震害調(diào)查分析及其對山區(qū)橋梁抗震對策的啟示★

陳青發(fā) 田榮燕 王文奇 王 澤 王寵惠

(1.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081； 2.西藏大學(xué)工學(xué)院，西藏 拉薩 850000； 3.西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川 成都 610039； 4.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610039； 5.長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

震害調(diào)查分析及其對山區(qū)橋梁抗震對策的啟示★

陳青發(fā)1田榮燕2*王文奇3,4王 澤3王寵惠5

(1.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081； 2.西藏大學(xué)工學(xué)院，西藏 拉薩 850000； 3.西華大學(xué)建筑與
土木工程學(xué)院，四川 成都 610039； 4.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610039； 5.長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

為了更好地解決山區(qū)橋梁抗震問題，通過地震震害調(diào)查并分析，得出山區(qū)橋梁震害的一些規(guī)律和特點，結(jié)論是橋梁選址要注意遠(yuǎn)離斷裂帶和高陡邊坡，橋型盡量選擇正橋和直橋，山區(qū)橋梁抗震主要是通過減隔震和增強延性，橋墩可以選擇圓形形式，拱橋應(yīng)遵循“強拱弱撐”，有崩塌風(fēng)險的地方可以用路堤替代橋梁引橋。

震害調(diào)查，震害分析，山區(qū)橋梁，抗震措施

0 引言

汶川地震導(dǎo)致地震災(zāi)區(qū)大量公路橋梁受損，位于汶川縣、北川縣及附近的都江堰市等十個市縣尤為嚴(yán)重[1]，完全失效的橋梁集中在映秀到北川等山區(qū)[2]。因為橋梁是公路交通的咽喉[3]，地震造成橋梁受損造成的道路中斷，且難以修復(fù)，極大的影響抗震救災(zāi)[2]。

汶川地震橋梁震害主要是整體垮塌、落梁、梁體移位和變形，擋塊和橋墩的破壞等[1]。與平原區(qū)不同，山區(qū)滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象多[4]，汶川地震造成的2 900多座橋梁的損壞[5]，大量的震害都是次生災(zāi)害造成的[5]。

由于土木工程在很大程度上是成本控制的，尤其西部山區(qū)經(jīng)濟水平有限，抗震對策要受到一定制約。局部地區(qū)的設(shè)計、施工技術(shù)力量也有限，抗震措施的采用也受到一定的制約。本文總結(jié)汶川地震對橋梁造成的震害調(diào)查，分析震害，研究山區(qū)橋梁因地制宜的抗震措施。

1 汶川地震橋梁震害調(diào)查

1.1 直接震害

橋梁震害主要表現(xiàn)為橋墩斷裂、橋梁垮塌等形式。梁式橋主要震害是蓋梁擋塊斷裂，橋梁移位、落梁、斷板、裂縫。位于彎道上的橋梁更易遭受地震的影響，圖1為汶川地震中百花大橋的彎道部分倒塌情況。

拱橋震害主要是主拱和橫向連接系受損、拱上建筑震壞[1]。值得注意的是磚石拱橋?qū)澳_的位移非常敏感，整體倒塌的拱橋如圖2所示。

1.2 間接震害

橋梁的間接震害主要是崩塌、滑坡、泥石流造成橋梁損失，堰塞湖造成橋梁淹沒等[1]。2009年7月25日山上飛下的100 t重的巨石，把已經(jīng)災(zāi)后重建好的汶川境內(nèi)國道213線徹底關(guān)大橋橋墩再次砸斷，60 m長的橋面坍塌在河岸上，都汶路中斷，如圖3所示。

2 汶川地震橋梁震害分析

2.1 直接震害

落梁的原因：1)由于邊坡失穩(wěn)帶動橋臺橋墩向河心方向滑動量過大時，使橋墩折斷，從而導(dǎo)致相鄰兩跨的落梁；2)由于梁支座的破壞，橋梁被鄰梁推出墩頂，導(dǎo)致墜落[7]。

汶川地震中鋼筋混凝土柱式橋墩大量遭受嚴(yán)重破壞，主要是由于橫向約束的箍筋數(shù)量不足、間距過大，因而不足以約束混凝土，不能防止縱向受壓鋼筋屈曲；以及樁基入土深度不夠等原因[7]。

百花大橋由于位于斷層附近，而且搭接長度不足，也沒采取合理的防落梁措施，最終導(dǎo)致落梁[8]。百花大橋為例的小半徑連續(xù)彎梁橋抗震較差。

簡支梁橋盡管施工簡單，但其抗震能力較差。

拱橋的震害有極端性，部分拱橋的震害嚴(yán)重甚至完全垮塌，部分則基本完好。

2.2 間接震害

山區(qū)發(fā)生強烈地震后，橋梁的最大威脅是次生災(zāi)害[2]。

汶川地震中52座失效的橋梁，有40座橋梁是由于次生災(zāi)害造成的，占失效橋梁的76.9%[2]。地質(zhì)構(gòu)造方面，震害嚴(yán)重的橋梁分布在斷層附近。地形方面，高陡邊坡容易造成崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

3 對山區(qū)橋梁抗震的啟示

汶川地震橋梁震害調(diào)查和分析給我們的啟示：

1)橋梁選址要遠(yuǎn)離地震的主斷裂帶，如果不能避讓則與主斷裂帶正交穿過。

2)要避開滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的區(qū)域。盡量不沿著溝谷布設(shè)橋梁，減少崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的影響。可以在橋梁側(cè)面設(shè)置被動防護網(wǎng)、鋼格柵攔石排架。在橋梁上方設(shè)置輕型鋼棚洞。

3)橋型選擇修建正橋和直橋，避免修建斜橋和彎橋。

4)山區(qū)橋梁抗震主要通過減隔震和增強延性。一般抗震措施，只安裝與橋梁平行的縱向防震墊，而地震災(zāi)區(qū)的橋梁安裝與橋梁軸線垂直的橫向防震墊。同時設(shè)置縱橫防震墊減弱地震對橋梁的沖擊力。同時增加橋墩的鋼筋用量，增大延性。

5)山區(qū)橋梁的橋墩很高，抗震橋墩可以設(shè)計成圓形，增加受力面。同時橋墩需要設(shè)置防撞緩沖裝置，減少次生災(zāi)害的影響。

6)拱橋抗震應(yīng)遵循“強拱弱撐”的原則。地基注意選擇在地震條件下穩(wěn)定的。

7)有崩塌風(fēng)險的地區(qū)注意橋梁的引橋不宜過長，采用路堤形式震后搶通修復(fù)容易。

調(diào)運大量土石，直接填埋在垮塌的橋面橋墩上，作為路基直至鋪設(shè)到橋面高度，與完好部分的橋面相連，用這種辦法快速搶通了徹底關(guān)大橋。

4 結(jié)語

1)通過地震震害調(diào)查并分析，得出山區(qū)橋梁震害的一些規(guī)律和特點。

2)我國山區(qū)橋梁抗震有些經(jīng)驗值得推廣，可以更加經(jīng)濟有效地抗震。

3)橋梁選址要注意遠(yuǎn)離斷裂帶和高陡邊坡。橋型盡量選擇正橋和直橋。山區(qū)橋梁抗震主要通過減隔震和增強延性。橋墩可以選擇圓形形式。拱橋抗震應(yīng)遵循“強拱弱撐”。有崩塌風(fēng)險的地方可以用路堤替代橋梁引橋。

[1] 陳樂生，莊衛(wèi)林，趙河清，等.汶川地震公路震害調(diào)查(橋梁)[M].北京：人民交通出版社，2012:14.

[2] 莊衛(wèi)林，陳樂生.汶川地震公路震害分析(橋梁與隧道)[M].北京：人民交通出版社，2013:3.

[3] 柴 明.中國橋梁抗震技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].山西建筑，2013，39(36)：199-201.

[4] 朱 江.談高烈度山區(qū)公路簡支梁橋的抗震措施[J].山西建筑，2014，40(20)：171-173.

[5] 王文奇，劉保縣,李 麗,等.中國西部山區(qū)交通設(shè)施震害分析(英文)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報，2015，28(1):41-45.

[6] 李艷梅,王文奇,王 澤,等.中國西部山區(qū)交通設(shè)施地震震害及其對策(英文)[J].成都紡織高等專科學(xué)院學(xué)報，2015，32(1)：26-28，46.

[7] 周 科，冷艷玲.汶川地震橋梁損毀分析及公路橋梁抗震設(shè)計初探[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2010(6):139-142.

[8] 王克海，李 沖，李 悅.中國公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中存在的問題及改進建議[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報,2013,30(2):95-103.

The investigation and analysis of earthquake disaster and its enlightenment on the mountainous bridge seismic countermeasures★

Chen Qingfa1Tian Rongyan2*Wang Wenqi3，4Wang Ze3Wang Chonghui5

(1.SichuanForestryInventoryandPlanningInstitute,Chengdu610081,China; 2.SchoolofTechnology,TibetUniversity,Lhasa850000,China; 3.SchoolofArchitecturalandCivilEngineering,XihuaUniversity,Chengdu610039,China; 4.SchoolofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610039,China; 5.SchoolofHighway,Chang’anUniversity,Xi’an710064,China)

In order to better solve the problem of mountainous seismic bridge, through the earthquake damage investigation and analysis, draw some regularity and characteristics of mountain bridge seismic damage. Conclusion is bridge site selection should pay attention to is away from the fault zone and the high and steep slope. Bridge should choose orthogonal bridge and straight bridge. Mountainous bridge seismic is generally shock absorbing and isolation, enhance the ductility. Piers should choose circular form. Arch bridge should follow the “strong arch and weak stand”. At risk of collapse of should use the embankment alternative approach span bridge.

earthquake damage investigation, seismic damage analysis, mountainous bridges, seismic measures

2015-04-08★：西藏自治區(qū)科技廳重點科技計劃項目(項目編號：Z2014A19G2-11)；西華大學(xué)重點科研基金項目(項目編號：Z0820605)；西藏大學(xué)青年培育基金資助項目(項目編號：ZDPJZK201304)

陳青發(fā)(1978- )，女，工程師

田榮燕(1980- )，女，碩士，講師

1009-6825(2015)17-0148-02

U441.3

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