期對橋梁進(jìn)行檢測和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)和處理材料性能劣化的問題?？紤]場地條件：在橋梁選址和設(shè)計時，應(yīng)充分考慮場地條件，對軟土地基進(jìn)行加固處理，提高基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性。采用合適的基礎(chǔ)形式，如樁基礎(chǔ)等，以減少地基變形對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施：設(shè)置合理的抗震構(gòu)造措施，如抗震擋塊、伸縮縫等，以減少地震作用對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。加強(qiáng)橋梁的整體性，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。四、木-混凝土組合梁橋地震易損性分析方法4.1經(jīng)驗方法經(jīng)驗方法是基于震害歷史數(shù)據(jù)來評估木-混凝土組合梁橋地震易損性的一種重要手段。在收集震害歷史數(shù)據(jù)時，涵蓋的范圍十分廣泛，包括但不限于地震發(fā)生的時間、地點、震級、震中距等地震基本信息，以及橋梁的結(jié)構(gòu)類型、建造年代、材料特性、跨徑布置、支座形式等橋梁自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時，詳細(xì)記錄橋梁在地震后的損壞狀況，如木梁的開裂、折斷位置和程度，混凝土板的裂縫分布、剝落區(qū)域，連接件的松動、剪斷數(shù)量和位置等。數(shù)據(jù)來源途徑多樣，其中實地調(diào)查是獲取一手資料的關(guān)鍵方式。在地震發(fā)生后，相關(guān)專業(yè)人員會迅速奔赴現(xiàn)場，對受損橋梁進(jìn)行詳細(xì)勘查，通過拍照、測量、記錄等方式，獲取橋梁的實際損壞情況。對橋梁管理部門、交通部門等相關(guān)機(jī)構(gòu)的檔案資料進(jìn)行查閱，也是獲取數(shù)據(jù)的重要途徑，這些檔案中可能包含橋梁的設(shè)計圖紙、施工記錄、維護(hù)報告以及以往地震后的檢測報告等信息。學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、研究報告中也常常會對一些地震災(zāi)害中的橋梁損壞情況進(jìn)行分析和報道，從中可以收集到有價值的數(shù)據(jù)。收集到數(shù)據(jù)后，需對其進(jìn)行整理，剔除重復(fù)、錯誤或不完整的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。對不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，將橋梁的基本信息、地震信息和損壞情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便后續(xù)分析。根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)類型、地震強(qiáng)度等因素對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，為進(jìn)一步的分析提供便利。在分析震害數(shù)據(jù)時，主要采用統(tǒng)計分析方法。通過統(tǒng)計不同地震強(qiáng)度下各類橋梁構(gòu)件的損壞頻率，如在某一震級范圍內(nèi)，木梁開裂的橋梁數(shù)量占總調(diào)查橋梁數(shù)量的比例，混凝土板出現(xiàn)裂縫的頻率等，以此來初步評估橋梁構(gòu)件在不同地震強(qiáng)度下的易損性。建立損壞頻率與地震強(qiáng)度之間的關(guān)系模型，如線性回歸模型、對數(shù)回歸模型等，通過擬合曲線來直觀地展示隨著地震強(qiáng)度的增加，橋梁構(gòu)件損壞頻率的變化趨勢。除了統(tǒng)計分析，還可以結(jié)合案例分析，對一些典型的橋梁震害案例進(jìn)行深入剖析，研究其損壞的原因、過程和影響因素，從中總結(jié)出一般性的規(guī)律和經(jīng)驗。經(jīng)驗方法具有一定的優(yōu)勢，它基于實際的震害數(shù)據(jù)，能夠直觀地反映橋梁在地震中的真實損壞情況，為易損性評估提供了直接的依據(jù)。這種方法不需要復(fù)雜的理論模型和計算，操作相對簡單，成本較低。然而，經(jīng)驗方法也存在明顯的局限性。震害歷史數(shù)據(jù)往往受到地域、地震特性、橋梁樣本數(shù)量等多種因素的限制。不同地區(qū)的地震活動特性、地質(zhì)條件和建筑材料等存在差異，使得數(shù)據(jù)的通用性受到影響。在某些地震活動較少的地區(qū)，可能缺乏足夠的震害數(shù)據(jù)，導(dǎo)致分析結(jié)果的可靠性降低。由于地震的隨機(jī)性和復(fù)雜性，相同地震強(qiáng)度下橋梁的損壞情況也可能存在很大差異，僅依靠歷史數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確預(yù)測未來地震中橋梁的易損性。4.2理論分析方法4.2.1力學(xué)模型建立建立木-混凝土組合梁橋的力學(xué)模型時，需全面考慮多種因素，以確保模型能夠準(zhǔn)確反映橋梁的實際力學(xué)行為。在材料特性方面，木材的力學(xué)性能具有明顯的各向異性。其順紋方向的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度較高，而橫紋方向的強(qiáng)度相對較低。在建立力學(xué)模型時，需采用合適的本構(gòu)模型來描述木材的這種特性。常用的木材本構(gòu)模型有正交各向異性模型、彈塑性模型等。正交各向異性模型能夠較好地反映木材在不同方向上的力學(xué)性能差異，適用于分析木材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的行為。對于混凝土，其材料特性在不同的受力階段也有所不同。在彈性階段，混凝土可近似視為線彈性材料；而在非線性階段，混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫、塑性變形等現(xiàn)象，需要考慮其非線性本構(gòu)關(guān)系。常用的混凝土非線性本構(gòu)模型有塑性損傷模型、微平面模型等。塑性損傷模型能夠考慮混凝土在受拉和受壓時的損傷演化，較為準(zhǔn)確地描述混凝土在地震作用下的力學(xué)行為。連接方式對木-混凝土組合梁橋的力學(xué)性能有著重要影響。不同的連接方式，如剪力釘連接、螺栓連接、抗剪連接件連接等，其傳力機(jī)制和力學(xué)性能存在差異。以剪力釘連接為例，剪力釘通過與木材和混凝土之間的粘結(jié)力和摩擦力來傳遞剪力。在建立力學(xué)模型時，需要準(zhǔn)確模擬剪力釘?shù)氖芰妥冃翁匦??？梢圆捎脧椈蓡卧獊砟M剪力釘?shù)倪B接作用，彈簧的剛度根據(jù)剪力釘?shù)目辜魟偠葋泶_定。對于螺栓連接，需要考慮螺栓的預(yù)緊力、螺紋的摩擦力等因素對連接性能的影響。在模型中，可以通過定義接觸對來模擬螺栓與木材、混凝土之間的接觸行為。模型的類型也有多種選擇，包括梁單元模型、板殼單元模型和實體單元模型等。梁單元模型適用于分析橋梁的整體力學(xué)性能，如內(nèi)力和變形。它將木梁和混凝土板簡化為梁單元，通過節(jié)點連接來模擬它們之間的相互作用。梁單元模型計算效率高，但對于局部細(xì)節(jié)的模擬不夠精確。板殼單元模型則能夠較好地模擬木梁和混凝土板的平面內(nèi)和平面外變形，適用于分析結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)力和變形情況。實體單元模型可以精確地模擬結(jié)構(gòu)的三維力學(xué)行為，但計算量較大，對計算機(jī)性能要求較高。在實際建模中，需要根據(jù)研究目的和計算資源來選擇合適的模型類型。如果只關(guān)注橋梁的整體響應(yīng)，可以采用梁單元模型；如果需要分析結(jié)構(gòu)的局部破壞模式，則應(yīng)選擇板殼單元模型或?qū)嶓w單元模型。在確定模型參數(shù)時，需要通過試驗、理論分析或經(jīng)驗公式等方法來獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。對于木材的彈性模量、泊松比等參數(shù)，可以通過木材力學(xué)性能試驗來測定。對于混凝土的材料參數(shù)，如抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等，可以根據(jù)設(shè)計規(guī)范和試驗數(shù)據(jù)來確定。連接部位的參數(shù)，如連接件的剛度、強(qiáng)度等，也需要通過試驗或理論分析來獲取。在獲取參數(shù)后，還需要對模型進(jìn)行驗證和校準(zhǔn)，將模型計算結(jié)果與實際試驗結(jié)果或工程實例進(jìn)行對比，調(diào)整模型參數(shù)，使模型能夠準(zhǔn)確地反映橋梁的力學(xué)行為。4.2.2地震反應(yīng)計算運用力學(xué)原理和相關(guān)公式對橋梁在地震作用下的反應(yīng)進(jìn)行計算，是分析木-混凝土組合梁橋地震易損性的關(guān)鍵步驟。在計算過程中，首先需明確基本力學(xué)原理。根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)構(gòu)在地震作用下所受的慣性力等于結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與地震加速度的乘積。在結(jié)構(gòu)動力學(xué)中，采用運動方程來描述結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)。對于多自由度體系的木-混凝土組合梁橋，其運動方程可表示為：M\ddot{u}(t)+C\dot{u}(t)+Ku(t)=-M\ddot{u}_{g}(t)其中，M為質(zhì)量矩陣，C為阻尼矩陣，K為剛度矩陣，\ddot{u}(t)、\dot{u}(t)、u(t)分別為結(jié)構(gòu)的加速度、速度和位移響應(yīng)向量，\ddot{u}_{g}(t)為地面運動加速度向量。在實際計算中，常用的方法有振型分解反應(yīng)譜法和時程分析法。振型分解反應(yīng)譜法是將結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分解為各個振型的反應(yīng)，然后通過反應(yīng)譜來計算每個振型的最大反應(yīng)，最后將各個振型的反應(yīng)進(jìn)行組合，得到結(jié)構(gòu)的總反應(yīng)。該方法計算相對簡便，適用于規(guī)則結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析。其基本步驟包括：計算結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型，根據(jù)地震動參數(shù)和場地條件確定反應(yīng)譜，計算每個振型的地震作用效應(yīng)，采用合適的組合方法將各個振型的效應(yīng)組合起來。時程分析法是直接對結(jié)構(gòu)的運動方程進(jìn)行積分，求解結(jié)構(gòu)在地震過程中的加速度、速度和位移時程。該方法能夠考慮地震波的頻譜特性和持時等因素對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，但計算量較大。在進(jìn)行時程分析時，需要選擇合適的地震波，如天然地震波或人工合成地震波。根據(jù)橋梁所在地區(qū)的地震特性和場地條件，選擇具有代表性的地震波。對地震波進(jìn)行調(diào)整，使其峰值加速度和頻譜特性符合設(shè)計要求。將選擇好的地震波輸入到建立的力學(xué)模型中，進(jìn)行數(shù)值積分求解，得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)時程。在計算過程中，還需考慮結(jié)構(gòu)的非線性因素。如前所述，木材和混凝土在地震作用下可能會進(jìn)入非線性階段，產(chǎn)生塑性變形和損傷。在計算時，需要采用合適的非線性本構(gòu)模型來描述材料的非線性行為?？紤]結(jié)構(gòu)的幾何非線性，如大變形、大轉(zhuǎn)動等因素對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響。通過引入幾何非線性項，對結(jié)構(gòu)的剛度矩陣進(jìn)行修正，以準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)在大變形情況下的力學(xué)行為。在計算內(nèi)力時，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本原理，通過對結(jié)構(gòu)的受力分析來求解。對于梁單元，可采用梁的彎曲理論來計算其彎矩、剪力和軸力。在計算位移時，根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)條件和力學(xué)平衡方程，利用位移法或力法等方法來求解。在計算過程中，需要注意邊界條件的處理，確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.3數(shù)值模擬方法4.3.1有限元軟件介紹與選擇常用的有限元軟件眾多，各自具有獨特的優(yōu)勢和適用范圍。ANSYS是一款功能極為強(qiáng)大的通用有限元軟件，它在結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁等多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)分析方面，ANSYS能夠處理各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式，提供豐富的單元類型和材料模型，適用于從簡單的構(gòu)件分析到大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的整體分析。它擁有友好的用戶界面和強(qiáng)大的后處理功能，方便用戶進(jìn)行模型建立、計算求解和結(jié)果分析。ABAQUS也是一款知名的通用有限元軟件，以其卓越的非線性分析能力而著稱。在處理材料非線性、幾何非線性和接觸非線性問題時，ABAQUS表現(xiàn)出色，能夠準(zhǔn)確模擬結(jié)構(gòu)在復(fù)雜受力條件下的力學(xué)行為。它在土木工程、機(jī)械工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，尤其適用于對結(jié)構(gòu)非線性響應(yīng)要求較高的分析。MidasCivil則是一款專門針對土木工程領(lǐng)域開發(fā)的有限元軟件，在橋梁工程分析中具有獨特的優(yōu)勢。它內(nèi)置了豐富的橋梁設(shè)計規(guī)范和工程實例模板，方便用戶快速建立橋梁模型。MidasCivil在橋梁結(jié)構(gòu)的靜力分析、動力分析、穩(wěn)定性分析等方面都有強(qiáng)大的功能，能夠準(zhǔn)確計算橋梁在各種荷載作用下的內(nèi)力、變形和應(yīng)力分布。在本次木-混凝土組合梁橋地震易損性分析中，選擇ABAQUS軟件進(jìn)行模擬分析，主要基于以下原因。木-混凝土組合梁橋在地震作用下，木材和混凝土兩種材料的力學(xué)行為呈現(xiàn)出明顯的非線性特征。木材在受力過程中，其彈性模量、強(qiáng)度等參數(shù)會隨著變形的增加而發(fā)生變化，表現(xiàn)出材料非線性；混凝土在地震作用下會出現(xiàn)開裂、塑性變形等現(xiàn)象，同樣具有顯著的非線性特性。連接木梁和混凝土板的連接件在地震作用下，其受力和變形也呈現(xiàn)出非線性特征，如連接件的松動、剪斷等破壞形式都涉及到非線性行為。ABAQUS強(qiáng)大的非線性分析能力能夠準(zhǔn)確地模擬這些非線性行為，為研究木-混凝土組合梁橋在地震作用下的力學(xué)響應(yīng)和易損性提供可靠的數(shù)值分析工具。ABAQUS擁有豐富的材料本構(gòu)模型庫，能夠為木材和混凝土選擇合適的本構(gòu)模型，準(zhǔn)確描述其力學(xué)性能。對于木材，可以采用正交各向異性本構(gòu)模型，該模型能夠考慮木材在不同方向上的力學(xué)性能差異，如順紋和橫紋方向的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的不同。對于混凝土，ABAQUS提供的塑性損傷本構(gòu)模型能夠較好地模擬混凝土在受拉和受壓時的損傷演化過程，包括混凝土的開裂、裂縫擴(kuò)展以及強(qiáng)度退化等現(xiàn)象。ABAQUS還具備強(qiáng)大的接觸分析功能，能夠精確模擬木梁和混凝土板之間通過連接件的相互作用。在模擬過程中，可以定義合適的接觸算法和接觸屬性，考慮連接件與木材、混凝土之間的粘結(jié)力、摩擦力等因素，從而準(zhǔn)確地模擬連接件在地震作用下的受力和變形情況，以及連接件失效對結(jié)構(gòu)整體性能的影響。4.3.2模型建立與參數(shù)設(shè)置在ABAQUS軟件中建立木-混凝土組合梁橋模型時，需遵循一定的步驟和方法，以確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。首先是幾何模型的創(chuàng)建。根據(jù)實際橋梁的設(shè)計圖紙和尺寸信息，在ABAQUS的前處理模塊中，使用適當(dāng)?shù)慕９ぞ?，精確繪制木梁、混凝土板、連接件、橋墩和基礎(chǔ)等構(gòu)件的幾何形狀。對于木梁，按照設(shè)計要求定義其長度、截面尺寸（如矩形截面的寬度和高度）等參數(shù)；對于混凝土板，確定其平面尺寸和厚度；連接件則根據(jù)其實際形狀和尺寸進(jìn)行建模，如剪力釘可簡化為圓柱形狀，螺栓可按照標(biāo)準(zhǔn)的螺紋形狀進(jìn)行繪制。在繪制過程中，要注意各構(gòu)件之間的相對位置和連接關(guān)系，確保幾何模型與實際橋梁結(jié)構(gòu)一致。材料參數(shù)的定義至關(guān)重要。對于木材，根據(jù)相關(guān)的木材力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)和試驗數(shù)據(jù)，輸入其彈性模量、泊松比、順紋抗拉強(qiáng)度、橫紋抗拉強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度、橫紋抗壓強(qiáng)度等參數(shù)。不同種類的木材，其力學(xué)性能參數(shù)有所差異，例如松木和橡木的彈性模量和強(qiáng)度參數(shù)就不相同，因此需要根據(jù)實際使用的木材種類準(zhǔn)確輸入?yún)?shù)。對于混凝土，按照混凝土的設(shè)計強(qiáng)度等級，參考相關(guān)的混凝土材料標(biāo)準(zhǔn)，定義其抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等參數(shù)。同時，考慮到混凝土在地震作用下的非線性行為，選擇合適的混凝土本構(gòu)模型，如塑性損傷模型，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定模型中的相關(guān)參數(shù)，如損傷演化參數(shù)等。對于連接件，根據(jù)其材料特性和力學(xué)性能，定義其彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等參數(shù)。單元類型的選擇直接影響模型的計算精度和效率。對于木梁和混凝土板，由于其主要承受彎曲和壓力，可選用殼單元進(jìn)行模擬。殼單元能夠較好地模擬構(gòu)件的平面內(nèi)和平面外變形，同時計算效率較高。在選擇殼單元時，要根據(jù)構(gòu)件的厚度和受力特點，選擇合適的殼單元類型，如S4R單元是一種常用的四邊形殼單元，具有較好的計算精度和穩(wěn)定性。對于連接件，根據(jù)其形狀和受力特點，可選用梁單元或?qū)嶓w單元。當(dāng)連接件的長度遠(yuǎn)大于其截面尺寸時，可選用梁單元進(jìn)行模擬，如B31單元；當(dāng)連接件的形狀較為復(fù)雜，需要精確模擬其內(nèi)部應(yīng)力分布時，可選用實體單元，如C3D8R單元。邊界條件的設(shè)置要模擬實際橋梁的支撐情況。在橋墩底部，約束其三個方向的平動自由度和三個方向的轉(zhuǎn)動自由度，模擬橋墩與基礎(chǔ)的固結(jié)連接。在木梁與橋墩的連接部位，根據(jù)實際的連接方式，約束相應(yīng)的自由度。如果是鉸接連接，約束其平動自由度，允許轉(zhuǎn)動自由度；如果是剛接連接，則同時約束平動和轉(zhuǎn)動自由度。對于混凝土板與木梁之間的連接，通過定義接觸對來模擬連接件的作用，約束兩者之間的相對位移和轉(zhuǎn)動。荷載施加是模擬地震作用的關(guān)鍵步驟。在模型中，將地震波作為動態(tài)荷載施加到模型上。首先，根據(jù)橋梁所在地區(qū)的地震特性和場地條件，選擇合適的地震波記錄，如天然地震波或人工合成地震波。對選擇的地震波進(jìn)行處理，使其峰值加速度、頻譜特性等參數(shù)符合橋梁所在地區(qū)的地震設(shè)計要求。在ABAQUS中，通過定義動態(tài)分析步，將處理后的地震波作為加速度時程荷載施加到模型的基礎(chǔ)部位，模擬地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。4.3.3模擬結(jié)果分析通過ABAQUS軟件對木-混凝土組合梁橋在地震作用下進(jìn)行數(shù)值模擬后，得到了豐富的結(jié)果數(shù)據(jù)，對這些結(jié)果進(jìn)行深入分析，能夠揭示橋梁在地震作用下的力學(xué)響應(yīng)和易損性特征。從應(yīng)力分布方面來看，在地震作用下，木梁的跨中部位和支座附近出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。在跨中部位，由于承受較大的彎矩，木梁的受拉區(qū)出現(xiàn)較高的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過木材的抗拉強(qiáng)度時，就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。在支座附近，由于承受較大的剪力和局部壓力，木梁的應(yīng)力也相對較高，容易出現(xiàn)剪切破壞和局部壓潰現(xiàn)象?；炷涟逶谂c木梁連接的部位以及板的邊緣處，應(yīng)力分布較為復(fù)雜。在連接部位，由于連接件傳遞的力，混凝土板受到較大的局部應(yīng)力，容易出現(xiàn)裂縫。在板的邊緣處，由于邊界條件的影響，也會出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土板的邊緣容易發(fā)生剝落和開裂。從變形情況分析，橋梁的主梁在地震作用下產(chǎn)生了明顯的豎向和橫向變形。豎向變形主要表現(xiàn)為跨中部位的撓度增大，這是由于地震產(chǎn)生的彎矩使主梁發(fā)生彎曲變形。橫向變形則是由于地震波的水平分量作用，使主梁產(chǎn)生橫向位移和扭轉(zhuǎn)。橋墩在地震作用下也發(fā)生了一定的傾斜和彎曲變形，橋墩的頂部和底部變形相對較大。橋墩頂部的變形主要是由于主梁傳遞的水平力和彎矩作用，而橋墩底部的變形則與基礎(chǔ)的變形和地基的特性有關(guān)。通過模擬結(jié)果還可以分析橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化。在地震作用下，木梁和混凝土板的內(nèi)力分布發(fā)生了明顯變化。木梁的彎矩和剪力在不同部位呈現(xiàn)出不同的數(shù)值，跨中部位的彎矩較大，支座附近的剪力較大?；炷涟宓膬?nèi)力主要包括彎矩、剪力和軸力，在與木梁連接的部位，混凝土板承受較大的剪力和彎矩。通過對比不同地震波作用下的模擬結(jié)果，可以研究地震波特性對橋梁響應(yīng)的影響。不同頻譜特性的地震波會使橋梁產(chǎn)生不同的響應(yīng)。長周期地震波對長跨橋梁的影響較大，容易引起橋梁的共振，使結(jié)構(gòu)的響應(yīng)顯著增大；短周期地震波則對短跨橋梁和結(jié)構(gòu)的局部構(gòu)件影響較大。地震波的峰值加速度越大，橋梁結(jié)構(gòu)所承受的地震力就越大，結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力也相應(yīng)增大。通過對模擬結(jié)果的分析，可以確定橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱部位和關(guān)鍵受力構(gòu)件。木梁的跨中、支座附近，混凝土板的連接部位和邊緣，以及連接件等都是結(jié)構(gòu)的薄弱部位，在地震作用下容易發(fā)生損壞。這些薄弱部位的損壞會對結(jié)構(gòu)的整體性能產(chǎn)生較大影響，因此在橋梁的抗震設(shè)計和加固中，應(yīng)重點關(guān)注這些部位，采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。五、影響木-混凝土組合梁橋地震易損性的因素5.1結(jié)構(gòu)參數(shù)5.1.1跨徑與梁高跨徑和梁高是木-混凝土組合梁橋的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，它們對橋梁在地震作用下的受力特性和易損性有著顯著影響?？鐝綄蛄菏芰μ匦缘挠绊戄^為復(fù)雜。隨著跨徑的增大，橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期會變長。根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理，當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期與地震波的卓越周期接近時，會發(fā)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)大幅增加。長跨徑橋梁在地震作用下，其內(nèi)力分布也會發(fā)生變化，跨中部位的彎矩和剪力會顯著增大。在大跨徑的木-混凝土組合梁橋中，由于跨中彎矩較大，木梁和混凝土板在跨中部位所承受的應(yīng)力也相應(yīng)增大，這使得跨中部位更容易出現(xiàn)開裂、變形等損壞情況?？鐝皆龃筮€會使橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度降低，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的變形能力增強(qiáng)，但同時也增加了結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的風(fēng)險。梁高對橋梁的剛度和承載能力有著直接影響。梁高增加，橋梁的抗彎剛度會顯著提高。根據(jù)材料力學(xué)理論，梁的抗彎剛度與梁高的三次方成正比，因此梁高的微小變化會對剛度產(chǎn)生較大影響。較高的抗彎剛度能夠有效減小橋梁在地震作用下的變形，降低結(jié)構(gòu)的內(nèi)力響應(yīng)。在地震作用下，梁高較大的木-混凝土組合梁橋，其木梁和混凝土板的變形相對較小，能夠更好地保持結(jié)構(gòu)的完整性。梁高增加也會使結(jié)構(gòu)的自重增大，從而增加地震作用下的慣性力。在設(shè)計過程中，需要綜合考慮梁高對剛度和自重的影響，選擇合適的梁高，以平衡結(jié)構(gòu)的抗震性能和經(jīng)濟(jì)性。為了深入研究跨徑和梁高對木-混凝土組合梁橋地震易損性的影響，通過數(shù)值模擬進(jìn)行參數(shù)化分析。建立一系列不同跨徑和梁高的木-混凝土組合梁橋有限元模型，對這些模型施加不同強(qiáng)度的地震波進(jìn)行非線性時程分析。分析結(jié)果表明，隨著跨徑的增大，橋梁結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)和內(nèi)力響應(yīng)均顯著增大，結(jié)構(gòu)的易損性明顯增加。在跨徑從30米增大到50米時，橋梁跨中部位的位移增大了30%，木梁和混凝土板的最大應(yīng)力也分別增加了25%和20%。隨著梁高的增加，橋梁結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)和內(nèi)力響應(yīng)逐漸減小，結(jié)構(gòu)的抗震性能得到提高。當(dāng)梁高從1.5米增加到2.0米時，橋梁跨中部位的位移減小了20%，木梁和混凝土板的最大應(yīng)力也分別降低了15%和10%。在實際工程設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)橋梁的使用要求、場地條件和地震風(fēng)險等因素，合理確定跨徑和梁高。對于地震頻發(fā)地區(qū)的橋梁，應(yīng)盡量控制跨徑，避免因跨徑過大導(dǎo)致共振風(fēng)險增加。在滿足結(jié)構(gòu)承載能力和使用功能的前提下，適當(dāng)增加梁高，提高橋梁的抗彎剛度，降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。還可以通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置和采用合理的構(gòu)造措施，進(jìn)一步提高橋梁的抗震性能。5.1.2橋墩剛度橋墩剛度的變化對木-混凝土組合梁橋在地震作用下的響應(yīng)有著至關(guān)重要的影響，深入研究這種影響機(jī)制對于提高橋梁的抗震性能具有重要意義。橋墩剛度主要通過改變結(jié)構(gòu)的整體動力特性來影響橋梁的地震響應(yīng)。橋墩剛度增大，橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率會提高，自振周期相應(yīng)縮短。根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理，結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)與自振頻率密切相關(guān)。當(dāng)橋墩剛度增加時，橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率遠(yuǎn)離地震波的卓越頻率，從而減小了共振的可能性，降低了結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。在地震作用下，橋墩剛度較大的橋梁，其墩頂位移和梁體的加速度響應(yīng)相對較小，能夠更好地保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。橋墩剛度對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布也有著顯著影響。在地震作用下，橋墩承擔(dān)著將上部結(jié)構(gòu)傳來的地震力傳遞到基礎(chǔ)的重要作用。橋墩剛度增大，其承擔(dān)的地震力份額會增加，而上部結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的地震力相對減小。橋墩剛度的變化還會導(dǎo)致橋墩自身內(nèi)力分布的改變。當(dāng)橋墩剛度增大時，墩底的彎矩和剪力會顯著增大，這就要求橋墩在設(shè)計時具備足夠的抗彎和抗剪能力，以承受這些增大的內(nèi)力。為了直觀地展示橋墩剛度對橋梁地震響應(yīng)的影響，通過數(shù)值模擬進(jìn)行分析。建立一座具有不同橋墩剛度的木-混凝土組合梁橋有限元模型，分別對其施加不同強(qiáng)度的地震波進(jìn)行非線性時程分析。分析結(jié)果顯示，當(dāng)橋墩剛度增加50%時，墩頂順橋向位移減小了35%，梁體的加速度響應(yīng)也降低了30%，表明橋墩剛度的增大能夠有效減小橋梁的地震響應(yīng)。隨著橋墩剛度的增大，墩底的彎矩和剪力分別增加了40%和35%，這說明橋墩剛度的提高會使橋墩自身的受力狀況變得更加嚴(yán)峻。在實際工程中，可通過多種方式調(diào)整橋墩剛度來提高橋梁的抗震性能。在設(shè)計階段，可以合理增加橋墩的截面尺寸，如增大橋墩的直徑或?qū)挾?，從而提高橋墩的抗彎和抗剪剛度。采用高?qiáng)度的材料，如提高混凝土的強(qiáng)度等級或增加鋼筋的配筋率，也能有效提高橋墩的剛度。在橋墩的構(gòu)造設(shè)計方面，可以設(shè)置橫系梁或加強(qiáng)橋墩與基礎(chǔ)的連接，增強(qiáng)橋墩的整體性和穩(wěn)定性，從而提高其剛度。在調(diào)整橋墩剛度時，需要綜合考慮多方面因素。增加橋墩剛度會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重增加，進(jìn)而增加地震作用下的慣性力，同時也會增加工程成本。因此，在實際工程中，需要在提高橋梁抗震性能和控制工程成本之間尋求平衡。還需要考慮橋墩剛度與上部結(jié)構(gòu)剛度的匹配問題，避免因剛度差異過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力不均，影響橋梁的整體抗震性能。5.1.3連接方式木-混凝土組合梁橋中，不同的連接方式對橋梁的整體性和抗震能力有著關(guān)鍵影響，深入分析這些影響對于優(yōu)化橋梁設(shè)計和提高抗震性能至關(guān)重要。常見的連接方式包括螺栓連接和焊接等，它們各自具有獨特的工作原理和特點。螺栓連接是通過螺栓將木梁和混凝土板緊固在一起，依靠螺栓的預(yù)緊力和摩擦力來傳遞剪力和拉力。螺栓連接的優(yōu)點是安裝方便，可拆卸，便于后期的維護(hù)和更換。在一些需要經(jīng)常進(jìn)行檢修或改造的橋梁中，螺栓連接具有很大的優(yōu)勢。螺栓連接的可靠性在一定程度上依賴于螺栓的擰緊程度和連接件的質(zhì)量，如果螺栓松動或連接件損壞，會導(dǎo)致連接部位的傳力性能下降，影響橋梁的整體性和抗震能力。焊接連接則是通過高溫將連接件與木梁和混凝土板焊接在一起，形成一個整體。焊接連接的優(yōu)點是連接強(qiáng)度高，傳力性能好，能夠有效地保證木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作。在一些對結(jié)構(gòu)整體性要求較高的橋梁中，焊接連接被廣泛應(yīng)用。焊接連接也存在一些缺點，如焊接過程中可能會對木材和連接件的材質(zhì)造成損傷，降低其力學(xué)性能。焊接質(zhì)量對焊接工藝和操作人員的技術(shù)水平要求較高，如果焊接質(zhì)量不佳，會出現(xiàn)虛焊、裂縫等問題，影響連接的可靠性。不同連接方式對橋梁整體性和抗震能力的影響差異明顯。連接方式能夠有效傳遞木梁和混凝土板之間的力，使兩者協(xié)同工作，共同抵抗地震作用。連接方式的可靠性直接影響橋梁在地震作用下的性能。在地震作用下，可靠的連接方式能夠保證木梁和混凝土板之間的相對位移和變形協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，提高橋梁的抗震能力。若連接方式不可靠，在地震作用下連接部位可能會出現(xiàn)松動、脫落等問題，導(dǎo)致木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能喪失，使橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)惡化，增加橋梁的易損性。通過試驗研究和數(shù)值模擬，可以更深入地了解不同連接方式對橋梁抗震性能的影響。在試驗研究中，制作采用不同連接方式的木-混凝土組合梁試件，對其進(jìn)行靜力加載和動力加載試驗，觀察試件在加載過程中的破壞模式和力學(xué)性能變化。試驗結(jié)果表明，焊接連接的試件在加載過程中，木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能較好，試件的極限承載力較高；而螺栓連接的試件在加載后期，部分螺栓出現(xiàn)松動，導(dǎo)致連接部位的傳力性能下降，試件的極限承載力相對較低。在數(shù)值模擬方面，利用有限元軟件建立采用不同連接方式的木-混凝土組合梁橋模型，對其進(jìn)行地震作用下的非線性時程分析。模擬結(jié)果顯示，采用焊接連接的橋梁在地震作用下，結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力分布較為均勻，結(jié)構(gòu)的整體性能較好；而采用螺栓連接的橋梁在地震作用下，連接部位的應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯，部分螺栓可能會出現(xiàn)剪斷或松動，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部變形增大，整體抗震性能下降。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)橋梁的具體情況選擇合適的連接方式。對于對結(jié)構(gòu)整體性和抗震性能要求較高的橋梁，優(yōu)先考慮焊接連接方式，但要嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，確保連接的可靠性。對于需要便于安裝、維護(hù)和更換的橋梁，可以選擇螺栓連接方式，但要加強(qiáng)對螺栓的檢查和維護(hù)，確保螺栓的擰緊程度和連接件的質(zhì)量。還可以通過改進(jìn)連接構(gòu)造，如增加連接件的數(shù)量、優(yōu)化連接件的布置等方式，提高連接的可靠性和橋梁的抗震性能。5.2材料性能5.2.1木材特性木材作為木-混凝土組合梁橋的關(guān)鍵材料之一，其物理力學(xué)性能對橋梁在地震作用下的性能有著重要影響。木材具有顯著的各向異性特性，其順紋方向和橫紋方向的力學(xué)性能差異明顯。在順紋方向，木材的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度相對較高。這是因為木材的纖維在順紋方向排列緊密，能夠有效地承受拉力和壓力。在一些木-混凝土組合梁橋中，木梁主要承受豎向荷載，順紋方向的高強(qiáng)度使得木梁能夠較好地抵抗彎曲和壓縮變形，保證橋梁的承載能力。橫紋方向的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度則較低。橫紋方向的纖維連接相對較弱，在受到拉力或壓力時，纖維之間容易發(fā)生分離和破壞。在地震作用下，當(dāng)木梁受到橫紋方向的力時，更容易出現(xiàn)開裂和損壞現(xiàn)象。木材的彈性模量也具有各向異性，順紋彈性模量通常大于橫紋彈性模量。彈性模量反映了材料抵抗變形的能力，順紋彈性模量較大意味著木材在順紋方向受力時，變形相對較小，能夠更好地保持結(jié)構(gòu)的形狀和穩(wěn)定性。而橫紋彈性模量較小，則使得木材在橫紋方向受力時，更容易發(fā)生較大的變形。在地震作用下，這種彈性模量的差異會導(dǎo)致木梁在不同方向上的變形不一致，從而產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力分布，增加了木梁損壞的風(fēng)險。木材的含水率對其力學(xué)性能有著顯著影響。當(dāng)木材的含水率較高時，其強(qiáng)度會降低。這是因為水分會削弱木材纖維之間的粘結(jié)力，使得木材在受力時更容易發(fā)生破壞。含水率較高還會導(dǎo)致木材的變形增大，影響橋梁結(jié)構(gòu)的尺寸穩(wěn)定性。在潮濕環(huán)境下使用的木-混凝土組合梁橋，木材容易吸收水分，導(dǎo)致含水率增加，從而降低木材的力學(xué)性能。為了保證木材的力學(xué)性能，在使用前需要對木材進(jìn)行干燥處理，使其含水率控制在合適的范圍內(nèi)。木材的缺陷，如節(jié)疤、腐朽、蟲蛀等，會對其在地震作用下的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。節(jié)疤會破壞木材的連續(xù)性，導(dǎo)致木材在節(jié)疤處的強(qiáng)度降低，容易引發(fā)裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。腐朽會使木材的組織結(jié)構(gòu)被破壞，強(qiáng)度大幅下降，嚴(yán)重影響木材的承載能力。蟲蛀會在木材內(nèi)部形成空洞，削弱木材的強(qiáng)度，降低木材的耐久性。在地震作用下，存在缺陷的木材更容易發(fā)生損壞，從而影響整個橋梁的抗震性能。在地震作用下，木材的力學(xué)性能會發(fā)生變化。由于地震產(chǎn)生的反復(fù)荷載作用，木材可能會出現(xiàn)疲勞損傷，導(dǎo)致其強(qiáng)度和剛度逐漸降低。地震產(chǎn)生的沖擊荷載也會對木材的性能產(chǎn)生影響，使木材更容易發(fā)生斷裂和破壞。在強(qiáng)震作用下，木材的纖維結(jié)構(gòu)可能會受到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致木材的力學(xué)性能急劇下降。為了提高木材在地震作用下的性能，可以采取一系列措施。對木材進(jìn)行防腐、防蟲處理，防止木材腐朽和蟲蛀，提高木材的耐久性。采用合適的連接方式和構(gòu)造措施，減少木材在受力時的應(yīng)力集中，提高木材的承載能力。對木材進(jìn)行加固處理，如采用纖維增強(qiáng)材料對木材進(jìn)行包裹，提高木材的強(qiáng)度和剛度。5.2.2混凝土性能混凝土的強(qiáng)度是影響木-混凝土組合梁橋抗震性能的關(guān)鍵因素之一?；炷恋目箟簭?qiáng)度直接決定了其在地震作用下抵抗壓力的能力。在地震過程中，橋梁結(jié)構(gòu)會受到各種復(fù)雜的力，混凝土板作為主要的受壓構(gòu)件，需要具備足夠的抗壓強(qiáng)度來承受這些力。當(dāng)混凝土的抗壓強(qiáng)度較高時，能夠有效地抵抗地震產(chǎn)生的壓力，減少混凝土板的壓潰和破壞。在一些抗震性能較好的木-混凝土組合梁橋中，混凝土板采用了高強(qiáng)度等級的混凝土，使得橋梁在地震作用下能夠保持較好的穩(wěn)定性。混凝土的抗拉強(qiáng)度雖然相對較低，但在地震作用下也起著重要作用。地震產(chǎn)生的拉應(yīng)力可能會導(dǎo)致混凝土板出現(xiàn)裂縫，當(dāng)抗拉強(qiáng)度不足時，裂縫會迅速擴(kuò)展，削弱混凝土板的承載能力。提高混凝土的抗拉強(qiáng)度可以有效減少裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，提高混凝土板的抗裂性能。通過在混凝土中添加纖維材料，如鋼纖維、聚丙烯纖維等，可以增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度，改善混凝土的抗裂性能。彈性模量反映了混凝土抵抗變形的能力，對橋梁的抗震性能也有重要影響。較高的彈性模量意味著混凝土在受力時變形較小，能夠更好地保持結(jié)構(gòu)的形狀和穩(wěn)定性。在地震作用下，混凝土板需要保持較小的變形，以確保與木梁的協(xié)同工作性能。如果混凝土的彈性模量較低，在地震作用下混凝土板的變形會增大，導(dǎo)致與木梁之間的連接部位受力不均，增加連接件的負(fù)擔(dān)，甚至可能導(dǎo)致連接件失效。混凝土的耐久性同樣不容忽視。在長期使用過程中，混凝土?xí)艿江h(huán)境因素的影響，如濕度、溫度變化、化學(xué)侵蝕等，導(dǎo)致其性能逐漸劣化。在地震作用下，耐久性較差的混凝土更容易出現(xiàn)裂縫、剝落等損壞現(xiàn)象，降低橋梁的抗震性能。為了提高混凝土的耐久性，需要采取有效的防護(hù)措施，如在混凝土表面涂刷防護(hù)涂層，防止水分和有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部；合理設(shè)計混凝土的配合比，提高混凝土的密實度，增強(qiáng)其抗侵蝕能力。在地震作用下，混凝土的性能會發(fā)生變化。由于地震產(chǎn)生的反復(fù)荷載作用，混凝土可能會出現(xiàn)疲勞損傷，導(dǎo)致其強(qiáng)度和剛度降低。地震產(chǎn)生的高溫、高壓等極端條件也可能會對混凝土的性能產(chǎn)生影響。在強(qiáng)震作用下，混凝土內(nèi)部的微裂縫會不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和剛度下降，甚至可能發(fā)生混凝土的破碎和脫落。為了保證混凝土在地震作用下的性能，在設(shè)計和施工過程中需要嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量。選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，合理設(shè)計混凝土的配合比，確?；炷恋膹?qiáng)度和耐久性滿足要求。在施工過程中，要嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，保證混凝土的澆筑質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)條件，避免出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。5.3地震動參數(shù)5.3.1地震波頻譜特性地震波頻譜特性是影響木-混凝土組合梁橋地震響應(yīng)的關(guān)鍵因素之一，其對橋梁結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制較為復(fù)雜。不同頻譜特性的地震波包含了不同頻率成分的振動。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率與地震波中的某些頻率成分接近時，就會發(fā)生共振現(xiàn)象。共振會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)急劇增大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常情況下的響應(yīng)值。在某次地震中，一座木-混凝土組合梁橋的自振頻率與地震波中的某一頻率成分相近，在地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生了強(qiáng)烈的共振，木梁的變形和應(yīng)力大幅增加，出現(xiàn)了多處開裂現(xiàn)象，混凝土板也出現(xiàn)了大量裂縫，連接件部分松動，橋梁結(jié)構(gòu)受到了嚴(yán)重?fù)p壞。長周期地震波的卓越周期較長，一般在1-5秒之間。對于大跨徑的木-混凝土組合梁橋，其自振周期也相對較長，容易與長周期地震波發(fā)生共振。在長周期地震波作用下，大跨徑橋梁的位移響應(yīng)會顯著增大，尤其是跨中部位的撓度會明顯增加。由于共振作用，橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布也會發(fā)生改變，跨中部位的彎矩和剪力會大幅增加，導(dǎo)致木梁和混凝土板在跨中部位承受更大的應(yīng)力，增加了結(jié)構(gòu)損壞的風(fēng)險。短周期地震波的卓越周期較短，通常在0.1-1秒之間。對于小跨徑的木-混凝土組合梁橋或橋梁結(jié)構(gòu)的局部構(gòu)件，其自振頻率相對較高，更容易受到短周期地震波的影響。在短周期地震波作用下，小跨徑橋梁或局部構(gòu)件的加速度響應(yīng)會明顯增大，結(jié)構(gòu)會承受較大的慣性力。這可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的局部構(gòu)件，如連接件、橋墩頂部的附屬設(shè)施等，出現(xiàn)損壞。由于短周期地震波的高頻振動，還可能使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞損傷，降低結(jié)構(gòu)的耐久性。為了研究地震波頻譜特性對木-混凝土組合梁橋地震響應(yīng)的影響，通過數(shù)值模擬進(jìn)行分析。建立一座木-混凝土組合梁橋的有限元模型，分別輸入不同頻譜特性的地震波進(jìn)行非線性時程分析。分析結(jié)果表明，當(dāng)輸入長周期地震波時，橋梁跨中部位的位移比輸入普通地震波時增大了40%，木梁和混凝土板的最大應(yīng)力也分別增加了35%和30%。當(dāng)輸入短周期地震波時，橋梁結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)明顯增大，局部構(gòu)件的應(yīng)力集中現(xiàn)象更加明顯，連接件的應(yīng)力比輸入普通地震波時增加了25%。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)橋梁所在地區(qū)的地震波頻譜特性，合理設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)。對于位于長周期地震波影響區(qū)域的大跨徑橋梁，應(yīng)采取措施調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振周期，使其遠(yuǎn)離長周期地震波的卓越周期，如增加結(jié)構(gòu)的剛度或改變結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布。對于位于短周期地震波影響區(qū)域的小跨徑橋梁或局部構(gòu)件，應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的局部強(qiáng)度和剛度，提高其抵抗高頻振動的能力。5.3.2地震動峰值加速度地震動峰值加速度（PGA）是衡量地震強(qiáng)度的重要指標(biāo)，它與木-混凝土組合梁橋的易損性之間存在著密切的關(guān)系，對橋梁的破壞程度有著顯著影響。隨著地震動峰值加速度的增大，橋梁結(jié)構(gòu)所承受的慣性力也會相應(yīng)增大。根據(jù)牛頓第二定律，慣性力與加速度成正比，因此PGA的增加會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)件受到更大的力。在地震作用下，木梁會承受更大的彎矩和剪力，混凝土板會受到更大的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，連接件會承受更大的剪力和拉力。當(dāng)PGA超過一定值時，木梁可能會出現(xiàn)開裂、折斷等損壞現(xiàn)象。由于木材的抗拉強(qiáng)度有限，在較大的慣性力作用下，木梁的受拉區(qū)容易產(chǎn)生裂縫，隨著PGA的繼續(xù)增大，裂縫會不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致木梁折斷?；炷涟逶谳^大的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力作用下，也容易出現(xiàn)裂縫和剝落現(xiàn)象?；炷恋目估瓘?qiáng)度相對較低，當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時，混凝土板就會開裂，裂縫的擴(kuò)展會導(dǎo)致混凝土板的剝落，削弱其承載能力。連接件在較大的剪力和拉力作用下，可能會出現(xiàn)松動、剪斷等失效情況。連接件的失效會導(dǎo)致木梁和混凝土板之間的協(xié)同工作性能喪失，使橋梁結(jié)構(gòu)的整體性受到破壞，進(jìn)一步加劇結(jié)構(gòu)的損壞。通過數(shù)值模擬和實際震害案例分析，可以更直觀地了解地震動峰值加速度對橋梁破壞程度的影響。在數(shù)值模擬中，建立不同PGA作用下的木-混凝土組合梁橋有限元模型，進(jìn)行非線性時程分析。分析結(jié)果表明，當(dāng)PGA從0.1g增加到0.3g時，木梁的最大應(yīng)力增加了50%，混凝土板的裂縫寬度增大了30%，連接件的剪力增大了40%，橋梁結(jié)構(gòu)的損壞程度明顯加劇。在實際震害案例中，如2008年汶川地震中，一些木-混凝土組合梁橋在高PGA區(qū)域遭受了嚴(yán)重破壞。在PGA達(dá)到0.4g的地區(qū)，部分橋梁的木梁出現(xiàn)了嚴(yán)重的開裂和折斷，混凝土板大面積剝落，連接件失效，橋梁整體垮塌。而在PGA相對較低的地區(qū)，橋梁的損壞程度相對較輕，僅出現(xiàn)了一些輕微的裂縫和連接件松動現(xiàn)象。為了提高木-混凝土組合梁橋在不同