鋼筋混凝土橋梁的地震破壞模式與原因

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鋼筋混凝土橋梁的地震破壞模式與原因臺(tái)灣省地處環(huán)太平洋地霣帶，地賽頻繁，1999年9月21日凌展1時(shí)47分發(fā)生地震規(guī)供達(dá)7.3級(jí)的大地震，造成死亡人數(shù)超越2000人，房屋損毀達(dá)數(shù)萬(wàn)戶，道路橋梁損毀，交通與維生管線（如電力、煤氣、自來(lái)水等）也隨之中斷，山坡崩塌，更造成數(shù)卜萬(wàn)民眾無(wú)家坷歸的空前災(zāi)難。此次地震造成鋼筋混凝土橋梁損壞、斷裂、倒塌等的破壞模式，一般有：（1）臺(tái)帽寬度過窄，（2）圖44撟梁的構(gòu)造形式破壞，（3）橋臺(tái)旋轉(zhuǎn)及后仰，（4）基礎(chǔ)破壞，(5)橋柱破壞，(6)土壤液化濘，其中以橋拄破壞最為常見，且損害也最為嚴(yán)黽。以下分述破壞模式與其原因。1.臺(tái)帽寬度過窄在強(qiáng)烈地

2、震力作用下，每跨間的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，若大于支承長(zhǎng)度，將發(fā)生落橋；尤其在多跨橋梁或高墩柱的橋梁。另因地震力方向的不確定性，將使橋梁產(chǎn)生軸向與橫向位移反應(yīng)疊加，導(dǎo)致支承接觸面附近發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，形成橋面板接觸不實(shí)而引起落橋，或是斷層直接穿過橋梁，而造成落橋，如圖5-18、圖5-19、與圖5-20所示。、圖5-18 支承位移過大致落橋（Nishinomiya-ko bridge，1995阪神大地震）圖5-19 921集集大地震之名竹大橋上構(gòu)落橋與橋柱破壞圖5-20 921集集大地震江橋上構(gòu)落橋與橋柱破壞地震時(shí)，橋梁位移反應(yīng)若小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，雖不致發(fā)生落橋，但如果連接橋梁的結(jié)構(gòu)物的安全炬離不夠，將會(huì)發(fā)生橋梁

3、撞擊連接結(jié)構(gòu)物的破壞模式，致橋梁或連接結(jié)構(gòu)物損壞。2.蓋梁破壞蓋梁的地震破壞，主要有下列三種：（1）剪力容贄不足，尤其地震力與重力的疊加作用下剪力需求更應(yīng)增加，如圖5-21（2）位于梁端的蓋梁鋼筋錨錠不足，產(chǎn)生描淀破壞。圖5-21 921集集大地震之炎峰橋蓋梁與橋柱剪斷破壞（3）蓋梁的彎矩容量不足。蓋梁承受彎矩，將產(chǎn)生撓曲裂縫，若再承受剪力，則將進(jìn)一步發(fā)生剪力裂縫，使裂縫擴(kuò)大而發(fā)生破壞。3.橋墩（柱）破壞地震時(shí)橋墩（柱）的破壞，一般可分為抗彎強(qiáng)度與韌性不足、彎曲-剪力破壞及剪力破壞等三種。其在強(qiáng)烈地震的破壞模式可歸納如下：（1） 縱向鋼筋錨接長(zhǎng)度不足，產(chǎn)生縱向鋼筋被抽出的破壞。（2） 縱向鋼筋

4、搭接長(zhǎng)度不足而產(chǎn)生搭接破壞，或同一斷面主筋搭接比率過高，形成弱面而玻壞，或閃主筋搭接量過高，且搭接長(zhǎng)度不足，引起突然大量主筋搭接破壞。（3） 橋墩（柱）因抗剪力容量不足，或塑性鉸產(chǎn)生剪力容量衰減，而造成剪力破壞（見圖 5-22 圖 5-25）。圖5-22 921集集大地震的烏溪橋橋柱剪力破壞圖5-23 921集集大地震的信義橋橋柱剪力破壞（4） 橋墩(柱)因約束力不足，造成韌性不足的破壞。當(dāng)橋墩(柱)受地震力位移韌性達(dá)23時(shí)，混凝土壓應(yīng)變超過未圍束混凝土可承受的壓應(yīng)變，表層混凝土發(fā)生剝落，核心混凝土強(qiáng)度不足而快速壓碎，主筋因而產(chǎn)生挫屈，強(qiáng)度驟減而無(wú)法支撐自重而損壞（見圖5-26）。圖5-24

5、橋柱剪力破壞（1971年SanFernando大地震）圖5-25 橋柱的彎曲剪力破壞（1994年Northride大地震）圖5-26 橋柱的彎曲破壞4. 橋臺(tái)旋轉(zhuǎn)或后仰橋臺(tái)旋轉(zhuǎn)或后仰的破壞，如圖5-27。橋臺(tái)破壞模式，大多與軟弱土質(zhì)有關(guān)，除地震時(shí)軟弱七樣二也液化外，與橋臺(tái)回填土不實(shí)也有相當(dāng)大的關(guān)系：橋臺(tái)玻壞造成的橋梁損壞，一般存三種：（1） 橋臺(tái)后仰位移過大導(dǎo)致落橋。（2） 橋臺(tái)旋轉(zhuǎn)造成落橋，或是橋面板捕擊其他結(jié)構(gòu)物，而造成橋面板或其他結(jié)構(gòu)物損害。（3） 過大的土壓力下，直接導(dǎo)致橋臺(tái)損壞致引起橋必結(jié)構(gòu)其他部分的損壞。5.土壤液化土壤液化，如圖5-28若橋梁基礎(chǔ)位于飽和七區(qū)，因飽和砂土受地震震動(dòng)

6、反復(fù)作用，將產(chǎn)生土壤液化現(xiàn)象，加大結(jié)構(gòu)物振動(dòng)反應(yīng)的振幅，能造成落橋、旦液化的土壤無(wú)法提供足夠的支承力，將使橋墩失去支承力而損壞。6.基礎(chǔ)破壞基礎(chǔ)破壞，一般可分為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)和（或）屈版兩種，且可能發(fā)生于橋墩（柱）屈服之前?；A(chǔ)旋轉(zhuǎn)和（或）關(guān)服的程度，與其他破壞模式有絕對(duì)的關(guān)系.通?？煞譃?0種，如圖5-29所示；或歸納成下列五大類型。圖5-27 橋臺(tái)后仰及旋轉(zhuǎn)的情形圖5-28 921集集大地震的炎峰橋墩址土壤液化（1） 地震造成上壞液化或土壤支承的破壞，形成基礎(chǔ)滑動(dòng)或傾覆致使埃礎(chǔ)發(fā)生較大的位移量。（2） 基礎(chǔ)承受巨大的地震力，致使基礎(chǔ)鋼筋產(chǎn)生屈服彎曲破壞。（3） 墩柱鋼筋伸人基礎(chǔ)，因錨錠不足，造成錨錠破壞。（4） 混凝土產(chǎn)生剪力破壞，造成基礎(chǔ)斷裂。（5） 基樁斷裂或彎曲降伏的破壞。圖5-29 基礎(chǔ)破壞模式示意圖了解橋梁結(jié)構(gòu)劣化與損壞的原因與現(xiàn)象嗎，有利于橋梁檢測(cè)時(shí)注意構(gòu)件何處易于產(chǎn)生劣化？發(fā)現(xiàn)劣化時(shí)，分析研