淺談橋梁的抗震

李 靜

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 容許破壞限度

1.1 修建于一般地段的橋梁

所謂一般地段系相對于危險地段而言。在地震時，這些地段的橋梁震害較輕，有可能以不多的抗震投資達到避免或減輕震害。因此，對修建在一般地段的橋梁，提出較高的設防要求，即“基本不壞，不需整修;或略有損壞，經過一般整修，即可按設計標準繼續使用”。

1.2 修建于危險地段、軟弱粘土層或可液化土層上的橋梁

所謂危險地段系發震斷層及其鄰近地段和地震時可能發生滑坡、崩塌等不良地段。在地震時，這些地段將會發生大規模的地表錯動、滑坡、崩塌現象;軟弱粘性土層和可液化土層的承載能力將大幅度降低，對橋梁的危害嚴重。在上述地段修建的橋梁，目前還缺乏行之有效的抗震措施，或者雖然有了技術措施，但由于投資、設備等條件的限制也難于普遍采用。因此，對修建在危險地段、軟弱粘土層或可液化土層上的橋梁，提出的設防要求應有所降低，即要求其震害程度不超過“略有損壞，經過一般整修，或經過短期搶修，即可維持通車”的限度。

2 設計烈度

2.1 地震烈度的劃分

為了區別地震時地面受到的影響和破壞程度的大小，我國把地震烈度分為12度。它是根據地震時地面建筑物受破壞的程度、人的感覺等來劃分的。內容大致如下。

(1)1～2度——人們一般沒有感覺，只有地震儀才能記錄到。

(2)3度——室內少數人能感到輕微的震動。

(3)4～5度——人們有不同程度的感覺，室內物件有些擺動和有塵土掉落現象。

(4)6度——人行走不穩，器皿傾斜;房屋出現裂縫，少數受到破壞。

(5)7～8度——人站立不住，大部分房屋遭到破壞，高大的煙囪可能斷裂;有時還有噴沙、冒水現象。

(6)9～10度——房屋嚴重破壞，地表裂縫很多;湖泊、水庫中將有大浪出現，部分鐵軌彎曲變形。

(7)11～12度——房屋普遍倒塌，地面變形嚴重，造成巨大的自然災害。

因此，當一次地震后，提到某地方的地震烈度為幾度時，也就可以大概知道這個地方所受到的影響程度了。

2.2 地震的基本烈度

基本烈度是某地區在今后一定時期內可能發生的最高地震烈度。

2.3 地震的設計烈度

(1)對于干線上的特別重要橋梁，經過批準，其設計烈度可按基本烈度提高一度。

(2)對于四級公路的一般橋梁，可不設防。

(3)對于立體交叉的跨線橋，其設計烈度尚應不低于下線工程的設計烈度。

上述所謂抗震重點橋梁系指大橋和破壞后修復困難的中、小橋;一般橋梁系指非重點的中、小橋。

2.4 抗震設計起點

調查了經受7度地震的較多橋梁，發現其中大多數基本完好或僅有輕微損壞。所以，在一般情況下，橋梁能夠經受7度地震的影響。因而可以把以設計烈度表示的抗震設防起點定為8度，也就是說，對一般工程，當其所在地區的基本烈度為8度時，均應考慮抗震設防。對于修建在地震時可能發生大規模滑坡、崩塌地段的橋梁;修建在軟弱粘性土層、可液化土層上的橋梁;連續梁、T型剛構等橋型的橋梁，抗震設防起點定為7度。

3 地震波對橋梁的作用

地震波傳到地基，使橋基受到一個慣性力的作用，影響橋墩和上部結構。由于各部構件的振型、頻率、阻尼各不相同。有的可能和地震波的振動周期一致，產生諧振，加劇該部的振動。由于慣性力的作用，其他各部互相牽扯，造成橋梁落梁;橋臺前墻開裂;支座破壞。另外，由于砂土液化和岸坡滑移也會使橋梁倒塌。

4 橋梁震害

4.1 重力式墩臺的震害

重力式墩臺的震害主要是沉陷、傾斜和斷裂。

橋臺沉陷是地基承受力不足，同時伸到臺背的路堤重力對沉陷也有影響;傾斜是由土壓力引起，也有因基礎埋置太淺引起:斷裂通常發生在接頭薄弱的工作縫處。

橋墩沉陷是地基承載力不足的結果。當強烈地震時，甚至埋設很深的基礎有時也會發生沉陷。說明即使是很深的地層受到外部震動時也會喪失一定的承載能力，傾斜主要是一部分墩底座落地較好的地基上，另一部分墩底則落在較差的地基上而引起;斷裂常發生在橋墩的底部和接頭薄弱的工作縫處。

4.2 樁式橋墩的震害

用鋼筋混凝土樁做墩身時，樁頭和蓋梁連接。地震時樁頭和蓋梁連接處的混凝土破裂，露出垂直鋼筋，而垂直鋼筋受了上部結構的重力而被壓彎。這是由于框架在這些地方產生角隅彎矩的結果。

在軟地基中的樁身，雖然埋得很深，但由于軟土層不同程度內的振幅不均勻，樁周所受的壓力也不同，樁也可能斷裂破壞。

4.3 支座的震害

當發生強烈地震時，支座也受到破壞。被破壞的支座絕大部分是固定支座，破壞時除了錨栓剪斷外，錨栓周圍的混凝土還會發生開裂。

4.4 上部結構的震害

地震對梁橋上部結構的破壞，以梁的塌落最為常見。如梁和支座連接牢固，墩臺及地基均能經受住地震的考驗，則梁本身的損壞實際上很難發生。

地震時拱橋上部結構的損壞，以拱圈和橋墩(臺)、拱上建筑和拱圈的連接處裂縫和拱上側墻裂縫最為常見。對雙曲拱來說，拱肋和拱波的連接，往往成為抗震的薄弱環節。