铁路混凝土桥梁抗震设计与试验研究：结构抗震不足解决方案

如果位于地震区的桥梁在结构设计、施工方面存在不合理因素，可能导致结构抗震能力不足，以致地震发生时，桥梁结构遭受破坏甚至倒塌。这是桥梁结构破坏的内因，主要表现为支承连接失效和下部结构失效。

在地震中，如果上部、下部结构的相对位移过大，支承连接件不能承受，支承连接件就可能失效。由于支承连接件失效，上部结构和下部结构之间会产生更大的相对位移，如果没有受到其他约束，上部结构就可能与下部结构脱开，最终导致落梁。在落梁过程中，由于落梁的冲击力作用，可能会导致下部结构遭受严重破坏。支承连接件失效的原因，主要是低估了相邻梁跨之间的相对位移。相邻梁跨间在随机发生地震作用下的相对位移是难以准确确定的，因此支承连接件破坏是很难避免的，但应该避免因支承连接件失效而导致的落梁现象。对此一般有两种做法：一是规定支承连接部位的支承面宽度必须满足一定要求；二是规定在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。

下部结构失效主要是指桥墩和桥台失效。如果下部结构不能抵抗自身的惯性力和由支座传递的上部结构的地震力，桥墩和桥台就会破坏。桥墩和桥台产生破坏的原因可归纳为：设计抗弯能力不足、设计抗剪强度不足和构造缺陷。设计抗弯能力不足往往是设计地震力取值偏低，当地震发生时，实际地震力超过设计地震力，桥墩中的纵向钢筋过早屈服，造成桥墩发生弯剪破坏。这种破坏一般发生在轻型墩、高墩和柔性墩中。(www.xing528.com)

另外，过去由于对桥墩地震破坏的认识不足，纵向钢筋往往在墩底搭接或焊接，桥墩的主筋通常未达到设计强度就因焊接强度不够或搭接失效而发生弯曲破坏。设计抗剪强度不足是由于以前对地震力的作用机理认识不全面，地震发生时，产生的横向剪切力超过预期设计值。过去设计的桥墩，其箍筋直径通常较小，间距往往较大，不足以抵抗强烈地震引起的横向剪切破坏。构造缺陷包括：横向约束箍筋数量不足和间距过大，因而不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈服；纵向钢筋在墩底搭接和焊接；纵向钢筋过早切断；纵向钢筋和横向箍筋锚固长度不足；箍筋端部没有做成弯钩等。另外，早期铁路桥梁常采用素混凝土桥墩，且桥墩混凝土分多次灌筑，施工接缝未做连接处理或处理措施不到位等，常造成铁路素混凝土桥墩的剪切破坏。