钢筋混凝土桥梁的地震破坏模式与原因

1、精选优质文档-倾情为你奉上钢筋混凝土桥梁的地震破坏模式与原因台湾省地处环太平洋地霣带，地赛频繁，1999年9月21日凌展1时47分发生地震规供达7.3级的大地震，造成死亡人数超越2000人，房屋损毁达数万户，道路桥梁损毁，交通与维生管线（如电力、煤气、自来水等）也随之中断，山坡崩塌，更造成数卜万民众无家坷归的空前灾难。此次地震造成钢筋混凝土桥梁损坏、断裂、倒塌等的破坏模式，一般有：（1）台帽宽度过窄，（2）图44挢梁的构造形式破坏，（3）桥台旋转及后仰，（4）基础破坏，(5)桥柱破坏，(6)土壤液化泞，其中以桥拄破坏最为常见，且损害也最为严黾。以下分述破坏模式与其原因。1.台帽宽度过窄在强烈地

2、震力作用下，每跨间的轴向相对运动，若大于支承长度，将发生落桥；尤其在多跨桥梁或高墩柱的桥梁。另因地震力方向的不确定性，将使桥梁产生轴向与横向位移反应叠加，导致支承接触面附近发生相对旋转，形成桥面板接触不实而引起落桥，或是断层直接穿过桥梁，而造成落桥，如图5-18、图5-19、与图5-20所示。、图5-18 支承位移过大致落桥（Nishinomiya-ko bridge，1995阪神大地震）图5-19 921集集大地震之名竹大桥上构落桥与桥柱破坏图5-20 921集集大地震江桥上构落桥与桥柱破坏地震时，桥梁位移反应若小于设计长度，虽不致发生落桥，但如果连接桥梁的结构物的安全炬离不够，将会发生桥梁

3、撞击连接结构物的破坏模式，致桥梁或连接结构物损坏。2.盖梁破坏盖梁的地震破坏，主要有下列三种：（1）剪力容贽不足，尤其地震力与重力的叠加作用下剪力需求更应增加，如图5-21（2）位于梁端的盖梁钢筋锚锭不足，产生描淀破坏。图5-21 921集集大地震之炎峰桥盖梁与桥柱剪断破坏（3）盖梁的弯矩容量不足。盖梁承受弯矩，将产生挠曲裂缝，若再承受剪力，则将进一步发生剪力裂缝，使裂缝扩大而发生破坏。3.桥墩（柱）破坏地震时桥墩（柱）的破坏，一般可分为抗弯强度与韧性不足、弯曲-剪力破坏及剪力破坏等三种。其在强烈地震的破坏模式可归纳如下：（1） 纵向钢筋锚接长度不足，产生纵向钢筋被抽出的破坏。（2） 纵向钢筋

4、搭接长度不足而产生搭接破坏，或同一断面主筋搭接比率过高，形成弱面而玻坏，或闪主筋搭接量过高，且搭接长度不足，引起突然大量主筋搭接破坏。（3） 桥墩（柱）因抗剪力容量不足，或塑性铰产生剪力容量衰减，而造成剪力破坏（见图 5-22 图 5-25）。图5-22 921集集大地震的乌溪桥桥柱剪力破坏图5-23 921集集大地震的信义桥桥柱剪力破坏（4） 桥墩(柱)因约束力不足，造成韧性不足的破坏。当桥墩(柱)受地震力位移韧性达23时，混凝土压应变超过未围束混凝土可承受的压应变，表层混凝土发生剥落，核心混凝土强度不足而快速压碎，主筋因而产生挫屈，强度骤减而无法支撑自重而损坏（见图5-26）。图5-24

5、桥柱剪力破坏（1971年SanFernando大地震）图5-25 桥柱的弯曲剪力破坏（1994年Northride大地震）图5-26 桥柱的弯曲破坏4. 桥台旋转或后仰桥台旋转或后仰的破坏，如图5-27。桥台破坏模式，大多与软弱土质有关，除地震时软弱七样二也液化外，与桥台回填土不实也有相当大的关系：桥台玻坏造成的桥梁损坏，一般存三种：（1） 桥台后仰位移过大导致落桥。（2） 桥台旋转造成落桥，或是桥面板捕击其他结构物，而造成桥面板或其他结构物损害。（3） 过大的土压力下，直接导致桥台损坏致引起桥必结构其他部分的损坏。5.土壤液化土壤液化，如图5-28若桥梁基础位于饱和七区，因饱和砂土受地震震动

6、反复作用，将产生土壤液化现象，加大结构物振动反应的振幅，能造成落桥、旦液化的土壤无法提供足够的支承力，将使桥墩失去支承力而损坏。6.基础破坏基础破坏，一般可分为基础的旋转和（或）屈版两种，且可能发生于桥墩（柱）屈服之前。基础旋转和（或）關服的程度，与其他破坏模式有绝对的关系.通常可分为10种，如图5-29所示；或归纳成下列五大类型。图5-27 桥台后仰及旋转的情形图5-28 921集集大地震的炎峰桥墩址土壤液化（1） 地震造成上壞液化或土壤支承的破坏，形成基础滑动或倾覆致使埃础发生较大的位移量。（2） 基础承受巨大的地震力，致使基础钢筋产生屈服弯曲破坏。（3） 墩柱钢筋伸人基础，因锚锭不足，造成锚锭破坏。（4） 混凝土产生剪力破坏，造成基础断裂。（5） 基桩断裂或弯曲降伏的破坏。图5-29 基础破坏模式示意图了解桥梁结构劣化与损坏的原因与现象吗，有利于桥梁检测时注意构件何处易于产生劣化？发现劣化时，分析研