汶川地震桥梁易损性分析研究
512汶川地震公路桥梁震害初步分析及对策
高墩桥梁的落梁风险大。
庙子坪岷江桥，高达70m的引桥发生落梁
灾区梁式桥的桥墩几乎均为双柱式桥墩,震害调查表明：双柱式桥墩是比独 柱墩相对好的桥墩形式
矩形独柱墩
矩形独柱墩的4座简支体系 桥梁，桥墩自身均未出现破 坏。矩形墩的表现均优于圆 形墩
如寿江大桥为矩形独柱墩， 虽然梁体移位严重，但下部 桥墩仍十分完好，只需对上 部梁体进行复位即可。
砸坏、挤压横移
将简支体系桥梁、连续梁桥、连续刚构桥均按梁式桥考虑。 汶川地震桥梁震害除极少数倒塌外，其他主要震害现象有：主梁移位和 落梁、桥墩震害、支座破坏、桥台破坏。
伸缩缝的破坏基本是由梁的移位过大引起，另外，由于震区地质条件的 特殊性，极少出现砂土液化对桥梁的震害现象，在此不再阐述。
1、倒塌
2、主梁移位和落梁
穿越地表活动断裂带及断裂带附近2km范围内的桥梁容易发生毁灭性破坏
映秀附近严重破坏桥梁与断层带的相互位置关系图
百花大桥距活动断层约1.0Km，第 五联桥整体垮塌，同时残存部分90％的 桥墩出现压溃现象
映秀顺河桥穿过中央断裂带，全部倒塌
G213线百花大桥跨塌的第五联桥
小渔洞桥穿越断层，两跨 垮塌，残余的两跨已报废
②墩柱箍筋是非常重要的。通过破坏桥墩的调查分析，无论墩柱直径大小， 无论是否是潜在塑性铰区域，箍筋体积配箍率0.048%～0.067%，远不能保证足够 的横向约束能力；
③墩身刚度突变处易产生震害； ④此次桥墩震害出现了深水桥墩开裂这一全新的桥墩震害现象。
4、支座破坏
白水溪桥支座破坏
支座破坏是桥梁上部结构中最常见 的一种破坏现象，梁的纵、横向位 移过大，导致支座破坏，在汶川地 震中，支座破坏主要表现为支座撕 裂、脱空及滑移。
汶川地震桥梁破坏
图2-3 重灾区、极重灾区桥梁破坏饼图
在重灾区、极重灾区的469座公路桥梁中，4.5%的桥梁完全损毁，4.3%的桥梁出现严重破 坏，31.3%的桥梁出现中等破坏，48.3%的桥梁出现轻微破坏，11.6%的桥梁未出现震害， 见图2-3。 受灾严重的桥梁大部分集中距发震断层——龙门山中央断裂带附近。上盘距发震断 裂20km，下盘距发震断裂7km范围，包括了60%的受灾严重桥梁；位于上盘震损桥梁占 65.7%，下盘占31.4%。可见近断层地震动和断层上盘效应对桥梁破坏有很大影响。
小鱼洞桥距离震中较近，震感一场强烈。桥梁场 地周围出现两条地表破裂带，桥梁处于断层上盘， 冲击力巨大，在地震作用和断层影响下导致了小 鱼洞桥的倒塌破坏。地震之后，龙门山镇侧两跨 完全倒塌，彭州侧两跨发生了显著竖向位移。除 此之外。主拱腿和斜撑均发生沿水平向裂缝，并 且桥台处护坡及侧墙还发生了剪切破坏。部分桥 墩发生了显著倾斜。震后垮塌的小鱼洞大桥示意 图如图2-2.
小鱼洞大桥倒塌分析
一、前言
2008年5月12日14时28分04秒[1] ，四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县发生里氏 8.0级地震，地震造成69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪。 汶川地震，也称2008年四川大地震，发生于北京时间（UTC+8）2008年5月12 日（星期一）14时28分04秒，震中位于中国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县 映秀镇与漩口镇交界处[2] 、四川省省会成都市西北偏西方向92千米处。根据中 国地震局的数据，此次地震的面波震级达8.0Ms、矩震级达8.3Mw（根据美国地 质调查局的数据，矩震级为7.9Mw），破坏地区超过10万平方千米。地震烈度可 能达到11度。地震波及大半个中国及亚洲多个国家和地区。北至辽宁，东至上 海，南至香港、澳门、泰国、越南，西至巴基斯坦均有震感。 截至2008年9月18日12时，汶川大地震共造成69227人死亡，374643人受伤， 17923人失踪。是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震 后伤亡最惨重的一次。 通过统计分析，1657座公路桥梁中，有1.6%的桥梁完全损毁，6.6%的桥梁出现 严重破坏，9.0%的桥梁出现中等破坏，26.5%的桥梁出现轻微破坏，56.3%的桥 梁未出现明显震害，详见饼状图2-2。
城市桥梁抗震设计问题分析
城市桥梁抗震设计问题分析近年，随着市政基础设施建设力度加大，城市桥梁在我国发展迅速，主要形式为城市立交桥和城市高架桥。
但是，城市桥梁由于抗震设计的不足等因素，桥梁在地震中的抗破坏能力有限。
一旦发生地震，将会受到严重的破坏，造成严重的经济损失，甚至严重造成人员伤亡。
2008年的汶川地震，仅绵竹市内桥梁中有6.82%的完全毁坏，26.14%的桥梁严重破坏，27.27%的桥梁中等破坏，31.82%的桥梁轻微破坏，仅有7.95%的桥梁基本完好。
由此可见，如果城市桥梁设计中存在问题，将会在地震中不堪一击。
1、城市桥梁地震受害的类型城市桥梁在地震中各个部分受到的破坏可能是相互独立的，也可能是相互联系的。
这些破坏往往难以修复，会造成严重的经济损失，甚至会给人身安全带来威胁。
1.1桥台的震害地震发生时，桥台的震害较为常见。
除了桩基被剪切破坏，地基丧失承载力，如沙土液化等引起的桥台滑移，台身与上部结构发生碰撞引起破坏，以及桥台向后倾斜。
2008年的汶川地震中的桥台震害，就包括台身结构破坏和护坡垮塌等。
1.2桥梁墩柱的震害大量震害资料表明，桥梁下部结构中普遍采用的钢筋混凝土桥墩，其破坏形式主要为弯曲破坏和剪切破坏。
弯曲破坏是延性的，表现多为开裂，混凝土剥落压溃、钢筋裸露和弯曲等，伴随弯曲破坏还会发生很大的塑性变形；桥墩剪切破坏则是脆性的，伴随着强度和刚度的急剧下降，往往会造成墩柱以上及下部结构的倒塌。
所以震区桥墩的设计原则为“强剪弱弯”，以保证桥梁在受到地震作用时，先反生弯曲破坏，而不发生剪切破坏。
1.3支座受到地震的破坏地震发生时，上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构，当传递荷载超过支座的设计强度时，支座就会被剪坏。
当支座变位超过活动支座容许值时，橋梁倾斜或支座落位，甚至引发落梁。
1.4主梁受到地震的破坏主梁在地震中的震害主要为主梁的纵向移位、横向移位及扭转移位，如果主梁的移位超出了墩、台的支承面，则会发生落梁震害；另外，主梁还可能发生碰撞震害。
桥梁地震易损性分析的研究现状
在 国 际 上 ，相 关 人 员根 据 Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ的 桥 梁 震 后 损 伤 数 据 ， 对 逻辑 回归 分 析 加 以 利 用 ，构 建 了 经 验 类 型 的 易 损 性 曲 线 ，根 据 桥 梁 下 部 结 构 材 料 以及 上 部 材 料 类 型 ，对 桥 梁 进 行 了 １ １中定 义 分 类 ，而 Ｂａｓｏｚ和 Ｍａｎｄｅｒ通 过 相 同 的方 法 对 易 损 性 曲线 进 行 了 评 估 ，将 每 条 易 损 性 曲线 没备 作 为 位 置 的位 置 参 数 ，将 比例 参 数 设计 为 已 知 的 常 量 的 分 布 函 数 ，从 而把 需 求 与能 力 两 者 问 的 随 机 及认 识 当 中 的 不 确 定 性 进 行 融 合 ，而 未 知 位 置 的 参 数 则 需 要 通 过 地 质 图 、地 面 运 动 数 据 以及 相 关 的桥 梁 属 性 资 料 加 以 确 定 。
孙 振 凯 曾 对 我 闰桥 梁 地 震 易 损 性 进 行 分 析 ，主 要 以 专 家 凋 查 的方 式 为 主 ，但 南 于研 究 样本 存 在 一 定 的 数 量 限 制 ，从 而 影 响 了研 究 结 果 的 准 确 性 。徐 龙 军 曾针 对 唐 山震 后 的 ２７２座 桥 梁 进 行 了研 究 ，并 根 据 桥 梁 的结 构特 征 将 地 震 中受 到破 坏 的 ５６座 桥 梁 进 行 了 分 类 ，对 不 同 结 构 特 征 桥 梁 的 易 损 性 贡 献 率 进 行 了深 入 的分 析 ，并 对 不 同 烈 度 地 震 条 件 Ｆ桥 梁 的 破 坏 概 率 曲线 进 行 了描 绘 ，提 出 了关 于铁 路 桥 梁 的 震 害 预 测 方 法 。
通 过 易 损 性 的 曲线 对 结 构 本 身 遭 遇 地 震 时 的抵 抗 能 力 进 行 研 究 ，源 于早 期 的 核 电 站 地 震 风 险 评 估 ，在 国 际 上 ，对 桥 梁 地 震 易 损 性 的分 析 和 研 究 经 过 了 二 十 几 年 的 发 展 ，特 别 是 日本 和 美 国 在 这 方 面 的研 究 较 多 ，我 国 的 地 震 易 损 性 研 究 在 房 屋 建 筑 方 面有所涉及 ，但 在桥梁方面的分析还处 于初期 阶段 ，研 究还缺 乏 一 定 的 全 面 性 和 深 人 性 。 ２ 当前 针 对 桥 梁 工 程 的 地 震 易 损 性 研 究 现 状
结合汶川地震浅谈桥梁抗震设计
结合汶川地震浅谈桥梁抗震设计工程技术王梦杰张煜(西南交通大学，四川成都611000)矿晶‘南…‘玉I量震使叠矗舞梁产量÷许多羹型磁譬不，同多对典型的桥梁震坏分祈，可以为今后舞桑巍叠鑫并基毒}；；二二墓≤鼻悸南乌≤≤÷90}项，以减少在未来地震中的损失。
铰【荚篷词】，砌’l地震；桥梁抗震；设计方法地震是一种由中心向周围辐射的强烈的冲击波。
在地震时地面的水平运动和竖向运动是同时存在的，对它波及到的任何物体的作用都是这两种运动组合的结果。
每一次发生在人类居住地的大地震都对人类生存带来了巨大的影响。
2008年发生的5_12汶川地震同样印证了这一观点，其影响范围大、波及范围广历史罕见，而桥梁结构作为生命线工程的重要组成部分，在抗震中显得意义非常重大。
鉴于灾区公路桥梁中梁桥和连续刚构桥占主要部分，也是发生破坏的主要桥型，本文主要探讨梁桥和连续网9构桥的抗震设计。
1桥梁典型震害分析1．1百花大桥百花大桥地处漩口镇和映秀镇交界处，是国道213线通往阿坝州的必经之路，全长500米，为弧形梁桥20Q4年12月建成通车。
在5．12地震以后，该桥两跨桥板发生落梁，两个桥墩发生严重破坏，其余桥墩全部出现开裂和倾斜。
桥梁上部采用4x25m(钢筋混凝土连续翊+5x25m(钢筋混凝土连续梁卜50m(简支T梁¨3x25m(钢筋混凝土连续粱h5×20m(钢筋混凝土连续粱卜2X20nY钢筋混凝土连续梁)，下部构造采用桩柱式桥墩，柱间设置系梁，桥台采用肋板式桥台，桥长495．55m，最大墩高3087m。
平面位于R一150m的圆曲线、L=192．601m的直线以及R一66m的圆曲线上。
第5联桥跨，即5x 20m连续梁落梁整体倾覆，完全破坏：百花大桥其他墩柱与系粱连接处租帧娃弛出现多处破坏，粱体出现较大位移、伸缩缝等也基本破坏。
12庙子坪大桥庙子坪大桥为都汶高速公路最长的一座桥梁，横跨都江堰紫坪铺库区通往漩口镇的岷江。
汶川大地震公路桥梁震害初步调查
在总结汶川地震中山区公路桥梁震害及启示时，我们可以得出以下结论：首 先，地震对山区公路桥梁的影响十分严重，必须采取有效的措施加以防范和应对。 其次，通过对震害原因的分析，我们可以找到问题所在，并有针对性地加以改进。 最后，汶川地震中暴露出的问题应引起我们的高度重视，对于未来可能发生的类 似灾害，应采取适当的措施加以预防和应对。
基本内容
四川汶川大地震，发生在2008年5月12日，是新中国成立以来破坏性最强、 波及范围最广、救灾难度最大的地震之一。在这次灾难中，灾区的建筑物、道路、 桥梁、植被等均遭受了严重的破坏，给当地人民的生命财产造成了巨大的损失。 为了快速、准确地获取灾区的受灾情况，遥感技术成为了非常重要的手段之一。
2、地球物理因素：汶川大地震的震源深度较浅，仅约为10公里，使得地震 能量更易传播，影响到更大的范围。此外，地震发生时，地下水位也较高，增加 了地震的破坏力。
3、人类活动因素：虽然人类活动不能直接导致地震的发生，但人类的活动 可以对地震的破坏程度产生影响。例如，人类工程建设、采矿等活动可能改变地 下水位或地质结构，从而增加地震的破坏程度。
4、社会经济因素：汶川大地震发生地区的社会经济状况也是影响地震灾害 的重要因素。当地的基础设施较为薄弱，缺乏有效的灾害应对体系，增加了地震 灾害的影响。
四、结论
汶川大地震的震害特点及其成因具有复杂性和多样性。地震的发生与地质构 造背景、地球物理因素、人类活动以及社会经济状况密切相关。为了减少地震灾 害的影响，我们需要加强对地震活动的监测和研究，提高灾害预警能力；也需要 加强社会防灾意识，提高灾害应对能力，以更好地保护人民的生命财产安全。
反思汶川大地震中公路桥梁的震害情况，我们可以得到以下启示和建议：
1、加强桥梁的维护和检测：对于处在地震活跃地区的公路桥梁，应定期进 行维护和检测，确保桥梁结构的稳定性和安全性。在本次地震中，部分桥梁由于 日常维护不足，导致地震时受损更为严重。因此，我们需要重视桥梁的日常维护 工作，防患于未然。
从汶川地震看桥梁耐震问题与对策探讨
從汶川地震看橋梁耐震問題與對策探討報告人：洪曉慧國家地震工程研究中心內容大綱汶川地震橋梁破壞情形–百花大橋–廟子坪岷江大橋–小漁洞大橋–其他國道213公路沿線橋梁–市區高架橋汶川地震橋梁破壞模式與耐震問題初步探討汶川地震橋梁破壞情形公路交通災情概要根據中國交通運輸部之統計數據顯示，截至6月6日，汶川地震已造成四川、甘肅、陜西、重慶、雲南、湖北等省市受損高速公路19條，國省幹線155條，農村公路4569條，損毁公路里程33370公里，橋梁4840座，隧道98座，損失金額達615.15億元人民幣空拍圖白花鄉百花大橋05.28爆破翻攝自成都早報震害爆破破壞上部結構橫向位移彭州市小漁洞大橋四跨鋼筋混凝土拱橋，跨越白水河 通往龍門山銀廠溝風景區的惟一通道圖片來源：中國西部知青網圖片來源：中國西部知青網第一跨第二跨第三、四跨第三跨映秀鎮附近的橋市區高架橋成都市區高架橋都江堰市區高架橋棉竹市區高架橋汶川地震橋梁破壞模式初步探討橋梁破壞模式防落長度不足，且無防落措施，造成落橋。
上部結構位移過大，造成橋梁結構間之撞擊與橋面擠壓造成落差。
橋台受擠壓坍陷變形。
橋柱撓曲強度及韌性不足，容易產生脆性破壞。
接頭鋼筋不足，且構造設計細節未盡理想，造成接頭之破壞。
不恰當之主筋鋼筋中斷與搭接，形成橋墩弱面。
曲線橋彎扭耦合效應與支承拉拔力造成之上部結構扭轉破壞，支承鬆脫並落橋。
破壞原因初步探討汶川地震規模高於其規範設計需求–根據中國國家地震局，本次地震最大烈度達11度。
–四川災區抗震設防烈度多為7度中國現行橋梁耐震設計規範老舊「公路工程抗震設計規範」（JTJ004－89）–1989正式發行(民國78年)–無地震效應之組合–耐震設計細節無具體規定如主筋搭接，箍筋配置及防落裝置等均無具體規定–未將近年來地震工學新知識的累積和世界各地強烈地震震害經驗納入考量。
重建因應對策建議上部結構–改建為重量輕之鋼結構連續橋梁，以有效降低上部結構靜載重，減少地震慣性力，降低下部結構彎矩需求。
桥梁抗震问题分析研究
桥梁抗震问题分析研究摘要：在过去的这些年中，地震带来的灾害不言而喻，地震中交通中断直接影响了一切工作的正常进行，更大化的扩大了灾害的损失，使得人民的财产和安全受到巨大危机。
这对人类带来的不只是巨大的代价，更多惨痛的教训，不断警示世人对于桥梁抗震问题需高度重视。
本文叙述了桥梁抗震理论中的分析方法、当今抗震行列的现状以及对于桥梁抗震问题的一些控制措施等，并对于我国抗震前沿的展望提出了期待。
关键词：桥梁抗震研究分析1. 引言在我国过去的这些年里，发生了多次重大地震，给人民带来了不小的灾难。
例如：1966 年，河北邢台大地震；1970 年，云南省通海地震；1973 年，炉霍发生地震；1975 年海城地震以及1976 年唐山发生的大地震中交通运输受到了严重损害，唐山地震中这表现的更为严重更为明显。
76年唐山大地震震级7.8 级，震中位于唐山市区的东南部位，震源在地面下11km处。
在这次地震中，桥梁的破坏情况十分严重。
桥梁是交通的咽喉，地震发生后，交通阻塞，在去往唐山市区实施救助的道路上，交通彻底瘫痪，使得物资和救援极大受阻，以至于人员伤亡惨重。
唐山大地震是中国桥梁抗震史上的一个转折点，从此以后，我国对于桥梁的抗震提出的高度的重视，不仅于此，在以后的建设中，对于抗震问题也提出了更高的要求。
2. 国内外桥梁抗震研究现状1971年，美国San Fernando 发生大地震，此后，美国学者就地震对结构的影响进行研究和探索，研发出了一系列关于地震反应对于建筑结构设计的计算方法，其中包括：反应谱法，时程分析法、随机震动法等等地震反应的计算研究方法。
日本是多地震国家，对于地震的研究有较为前沿的作为，日本在简直梁体系上做了大量的减隔震技术，采取高阻尼支座实现对于桥梁的减震效应。
我国对于工程结构抗震研究起步较晚，但是进展的很快。
以唐山大地震为转折点，在之后历次地震震害之后，于1989 年颁布了《公路工程抗震设计规范》，2008 年在汶川地震后又颁布了《公路桥梁抗震设计细则》，并且提出“两水平设防、两阶段设计”的抗震设防标准，而且对于延性的设计、位移设计、能力保护设计以及减隔震等设计都提出了十分明确的计算方法和构造规定。
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Wenchuan Earthquake Damage
CHEN Libo1, ZHENG Kaifeng1, ZHUANG Weilin2, MA Hongsheng2, ZHANG Jianjing1
汶川地震桥梁易损性分析研究
经验型桥梁易损性模型通常基于历史上具体发生地震中的桥梁损伤数据而建立，一般首先由震后调查 报告获知实际桥梁的损伤，同时由实测记录或衰减关系获得地震动参数的空间分布信息，由此通过统计分 析获得某一区域内某种桥型的易损性。1985 年，美国应用技术协会(ATC)在联邦紧急事务管理局(FEMA) 的资助下基于 80 年代中期美国加州地区统计得到的大量震害数据，研究并发布了具有里程碑意义的技术报 告 ATC-13[2]。报告中依据不同的结构种类对统计数据进行分类处理，这其中包涵桥梁工程在内的生命线工 程。在结合 71 位专家的咨询调研意见后，对不同结构在不同强度的地震作用下结构达到特定损伤状态的概 率作出评估。Basöz 和 Kiremidjian 基于 1989 年 Loma Prieta 地震和 1994 年 Northridge 地震的桥梁震害调查 资料，按照不同的材料及结构类型定义了 11 种桥梁分类，并对桥梁损伤等级和地表峰值加速度区段划分， 统计获得了不同桥型的损伤概率矩阵，同时采用逻辑回归方法生成了易损性曲线[3]。Shinozuka 等基于 1994 年 Northridge 地震和 1995 年 Hyogo-ken Nanbu(Kobe)地震资料和桥梁损伤数据，假设易损性函数为双参数 的对数正态分布，采用极大似然方法并结合假设检验方法对参数进行估计，从而获得易损性曲线[4]。 Yamazaki 等基于 Kobe 地震高速公路桥梁损伤数据提出经验型易损性模型，采用最小二乘法回归获得对数 正态分布参数[5]；Tanaka 等采用双参数正态分布形式易损性函数，基于 1995 年 Kobe 地震桥梁损伤数据估 计未知参数[6]。2008 年 5 月 12 日，四川发生了汶川大地震，地震对四川及其邻近省份造成了巨大的灾害。 如何系统全面地对桥梁震害资料进行整理评定，并建构适用于汶川地震的桥梁易损性分析模型，是本文的 主要研究内容。
2 汶川地震桥梁震害[7]
20汶川县映秀附近发生了里氏 8.0 级的特大地震。中国地震 台网测定的震中位置位于北纬 30.95 东经 103.40。地震震源深度介于 10-20km 之间，矩震级 Mw 为 7.9。破 裂过程反演揭示出沿北东方向的龙门山断裂带破裂长度达 300km 以上，其中沿北川映秀断裂的地表破裂带 长度约 240km。断层向西北倾斜，断层走向为 229°。 2.1 汶川地震桥梁震害统计
以往文献中，多数学者均采用实测 PGA 等震云图(Shake Map)插值求取桥址处的 PGA[3, 4]，进一步加以 分析。本文对四川省境内 131 地震台站记录进行了归纳和统计，研究发现对于汶川地震桥梁如采用 PGA 等震云图插值求取桥址处 PGA 数值将产生较大误差。具体对比分析如下：首先基于原始的 131 个台站记录 可以生成一个 PGA 等震云图，如图 1 所示；其次删除其中的 1 个地震台站记录，依据剩余的 130 个台站记 录插值求取删除台站处的 PGA 数值(具体采用 MATLAB 平台中的 TriScatteredInterp 命令进行插值计算)； 对每一个台站重复此流程共计 131 次，从而获得 131 个台站的 PGA 预测值，再由这 131 个预测值生成一个 PGA 等震云图，如图 2 所示。对比两幅 PGA 等震云图，作者发现两者的 PGA 峰值及分布差异均较大，其 主要原因在于地震台站数目较少且间距较为稀疏。综合上述分析，本文采用衰减模型方法对桥址处 PGA 数值进行估计。
基金项目：地震行业科研专项项目“大震生命线工程灾害损失评估新技术研究”（201008005） 课题负责人：庄卫林(1966―)，男，教授级高级工程师，从事桥梁勘察设计与桥梁抗震研究。E-mail：wlzhuang@ 作者简介：陈力波(1984―)，男，博士研究生，主要从事桥梁地震易损性与损失风险评估研究。电话：13550281983 E-mail：lbchen@
1引言
我国是一个多地震的国家，桥梁结构作为生命线工程重要组成部分，在地震灾害发生时往往是最易损 坏的一个部分。当我们对交通系统进行地震风险评估(Seismic Risk Assessment)时，桥梁地震易损性分析成 为非常重要的一个环节。广义上说，易损性(Vulnerability)是指结构在受到特定灾害作用下发生损伤的可能 性，当结构的损伤以均值的形式定义出来后，即可与灾害建立起某种关联，通常采用损伤概率矩阵(Damage Probability Matrix)或易损性函数(Fragility Functions)表征[1]。对于桥梁工程而言，地震易损性函数即为在给 定地震动水平作用下桥梁结构达到或者超越某一特定损伤状态的条件概率。通常情况下，地震易损性函数 可以采用经验统计或数值分析这两种途径获得。
纬度 纬度
33 32 31 30 29
102
103
104
105
经度
图 1 PGA 实测等震云图(gal)
1000 950.0 900.0 850.0 800.0 750.0 700.0 650.0 600.0 550.0 500.0 450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.00 0.000
汶川地震桥梁易损性分析研究
汶川地震桥梁易损性分析研究
陈力波 1，郑凯锋 1，庄卫林 2，马洪生 1,2，张建经 1
(1. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031；2. 四川省交通厅 公路规划勘察设计研究院，四川 成都 610041)
摘要：为了评估汶川地区公路桥梁系统地震损失风险，基于汶川地震桥梁震害调查建立了桥梁地震易损性统计模型。采用修正后的汶川 地震衰减模型，对桥址处地震动参数 PGA 进行估计。假设易损性函数为双参数对数正态分布函数，采用两种不同的统计方法并结合震 害调查，依据极大似然法对参数进行估计，得到不同损伤状态对应的桥梁地震易损性曲线。依据桥梁类型和桥梁线形对全体桥梁样本进 行分类，针对分类后的桥梁样本子集建立各自独立的地震易损性模型，最后对统计结果进行拟合优度检验。 关键词：汶川地震；衰减模型；易损性；极大似然法；拟合优度检验 中图分类号：U442.5+5 文献标识码：A
根据文献[7]按照桥梁承载力损失程度将破坏等级分为 A、B、C、D，共 4 级：A 级(轻微破坏或无震害)： 抢通保通阶段正常通行，震后不需维修或经少量维修即可满足正常使用要求。震害表现为桥梁承重构件未 出现震害，仅有少量附属设施受损，承载能力无任何损失；B 级(中等破坏)：抢通保通阶段无需处置可满 足应急交通的要求，灾后经修复可满足正常使用要求。震害表现为桥梁主要承重构件受损，但承载能力无 明显损失；C 级(严重破坏)：抢通保通阶段须经过处置方可满足通行需求，震后须对其进行加固后才能满 足正常使用要求。主要震害表现为桥梁主要承重构件严重受损，承载能力损失严重；D 级(完全损毁或失效)： 抢通保通阶段丧失通行功能，震后需对主要构件进行更换，甚至已无修复必要，需进行重建。震害表现为 全桥或部分桥跨完全垮塌，或部分主要构件缺失，桥梁承载能力已损失殆尽。为表达地震对桥梁的影响区 域，对于震害等级为 A 级的桥梁，再细分为 A 轻微破坏以及 A0 无明显震害两个次级。
Abstract：In order to evaluate seismic loss risk of highway bridge system in Wenchuan area, statistical seismic vulnerability models of bridges were established based on the collected bridge damage data from the Wenchuan Earthquake. A modified Wenchuan Earthquake attenuation model was developed for estimating ground motion parameter PGA at various bridge sites. Two-parameter lognormal distribution functions were assumed to be suitable for developing fragility functions. Combined with the surveyed earthquake damage data, two different statistical models were used to estimate the parameters based on maximum likelihood method. According to the type and line style of bridges, the surveyed bridge samples were categorized and distinct vulnerability models of the sub-sample bridges were established. Goodness of fit test of the statistical results was introduced. Keyword：Wenchuan Earthquake；attenuation model；vulnerability；maximum likelihood method；goodness of fit test
汶川地震桥梁易损性分析研究
3 地震动参数选取与估计
地震动参数的选取与确定对于易损性分析至关重要。以往的易损性分析研究中，一些学者选择谱加速 度(Sa)作为地震动参数[8-10]；对于经验型易损性模型而言，由于无法全面获得大量桥梁样本的基频，因此选 择谱加速度作为地震动参数并不现实。相较而言，地表峰值加速度(PGA)的获得较为直接，本文选取 PGA 作为汶川地震桥梁易损性分析的地震动参数。