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1、5.12汶川大地震典型桥梁震害简要分析纬度：31.01N经度：103.40E 时间：2021年年5月月12日日14 时28分分04秒秒深度：深度：14km震震级：里氏震：里氏震级8.0级，矩矩 震震级7.9级最大烈度：最大烈度：11度度震中位置：四川省汶川震中位置：四川省汶川县 映秀映秀镇区域构造背景区域构造背景 ：地震是地壳中累地震是地壳中累积积的构造的构造应应力集中引起地壳岩石忽然破裂的力集中引起地壳岩石忽然破裂的结结果。印度板果。印度板块块以每年以每年50mm50mm的速度向的速度向亚亚洲爬升，呵斥青藏高原快速隆升。同洲爬升，呵斥青藏高原快速隆升。同时时，高原物，高原物质质向向东缓东缓慢
2、流慢流动动，在高原，在高原东缘东缘地域沿地域沿龙门龙门山构造山构造产产生向生向东挤压东挤压，这这种种挤压挤压遭到四川盆地之下遭到四川盆地之下刚刚性地性地块块的的顽强顽强阻阻挠挠。经过长经过长期的构造期的构造应应力能量的累力能量的累积积，最，最终终在映秀地域在映秀地域发发生忽然生忽然释释放，破裂构造沿放，破裂构造沿龙门龙门山中央断裂山中央断裂带带迅速迅速扩扩展，展，产产生了地震破裂生了地震破裂带带。导导致本区致本区构造活构造活动频动频繁，地繁，地应应力集中，是地震的多力集中，是地震的多发发区。区。 汶川-茂汶断裂北川-映秀断裂安县-灌县断裂汶川龙门山龙门山震中震中1.1.百花大桥百花大桥百花大百
3、花大桥桥位于映秀位于映秀镇镇以南以南1km1km左右的岷江右岸左右的岷江右岸, ,桥长桥长495.55m,495.55m,最大墩高最大墩高30.87m30.87m。跨径。跨径组组合合为为425m+525m+50m+325m+520m+220m,425m+525m+50m+325m+520m+220m,平面位于半径平面位于半径RR=150m=150m的左偏的左偏圆圆曲曲线线、192.601m192.601m直直线线以及以及R=66mR=66m的右偏的右偏圆圆曲曲线线上。上。整体压溃破坏该桥间隔震中仅该桥间隔震中仅1.5km,1.5km,地处断层的上盘地处断层的上盘, ,强大的逆冲作用使构造强大的
4、逆冲作用使构造接受宏大的超重作用接受宏大的超重作用, ,导致桥墩轴压比成倍增大导致桥墩轴压比成倍增大, ,其内部的纵向钢筋和其内部的纵向钢筋和混凝土的压应力陡增混凝土的压应力陡增, ,极大地限制了构造延性性能的发扬极大地限制了构造延性性能的发扬, ,根本以脆性根本以脆性的弯剪破坏为主的弯剪破坏为主, ,甚至出现了混凝土压溃型破坏。甚至出现了混凝土压溃型破坏。 梁体滑移桥墩底压溃2.2.南坝涪江新桥南坝涪江新桥 南坝涪江新桥位于平武县南坝镇上场口,跨越涪江,是九寨沟环线S205和省道S105共用路段上的一座大型桥梁。该桥全长为207.04m,跨径为1020m,预应力混凝土空心板桥,桥轴线与断裂带
5、走向大致平行。下游侧下游侧落梁桥位地处断层的上盘桥位地处断层的上盘, ,沿桥轴向猛烈错动和横桥向挤压导致上游沿桥轴向猛烈错动和横桥向挤压导致上游侧边梁在撞毁桥墩盖梁上的挡块后横向抛落侧边梁在撞毁桥墩盖梁上的挡块后横向抛落, ,而下游侧上部构造大部而下游侧上部构造大部分顺桥向落梁。由于断层逆冲作用显著减弱分顺桥向落梁。由于断层逆冲作用显著减弱, ,以及上部构造的迅速滑以及上部构造的迅速滑落致使桥墩遭到的竖向和程度地震力较小落致使桥墩遭到的竖向和程度地震力较小, ,根本没有发生破坏。根本没有发生破坏。上游侧上游侧挤压逆冲走滑横向滑移3.3.向阳村中桥向阳村中桥向阳村中向阳村中桥为桥为220m220
6、m装配式装配式简简支空心板支空心板桥桥，大，大桥桥斜交斜交设设置，置，处处于于曲曲线线段，段，设设有超高。有超高。 该桥远该桥远离震中，由离震中，由桥桥梁破坏的特征可以判梁破坏的特征可以判别别出出该桥该桥接受着接受着顺顺桥桥向程度向程度惯惯性力。性力。 震后震后该桥该桥的主要病害的主要病害为为： 桥桥面系整体向内面系整体向内侧侧滑移滑移约约10cm10cm，混凝土，混凝土挡块挡块开裂。开裂。 伸伸缩缝缩缝上下上下错错位位6cm6cm，拉开，拉开8cm8cm。 台身程度剪切台身程度剪切错错开，向内滑移开，向内滑移约约6cm6cm。 桥梁横向偏位伸缩缝上下错位、拉开桥台处程度剪切裂痕4.4.庙子坪
7、大桥庙子坪大桥 庙子坪大桥为都汶高速公路上的一座跨越都江堰紫坪坝库区的高墩大跨桥梁庙子坪大桥为都汶高速公路上的一座跨越都江堰紫坪坝库区的高墩大跨桥梁, ,距映秀距映秀29km,29km,主桥为延续刚构主桥为延续刚构, ,全长全长1436m,1436m,桥墩高桥墩高108108余余m,m,引桥为引桥为50m50m先简支后延续先简支后延续桥梁桥梁( (桥面延续桥面延续) )组成组成, ,共共1919跨跨, ,每跨引桥由每跨引桥由1010片片T T梁组成梁组成, ,每片每片T T梁重达梁重达140t140t。地震。地震时庙子坪大桥还没有通车时庙子坪大桥还没有通车, ,但主体构造已完工。但主体构造已完
8、工。 落梁由于地震中梁、墩相对位移过大由于地震中梁、墩相对位移过大, ,引桥第引桥第5 5跨跨( (从主桥计算从主桥计算) )伸伸缩缝处梁墩相对位移大于搭接长度缩缝处梁墩相对位移大于搭接长度, ,呵斥引桥第呵斥引桥第5 5跨落梁。庙子坪跨落梁。庙子坪大桥引桥采用板式橡胶支座大桥引桥采用板式橡胶支座, ,板式橡胶支座放在支承垫石上板式橡胶支座放在支承垫石上, ,梁体梁体与支承垫石的搭接长度约与支承垫石的搭接长度约50cm,50cm,没有采用任何纵桥向的防落梁措没有采用任何纵桥向的防落梁措施。由于板式橡胶支座与梁体底无衔接施。由于板式橡胶支座与梁体底无衔接, ,地震中地震中, ,当梁体惯性力大当梁
9、体惯性力大于支座与梁底间的摩擦力时于支座与梁底间的摩擦力时, ,梁底与支座顶面产生相对滑动梁底与支座顶面产生相对滑动, ,相对相对位移超越与支承垫石的搭接长度而落梁位移超越与支承垫石的搭接长度而落梁, ,落梁时梁底与支承垫石和落梁时梁底与支承垫石和桥墩边缘碰撞产生的损伤。桥墩边缘碰撞产生的损伤。5.5.映秀岷江大桥映秀岷江大桥映秀岷江大桥是国道317213线都江堰至汶川公路卧龙衔接线上跨岷江的一座预应力延续板梁斜桥,延续梁与盖梁斜交角约80。地震中桥梁发生转动地震中桥梁发生转动, ,映秀岸梁体端向上游产生映秀岸梁体端向上游产生0.8m0.8m左右位移左右位移, ,汶川岸向下游产生汶川岸向下游产
10、生1.5m1.5m左右左右位移位移, ,梁体已滑出支座梁体已滑出支座, ,混凝土挡块破坏。混凝土挡块破坏。梁体滑出支座6.6.小鱼洞大桥小鱼洞大桥小小鱼鱼洞大洞大桥桥位于彭州市小位于彭州市小鱼鱼洞洞镇镇, ,全全桥总长桥总长187m,187m,其中主其中主桥为桥为440m440m刚刚架拱架拱, ,桥宽桥宽12m,12m,横横桥桥向由向由5 5片拱肋片拱肋组组成。成。 整体破坏桥轴线近东西向桥轴线近东西向, ,断层从大桥东侧断层从大桥东侧300m300m处穿过处穿过, ,根本与桥轴线正根本与桥轴线正交交, ,该桥处在断层的上盘。猛烈的逆冲和向东挤压使薄弱的拱肋在接受该桥处在断层的上盘。猛烈的逆冲
11、和向东挤压使薄弱的拱肋在接受近近22倍自重压力的同时倍自重压力的同时, ,还接受着宏大的顺桥向程度惯性力还接受着宏大的顺桥向程度惯性力, ,最终在斜最终在斜撑的顶部和拱脚产生了斜下方向的剪切破坏撑的顶部和拱脚产生了斜下方向的剪切破坏, ,导致导致4 4跨主桥全部坍塌。跨主桥全部坍塌。 拱肋剪切破坏7.7.安州大桥安州大桥 安州大安州大桥桥位于位于S105S105线线K131+523K131+723K131+523K131+723处处的安昌二的安昌二桥桥下游下游约约400400米米处处，桥桥梁横跨安昌河，地梁横跨安昌河，地处处安安县县安昌安昌镇镇 。该桥为该桥为260m260m中承式中承式双肋混
12、凝土拱双肋混凝土拱桥桥，桥桥面系上拱肋面系上拱肋间间未未设设横撑，横撑，桥桥面系下每面系下每侧侧拱脚拱脚处处两两个拱肋个拱肋间设间设置一道置一道字撑和一道字撑和一道K K撑。撑。 K撑断裂拱肋处人行道板开裂吊杆与桥面系衔接处混凝土破碎8.8.白水大桥白水大桥白水大桥位于四川省青川县沙洲镇，为跨越白龙湖水库白水大桥位于四川省青川县沙洲镇，为跨越白龙湖水库3 3孔孔70m70m高墩箱形拱桥。高墩箱形拱桥。腹孔拱顶混凝土碎裂掉落桥面开裂人行道板多处错位桥面栏杆损毁严重9.9.井田坝大桥井田坝大桥井田坝大桥位于青川县白龙湖水库,主跨为275m钢筋混凝土截面悬链线双曲拱,桥位地处断层的下盘,由于拱肋的起
13、拱线较高,在河道中央设有1个高桥墩。桥墩从构造坍塌后的残骸可以推测,由于地震时剧烈的南北向地面错动,导致大桥的南跨倒塌,桥墩在只接受北跨程度推力下被剪断并向南倾倒,进而导致了北跨拱桥丧失支承而垮塌。南北总结总结 汶川地震桥梁破坏特点：汶川地震桥梁破坏特点：1.1.桥梁由于遭到强大的竖向和程度地震力呵斥的强度失桥梁由于遭到强大的竖向和程度地震力呵斥的强度失效型破坏；效型破坏；2.2.由于地面猛烈的程度错动导致的位移型破坏。由于地面猛烈的程度错动导致的位移型破坏。关于桥梁抗震设防的思索关于桥梁抗震设防的思索梁式构造：梁式构造：(1)(1)桥墩的延性设计该当充分思索桥墩的延性设计该当充分思索, ,应
14、尽量采用直径应尽量采用直径12mm12mm以上的二级螺纹钢筋作为箍筋以上的二级螺纹钢筋作为箍筋, ,并加密箍筋的间距以保证足并加密箍筋的间距以保证足够的配箍率够的配箍率, ,实现对中心混凝土的约束作用。实现对中心混凝土的约束作用。(2)(2)排架墩间横梁的设置应防止出现强梁弱柱效应排架墩间横梁的设置应防止出现强梁弱柱效应, ,保证第保证第一塑性铰产生在横梁而不是桥墩上。一塑性铰产生在横梁而不是桥墩上。(3)(3)桩柱式构造应尽量防止在桥墩底出现整齐的施工接缝桩柱式构造应尽量防止在桥墩底出现整齐的施工接缝, ,防止抗剪薄弱面的出现。防止抗剪薄弱面的出现。(4)(4)支承应选用板式橡胶支座支承应选
15、用板式橡胶支座, ,使上部构造的惯性力均匀地使上部构造的惯性力均匀地分配给各桥墩。分配给各桥墩。(5)(5)应添加桥墩盖梁的宽度以添加主梁的支承长度应添加桥墩盖梁的宽度以添加主梁的支承长度, ,强震区强震区桥梁应思索安装连梁安装桥梁应思索安装连梁安装, ,防止上部构造在地震中落梁。防止上部构造在地震中落梁。(6)(6)装配式桥梁的横向抗震挡块应引入以地震力为控制的断装配式桥梁的横向抗震挡块应引入以地震力为控制的断面设计面设计, ,防止设计、施工的随意性防止设计、施工的随意性, ,主梁和挡块之间应设置木主梁和挡块之间应设置木块、橡胶垫块等缓冲安装块、橡胶垫块等缓冲安装, ,以降低主梁的冲击作用。
16、以降低主梁的冲击作用。拱式构造：(1)中国早期建筑的双曲拱桥大多曾经成为需求加固、拓宽改建的旧桥甚至危桥,应尽快将其改呵斥整体性高、抗震性能较好的板拱和箱拱。(2)应加强连拱的桥墩断面设计,充分注重抗推墩的作用,防止延续垮塌灾祸的出现。(3)在强震区应防止采用构件纤细的刚架拱桥,而尽量采用整体性好、断面强大的板拱和箱拱。附：汶川地震对房屋构造的影响附：汶川地震对房屋构造的影响汶川地震后航拍的映秀镇房屋震害特点房屋震害特点1.1.框架柱节点破坏框架柱节点破坏底层框架柱破坏底层框架柱破坏顶层框架柱破坏五层变成两层分析：分析：框架柱断面远小于梁断面尺寸，有些框架柱节点又流显露钢箍直径小，间距大，且大
17、多是单肢箍，节点薄弱。柱是框架的竖向构件，地震时柱破坏和丧失承载力比梁破坏和丧失承载力更容易引起框架倒塌。柱节点的箍筋对混凝土没有构成约束，也不能防止纵向钢筋压屈，必然呵斥框架柱节点脆性破坏。两层框架柱破坏五层变成三层框架柱往下折断房屋坍塌房屋下部为大开间框架，而上部框架中采用较多的填充墙，使得上部自艰苦、刚度大，下部框架成为薄弱层，在未对下部框架柱进展加强处置时，该体系就构成了近似于框支剪力墙构造，框架底层柱接受较大地震程度剪力，柱端节点首先脆性破坏，导致整体房屋下部坍塌坐落。分析：分析：楼梯间接连处破坏住宅楼薄弱处破坏2.2.楼群薄弱衔接处破坏楼群薄弱衔接处破坏平面不规那么，凹凸明显，构成薄弱衔接，整体刚度极差。构造单元与单元之间用楼梯衔接，地震中这种部分薄弱衔接彻底垮塌；平面凹凸处采用预制楼板，且未做刚性加强层，在地震作用时，房屋改动变形，预制楼板从墙体中被整体拔出，呵斥房屋严重破坏，特别是楼梯间的破坏，呵斥了宏大的人员伤亡。分析：分析：
