地震高烈度区桥梁抗震措施探讨

地震高烈度区桥梁抗震措施探讨摘要：本文通过对地震高烈度区桥梁的震害调查，分析了桥梁的主要震害形式，并对桥梁结构的抗震措施进行了探讨和研究。

关键词：高烈度，桥梁震害，抗震措施
1 引言
桥梁是公路工程中的重要环节，桥梁在地震中能否抵抗地震的破坏是公路能否发挥生命线工程作用的关键所在。

本文对地震高烈度区桥梁震害进行了调查和分析。

根据桥梁震害的调查和分析，对新型桥梁抗震结构和抗震措施进行了探讨和研究。

2 地震高烈度区桥梁震害调查
2.1桥梁宏观震害
（1）在地震中，地震造成的次生地质灾害破坏巨大。

诱发的山体滑坡、崩塌以及堰塞湖等次生地质灾害是造成桥梁破坏的主要原因之一，其对桥梁的破坏作用是毁灭性的（图1）。

（2）近场地震的破坏性巨大，穿越地震断裂带或者断裂带2km 范围内的桥梁容易遭受毁灭性破坏（图2）。

图1 次生灾害对桥梁的破坏图2 穿越断裂带的桥梁破坏
（3）弯桥和斜桥在地震中的损毁要比直线桥梁严重。

5.12特大地震中百花大桥全部垮塌的第5联就是位于弯道上，直线部分虽破坏严重，但未垮塌。

斜交桥梁震害通常表现为较大的纵横向位移。

都汶公路彻底关大桥（交角为45°），其桥梁纵向位移达30cm，横向位移达21cm[1]，导致防震挡块遭到破坏。

（4）桥梁的整体性对桥梁的抗震能力有很大的影响。

整体性差的桥梁，各构件未有效连接，地震时互相牵制小，容易发生整体垮塌事故。

2.2 梁式桥典型震害
（1）落梁与结构倒塌。

落梁与结构倒塌是桥梁最严重的震害之一，是主梁位移的极端表现形式。

“5.12”汶川特大地震有多座桥梁发生落梁破坏。

g213线百花大桥第5联整联垮塌；都汶高速公路庙子坪岷江大桥第10跨发生整体落梁。

（2）支座滑动与梁体位移。

汶川地震区的中小跨度梁桥一般均采用板式橡胶支座，梁体直接搁置在板式橡胶支座上，支座与墩台和梁体间无连接措施，当水平地震力超过摩擦力和支座抗剪能力时，梁体就会和墩台发生相对位移。

高烈度区地震中，支座滑动和梁体位移是典型的震害。

（3）挡块破坏和伸缩缝破坏。

由于地震中梁体和支座间发生相对位移，震区梁式桥的横向挡块和伸缩缝普遍发生了损伤和破坏。

（4）桥梁墩台的破坏和损伤。

桥墩是支撑梁体的主要构件，由于桥梁结构上部和下部的刚度不一致的特点导致在地震中桥墩容易出现破坏。

高烈度区地震桥墩的主要破坏形式有墩身的剪断、压溃和开裂，系梁开裂、横向位移和倾斜。

桥台震害主要表现为重力
式桥台台身开裂，肋板式桥台肋板开裂、耳背墙开裂，桥台后填土和挡土墙垮塌等。

2.3 拱式桥典型震害
（1）主拱圈破坏。

拱圈作为拱桥承受拱上结构荷载的主要构件，拱圈破坏程度决定了拱桥的破坏程度。

拱圈震害包括拱圈断裂和开裂。

在汶川特大地震中，上述2种震害均有发生，但主要体现在靠近断裂带附近的少数桥梁。

（2）拱上建筑破坏。

拱上结构包括腹拱圈、拱上横墙(或立柱)及桥面板等。

拱上结构震害主要包括腹拱圈开裂及拱上横墙(或立柱)开裂。

3 高烈度震区桥梁抗震措施
(1)采用钢筋拉杆:对于桥面不连续的梁桥,在梁与梁之间、梁与桥台之间采用钢筋拉杆连接,防止纵向落梁。

(2)设置防震挡块:为了防止纵向、横向落梁,在桥墩上设置防震挡块。

(3)采用防震锚栓:一些桥梁采用了防震锚栓,在常时荷载作用
下梁体可以在预留的空间内伸缩变形,自由滑动;在地震荷载作用下,防震锚栓可起到限位耗能的作用,减耗部分地震能量。

(4)采用抗震垫块:为了缓冲梁体之间、梁与防震螺栓、梁与防震挡块、梁与桥台胸墙之间的撞击,在接触面上包裹氯丁橡胶缓冲层。

(5)保证简支梁的梁端距离墩帽、台帽或盖梁边缘有足够的距离,防止地震引起的落梁。

(6)采用特殊支座:当梁桥位于8度地震区时,支座多采用辊轴支座并采用限位措施;9度地震区的梁桥支座采用竖向限位措施，也可采用了抗震型盆式橡胶支座。

(7)地基失效是桥梁基础产生震害的主要原因。

当不可避免要在地基土较差的桥位处建桥时,则尽可能采用深基础,并在桩的上部,离地面1～3 m的范围内加强钢筋布设。

在构造上,要加强基础的整体性和刚度,同时采取减轻上部荷载等相应措施。

4 结论
（1）通过对高烈度区地震的桥梁震害调查，总结了高烈度地区桥梁震害主要包括落梁与结构倒塌、支座滑动与梁体位移、挡块与伸缩缝破坏、结构开裂与损伤。

（2）归纳总结了高烈度地区桥梁抗震设计中应采取的必要抗震措施，以期能为地震区的桥梁安全提供参考。

注：文章内的图表及公式请到pdf格式下查看。