桥梁地基震害

9.2.3　道路、桥梁地基震害

地震时常使道路桥梁发生严重破坏，使交通中断。2008年5月我国四川省汶川县发生8.0级地震，该地区绝大部分公路隧道桥梁被毁，沿途多处路段发生山体滑坡，导致路面阻断，交通中断。1994美国北岭发生6.7级地震，大部分公路桥梁发生严重破坏，导致旧金山湾区六条高速公路关闭。1964年日本新澙地震，引起砂土液化，导致建筑物下沉，道路、桥梁严重破坏。一般说来，地震引起道路桥梁破坏有地基失效和振动破坏两种形式，即与上述直接效应、诱发效应密切相关。

道路地震破坏主要是由于砂土液化、滑坡、震陷等地基失效引起的，常导致道路严重开裂、隆起、塌方、不均匀下沉等（参见图9.4）。

1）桥梁地震破坏形式

（1）桥台墩滑移（图9.4）。主要是由于地震时土层液化、沉陷、岸坡失稳引起，如1975年海城地震时双河子盘山公路桥和1979年唐山地震时胜利桥的破坏就是由于地基中粉细砂层液化引起滑移导致破坏的。

图9.4　液化侧向扩展导致的道路桥梁破坏

（2）落梁。主要由边坡失稳和振动作用造成。

（3）桥墩或柱的破坏。常见于软弱地基，如海城地震时赵家堡西河铁路桥墩断裂就是由于地基失稳与振动作用导致的。

（4）支座破坏。也是由地基失效及振动作用引起的。

2）桩基典型震害的基本规律

上述桥梁地震破坏往往与桥梁桩基震害密切相关，国内外地震震害调查表明，桩基典型震害有下列基本规律。

（1）无液化地基时：水平场地上的桩常因上部结构惯性力的作用使桩—承台连接和桩位附近破坏，破坏形式为压、拉、剪压等，或因软土的地震触变导致摩擦力下降致使桩竖向承载力不足而下沉；在软硬土交界面处，桩身会因为弯矩或剪力过大而引起破坏；斜坡或岸边场地情况时，桩基常因挡土墙、土坡在地震作用下的土体失稳，在侧向挤压作用下而发生破坏。

（2）有液化地基时：在水平场地，地基液化而无侧向扩展位移，这时如桩没有穿透液化层，则可能产生桩基础整体下沉或倾斜；如桩间土先发生液化，也会导致单桩刺入土中，引起附加沉降（图9.5）。

图9.5　液化土中桩基的破坏模式

在斜坡或岸边场地，地基液化并产生侧向扩展，桩基在水平力作用下发生破坏，这是地震对桥梁破坏常见的威胁。

从上述分析不难看出，软弱地基地震时的失效是导致道路、桥梁破坏的主要原因。当存在液化地基时，地震时地基液化及其侧向的扩展滑移是地基失效的主要形式，也是导致道路、桥梁破坏的主要原因。