高原大桥桥台地震破坏机理与抗震措施分析

通过现场震害调查和有限元分析,研究了汶川大地震高原大桥桥台的地震破坏机理和提高桥台抗主梁撞击能力的工程措施。研究表明,基于pushover静力分析技术可较好地模拟桥台在主梁撞击下的破坏形态。对不同的有限元模型假定,高原大桥虹口侧桥台可表现出"上弱下强"、"上下等强"和"下弱上强"等3种不同的破坏模式,且桥台胸墙、前墙、前墙与翼墙交界面是抗震薄弱点,在主梁撞击下易发生脆性开裂;而高原侧桥台的破坏则基本为自胸墙开始,沿45°夹角向斜下方扩展,最终导致桥台胸墙撞碎、后侧翼墙脱落倒塌。素混凝土桥台在主梁撞击下表现出明显的脆性,提高桥台混凝土强度可有效增大桥台抗撞击的强度,而在桥台混凝土中配置一定量的分布钢筋则可有效延缓桥台破坏过程。

虹口高原大桥的破坏机制分析

基于汶川地震现场考察资料,分析了都江堰市虹口乡高原大桥的破坏机制。分析表明:大桥的破坏模式与震区大部分梁式桥因强烈的震动而破坏不同,场地效应表现更为明显,大桥地基与上部结构之间存在明显的刚度差,两者在地震作用下的位移不协调则是大桥被破坏的主要原因。地震期间桥面向右岸整体移位1.8 m。鉴于龙门山地区断层活动主要以逆冲压缩为主,灾后重建过程中桥址的选择尽量避开场地地质效应突出的区域,在桥梁结构类型的选择应因地制宜,简支梁桥应有必要的防落梁构造装置,以增强桥梁的容灾性。

基于地质力学模型试验的高原大桥落梁破坏机理

通过对高原大桥进行地质力学相似模型试验,研究了水平荷载作用下近断层处场地变形对简支梁桥破坏的影响。结果表明:近断层处的场地集中变形导致桥梁结构破坏主要集中于桥面系及近断层一侧桥台,与高桥大桥的实际震害非常相似;地震中断层的错动对其附近场地产生较大的影响,造成桥面系与场地之间的变形不协调;断层的存在对附近场地的压缩变形有明显的放大作用;地震中场地变形,特别是近断层处的集中变形是造成简支梁桥落梁破坏的主要原因之一。

基于场地效应及场地位移的高原大桥落梁破坏研究

地震造成简支梁桥主梁移位甚至落梁破坏的原因不仅与桥梁自身结构有关,还与场地效应和场地位移密切相关。本文以"5·12"汶川地震中发生落梁破坏的高原大桥为研究对象,通过数值模拟软件ABAQUS建立桥梁-场地的整体有限元模型,研究场地效应和场地位移对简支梁桥发生落梁破坏的影响,并结合实际震害特征、地质力学模型试验结果分析高原大桥落梁破坏机理。研究结果表明:简支梁桥桥墩与主梁的相对滑移量受局部场地条件的影响较大,近河岸处的墩-梁滑移量比远河岸处的大;场地软弱程度对桥梁结构的地震反应有明显影响,场地软弱程度越大(即基岩弹性模量越小),墩-梁滑移量呈波动性增加;随场地位移的增加,跨径变化和墩-梁滑移量都逐渐增大;均质基岩条件下的简支梁桥各跨跨径变化值相近,墩-梁滑移量小,各桥墩协调变形能力较好;场地位移方向上各跨跨径变化值逐渐减小,即跨径变化值由小到大依次排列为一跨、二跨、三跨和四跨;高原大桥二跨处出现纵向落梁破坏的主要原因是大桥与宏观震中牛圈沟、龙门山中央主破裂带相距太近,基岩处存在较软的页岩,不利的局部场地条件,板式橡胶支座稳定性较差,且大桥设置了横向挡块。

下坂地水利枢纽对外交通公路高原大桥施工技术

下坂地水利枢纽工程,地处帕米尔高原之上,具有属高海拔、高寒、高地震烈度区、坝基覆盖层深等"三高一深"的特点。为了保质保量地完成该大桥的施工任务,承包单位通过多次现场实地踏勘研究,采取科学的施工方法,取得了良好的效果。