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【摘 要】斜交桥在地震中由于自身的构造特点，表现出了与直桥不同的震害现象。文章基于汶川地震中斜交桥的破坏情况，总结了斜交桥的震害特点并列举实例加以阐述。
【关键词】斜交桥；直桥；震害
Analysis of skew bridges＇earthquake hazards
Huang Jin-cui
(Department of Civil Engineering,Chongqing Jiaotong University Nanan Chongqing 400074)
【Abstract】Due to skew bridges' structural characteristics of their own, they show different damage phenomenas with the straight bridge in the earthquake.
Based on the skew bridges' destruction in the Wen Chuan earthquake, this article not only summarized the earthquake hazards characteristics of the skew bridge ,but also provided some examples to elaborate the damage phenomena.
【Key words】Skew bridge;Straight bridge;Earthquake hazard
1. 引言
随着经济建设的发展，为适应地形、环境的需求，对线型要求较高的高速公路及城市立体交通中出现了较多的斜交桥。在高等级公路上斜交桥的数量可以达到整条线路桥梁总座数的40%～50%。在梁式桥中，几何形状较为复杂的斜交桥较直线桥更易出现震害。
2. 斜交桥的震害特点
2.1 主梁位移。斜桥主梁位移（包括纵向位移、横向位移）或落梁破坏比直线桥严重，这是因为斜桥移位普遍较大，在梁体产生纵桥向移位的同时也带来横桥向位移。为避免落梁的发生，各国规范对直桥与斜桥的最小搭接长度都做了相应的规定。(见表1)
2.2 扭转。斜交桥与直桥最大的不同是斜交桥在震害中存在着较大的刚体转动。刚体转动与其自身结构的受力特性有关。斜交桥的支承边锐角处与钝角处的支反力差异大，以钝角处的反力最大，锐角处的反力最小，当斜交角与宽跨比都比较大时锐角处甚至可能出现负反力，而一般板式橡胶支座无抗拉能力，锐角处甚至可能向上翘起。在水平向地震作用下，钝角处的反力大，对应的支座摩擦力也大，而锐角处反力小甚至出现负反力，因此锐角向外平面转动是极可能发生的。
2.3 支座是影响斜交桥抗震性能的主要参数之一。支座的形式和刚度决定了桥梁上下部结构之间的约束情况，影响桥梁的地震响应。支座、挡块、伸缩缝和结点等连接件在外力作用下最易受损，是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节。地震时，如果超出梁间纵向约束装置的强度，将导致锚固螺栓拔出或剪断，支撑连接构件失效。还可导致支座附近混凝土发生裂缝、活动支座脱落等现象。汶川地震对桥梁抗震挡块及盖梁端部造成的损坏是非常严重的，桥梁抗震挡块损坏及盖梁端部损坏较为普遍，其中部分挡块损坏程度较为严重，震后主要靠挡块内部钢筋支撑。挡块出现病害的原因是多方面的，主要有以下几方面：在地震力作用下，当梁体与挡块（盖梁）发生横桥向的相对移动时，挡块承受较强的撞击，挡块与盖梁连接处存在较强的剪切作用；部分桥梁因挡块的截面尺寸偏小，配筋不足，挡块与盖梁之间钢筋连接考虑不周，斜截面的强度不足。
3. 震害实例
汶川地震中某斜交直线桥，全桥1联。结构简支，桥面连续。本桥距离震中约35.66Km，距离断层约29.13Km。其上部结构及支承的主要震害为主梁纵横向移位及平面转动，最大横向相对位移为34cm；支座滑移；伸缩缝止水带被拉裂。下部结构的主要震害为1#墩～4#墩盖梁左侧挡块与5#墩盖梁右侧挡块破坏；6#台左侧锥坡局部破坏，右侧锥坡垮塌。此外该桥伴随有次生灾害，具体表现为第1跨两侧护栏遭撞击存在局部损伤。桥跨布置及其主要震害如图1所示：
3.1 主梁。主梁及桥面未见开裂，梁体的主要震害为纵横向移位及平面转动。第1跨与第2跨梁体向左相对移位（如图2所示），第3跨～第5跨梁体向左相对移位（如图3所示），全桥梁体存在明显的刚体平面转动，且均按斜交角增大的趋势转动。因梁体移位，第6跨右边梁有潜在落梁危险。各跨梁体均存在明显的纵向移位。
3.2 支座。支座典型震害如图4、图5所示。第一跨到第六跨支座最大滑移量为22cm。
3.3 伸缩缝及挡块。伸缩缝主要震害为6#台处伸缩缝止水带被拉裂，震后伸缩缝间距为18cm。下部结构震害为1#墩～4#墩盖梁左侧挡块破坏；5#墩盖梁右侧挡块破坏。
4. 结论：
汶川地震的情况表明，斜交桥的结构响应有其区别直线桥的特点。由于斜交桥地震反应的特殊性和复杂性，在历次的破坏性大地震中，斜交桥遭受地震破坏的程度比正交桥要严重的多，桥面脱落的现象非常普遍，这反映了当前关于斜交桥的实用抗震设计理论的欠缺。几何形状较为复杂的斜交桥较直线桥更易出现震害，对于这些桥梁在计算方法、设防措施、构造要求方面均应进行专门研究，使斜交桥更好的发挥作用。
参考文献
［1］ 黄平明.混凝土斜梁桥.北京:人民交通出版社,1999.
［2］ 夏淦,邵容光.斜梁结构分析［M］.江苏:江苏科学技术出版社,1995.
［3］ 卓秋林.公路简支斜梁桥地震反应分析［D］.福州：福州大学，2004.
［4］ 重庆交通科研设计院.公路桥梁抗震设计细则(JTG/TB02-01-2008 )，北京:人民交通出版社，2008.
［5］ AASHTO.Standard Specifications for Highway Bridges［S］,Division I-A Seismic D Sixteen Edition,1996.
【关键词】斜交桥；直桥；震害
Analysis of skew bridges＇earthquake hazards
Huang Jin-cui
(Department of Civil Engineering,Chongqing Jiaotong University Nanan Chongqing 400074)
【Abstract】Due to skew bridges' structural characteristics of their own, they show different damage phenomenas with the straight bridge in the earthquake.
Based on the skew bridges' destruction in the Wen Chuan earthquake, this article not only summarized the earthquake hazards characteristics of the skew bridge ,but also provided some examples to elaborate the damage phenomena.
【Key words】Skew bridge;Straight bridge;Earthquake hazard
1. 引言
随着经济建设的发展，为适应地形、环境的需求，对线型要求较高的高速公路及城市立体交通中出现了较多的斜交桥。在高等级公路上斜交桥的数量可以达到整条线路桥梁总座数的40%～50%。在梁式桥中，几何形状较为复杂的斜交桥较直线桥更易出现震害。
2. 斜交桥的震害特点
2.1 主梁位移。斜桥主梁位移（包括纵向位移、横向位移）或落梁破坏比直线桥严重，这是因为斜桥移位普遍较大，在梁体产生纵桥向移位的同时也带来横桥向位移。为避免落梁的发生，各国规范对直桥与斜桥的最小搭接长度都做了相应的规定。(见表1)
2.2 扭转。斜交桥与直桥最大的不同是斜交桥在震害中存在着较大的刚体转动。刚体转动与其自身结构的受力特性有关。斜交桥的支承边锐角处与钝角处的支反力差异大，以钝角处的反力最大，锐角处的反力最小，当斜交角与宽跨比都比较大时锐角处甚至可能出现负反力，而一般板式橡胶支座无抗拉能力，锐角处甚至可能向上翘起。在水平向地震作用下，钝角处的反力大，对应的支座摩擦力也大，而锐角处反力小甚至出现负反力，因此锐角向外平面转动是极可能发生的。
2.3 支座是影响斜交桥抗震性能的主要参数之一。支座的形式和刚度决定了桥梁上下部结构之间的约束情况，影响桥梁的地震响应。支座、挡块、伸缩缝和结点等连接件在外力作用下最易受损，是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节。地震时，如果超出梁间纵向约束装置的强度，将导致锚固螺栓拔出或剪断，支撑连接构件失效。还可导致支座附近混凝土发生裂缝、活动支座脱落等现象。汶川地震对桥梁抗震挡块及盖梁端部造成的损坏是非常严重的，桥梁抗震挡块损坏及盖梁端部损坏较为普遍，其中部分挡块损坏程度较为严重，震后主要靠挡块内部钢筋支撑。挡块出现病害的原因是多方面的，主要有以下几方面：在地震力作用下，当梁体与挡块（盖梁）发生横桥向的相对移动时，挡块承受较强的撞击，挡块与盖梁连接处存在较强的剪切作用；部分桥梁因挡块的截面尺寸偏小，配筋不足，挡块与盖梁之间钢筋连接考虑不周，斜截面的强度不足。
3. 震害实例
汶川地震中某斜交直线桥，全桥1联。结构简支，桥面连续。本桥距离震中约35.66Km，距离断层约29.13Km。其上部结构及支承的主要震害为主梁纵横向移位及平面转动，最大横向相对位移为34cm；支座滑移；伸缩缝止水带被拉裂。下部结构的主要震害为1#墩～4#墩盖梁左侧挡块与5#墩盖梁右侧挡块破坏；6#台左侧锥坡局部破坏，右侧锥坡垮塌。此外该桥伴随有次生灾害，具体表现为第1跨两侧护栏遭撞击存在局部损伤。桥跨布置及其主要震害如图1所示：
3.1 主梁。主梁及桥面未见开裂，梁体的主要震害为纵横向移位及平面转动。第1跨与第2跨梁体向左相对移位（如图2所示），第3跨～第5跨梁体向左相对移位（如图3所示），全桥梁体存在明显的刚体平面转动，且均按斜交角增大的趋势转动。因梁体移位，第6跨右边梁有潜在落梁危险。各跨梁体均存在明显的纵向移位。
3.2 支座。支座典型震害如图4、图5所示。第一跨到第六跨支座最大滑移量为22cm。
3.3 伸缩缝及挡块。伸缩缝主要震害为6#台处伸缩缝止水带被拉裂，震后伸缩缝间距为18cm。下部结构震害为1#墩～4#墩盖梁左侧挡块破坏；5#墩盖梁右侧挡块破坏。
4. 结论：
汶川地震的情况表明，斜交桥的结构响应有其区别直线桥的特点。由于斜交桥地震反应的特殊性和复杂性，在历次的破坏性大地震中，斜交桥遭受地震破坏的程度比正交桥要严重的多，桥面脱落的现象非常普遍，这反映了当前关于斜交桥的实用抗震设计理论的欠缺。几何形状较为复杂的斜交桥较直线桥更易出现震害，对于这些桥梁在计算方法、设防措施、构造要求方面均应进行专门研究，使斜交桥更好的发挥作用。
参考文献
［1］ 黄平明.混凝土斜梁桥.北京:人民交通出版社,1999.
［2］ 夏淦,邵容光.斜梁结构分析［M］.江苏:江苏科学技术出版社,1995.
［3］ 卓秋林.公路简支斜梁桥地震反应分析［D］.福州：福州大学，2004.
［4］ 重庆交通科研设计院.公路桥梁抗震设计细则(JTG/TB02-01-2008 )，北京:人民交通出版社，2008.
［5］ AASHTO.Standard Specifications for Highway Bridges［S］,Division I-A Seismic D Sixteen Edition,1996.