桥梁震害类型破坏的基本特征和经验教训

每一次大地震爆发后，人们总是可以从中发现大 量的人为工程的破坏；地震造成的结构灾害，反 过来又促进了对地震现象和工程抗震的研究工作。
另一方面，工程界也从结构的破坏中，获取关于 结构地震反应的极其宝贵的资料，从而对抗震设 计理论和设计方法进行检讨、修正和发展，使结 构抗震设计水平不断地得到提高。
桥梁的组成、分类和结构体系 1. 基本组成 五大部件 五小部件
五大部件(从传递荷载功能划分)
桥跨结构（上部结构）
直接承担作用荷载
桥墩、桥台、支座（下部结构）
将上部结构的荷载传递到基础 防止路堤滑塌 传力、保证桥梁的自由变形
基础
将桥梁结构的荷载传递到地基
桥梁上、下部结构组成部分示意图
五小部件
刚构桥（刚架桥）
Schweden桥
➢横跨维也纳多瑙河 ➢跨径55.4m
Maas桥
荷兰、跨径80.5＋112.5＋80.5m
汉江桥
➢陕西安康
➢主跨176m
➢全长542m
➢1982年建 成
刚构桥小结
主要承重构件：刚架结构
受力特点（竖向力作用）： 柱脚有水平反力、竖直反力和弯矩， 梁部受弯为主，介于梁、拱之间。
桥梁震害原因：
场地运动引起的结构物振动（地震荷载以惯性力形 式施加于结构）。
场地相对位移产生的强制变形（支点强制变形的超 静内力或过大的相对变位）。
2.2 桥梁震害及类型
从历次破坏性地震中，通过调查总结发现，桥梁 的震害现象可以归纳为以下几类：
上部结构坠落 支承连接件破坏 桥台、桥墩破坏 基础破坏 其他震害现象
地震对桥梁结构造成的破坏现象，系统地揭示出 结构设计和施工中的缺陷，甚至是最微小的缺陷。 因此，调查研究过去发生的破坏性地震中桥梁的 震害现象，对于改进桥梁设计和施工方法都极具 价值。
对桥梁震害现象开展调查研究，从中总结和吸取 经验教训，是桥梁抗震理论得以发展的一个重要 手段。可以说，桥梁抗震设计的历史，也是人类 对桥梁震害现象认识的历史。
➢预应力混凝土连续弯梁桥 ➢山西平顺县 ➢3孔28＋35＋28m ➢1990年建成
梁桥小结
主要承重构件：梁、板
受力特点（竖向力作用）： 主梁受弯矩、剪力，以弯为主。 墩台只受竖向力，不产生水平反力。
材料特点：抗弯能力强
结构特点：简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥
拱桥
丹河大桥
➢山西晋城 ➢石拱桥 ➢主跨146m ➢桥全长413.17m
马鸣溪金沙江大桥
➢ 钢筋混凝土箱拱桥 ➢ 主跨150m ➢ 1979年建成
贵州花Baidu Nhomakorabea洞桥
➢桁架组合拱桥 ➢主跨150m ➢1991年建成
钢拱桥
拱桥小结
主要承重构件：拱圈、拱肋
受力特点（竖向力作用）： 墩台受竖向力、弯矩及水平推力， 拱圈主要受压，也受弯矩和剪力。
材料特点：抗压能力强
结构特点：跨越能力大，造型美观，地基要求高， 施工较难
金门大桥
➢跨径1280m ➢1937年建成，位于美国旧金山 ➢保持世界记录27年
亨伯尔桥
➢Humber Bridge ➢跨径1410m ➢1981年建成 ➢世界记录保持到1997年
江阴长江大桥
➢跨径1385m ➢1999年建成
明石海峡大桥
➢建成于1998年，世界第一跨悬索桥，主跨1991m。 ➢抗风、抗震设计世界先进水平，建桥期间承受7.2级 地震。
在这之后，世界上又发生了多次对桥梁抗震设计 影响重大的破坏性地震：如日本1923年关东地 震，1948 年福井地震；新西兰1929 年默奇森地 震和1931 年内皮尔地震；美国1964 年阿拉斯加 地震； 1971 年圣·费尔南多地震；1976 年中国 唐山大地震；1994 年美国北岭地震；1995 年日 本阪神地震等。
第二章 桥梁震害
2.1 震害影响及原因
桥梁是生命线工程中的关键部分，在地震发生 后的紧急救援和抗震救灾、灾后恢复重建中具有极 其重要的地位。强烈地震可能导致桥梁受到严重损 伤或倒塌，造成交通中断，使抗震救灾工作受阻， 以致造成生命和财产的更大损失，使震害程度扩 大。
虽然桥梁震害现象早有发生，但人类正式记录的 第一次桥梁震害却是发生在1906年美国旧金山 大地震，在这次地震事件中，人们注意到了一座 铁路桥梁的倒塌。
材料特点：钢筋混凝土、预应力钢混
结构特点：跨中建筑高度可较小，适合采用悬臂法施工， 但刚结点施工困难，易于开裂。
悬索桥（吊桥）
香港青马大桥
1997年建成通车，桥身总长度 2200m，主跨长度1377m，离海面 高62m，缆绳的直径1.1m，长 16000km，创造了世界最长的公铁 两用吊桥纪录。
西藏达孜桥 缆索直接锚于山体，是较少见的独塔悬索桥。
总跨径： 各孔净跨径的总和，反映桥下泄洪能力 计算跨径: 梁桥：相邻两个支座中心之间的距离
拱桥：相邻两拱脚截面形心点之间水平距离 标准跨径: 梁桥：相邻桥墩中心线或墩中心线至桥台台背前缘之间距离
拱桥：即净跨径 桥梁全长: 两桥台侧墙或八字墙尾端间的距离
（无桥台的桥梁为桥面系长度）
高度
桥梁的分类
1）按受力体系划分
梁桥 拱桥 刚构桥（刚架桥） 悬索桥（吊桥） 组合体系桥
梁桥
南京长江大桥
➢一孔128m，三联九孔 各160m
➢正桥总长1576m
➢公、铁两用桥
开封黄河大桥
➢桥全长4475m
➢108孔，其中77孔为跨径50m 预应力T梁，余为20m
➢公路桥
平顺桥
桥梁高度（桥高）：桥面与低水位或桥下线路路面间高差 桥下净空高度：设计洪水位或通航水位至桥跨结构下缘距离 建筑高度：行车路面至桥跨结构最下缘距离 净矢高：拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点连线的垂
直距离 计算矢高：拱顶截面形心至相邻拱脚截面形心连线的垂直距离 矢跨比（拱矢度）：拱圈/肋的计算矢高与计算跨径之比
桥面铺装(行车道铺装) 排水防水系统 栏杆(或防撞护栏) 伸缩缝 灯光照明
桥面部分一般构造图
桥面铺装
伸缩缝
名词术语
水位
低水位：枯水季节的最低水位。 高水位：洪水季节的最高水位。 设计水位：按规定设计洪水频率算得的水位。 通航水位：能保持船舶正常航行的水位。
跨径
净跨径: 梁桥：设计水位上相邻两个桥墩（或墩台）之间净距 拱桥：两拱脚截面最低点之间的水平距离