鋼筋混凝土橋樑之921 大地震破壞模式之探討

《鋼筋混凝土橋樑之921 大地震破壞模式之探討》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、篇名鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討作者吳瑞嵐。國立埔里高工。建築科三年甲班周孟瑤。國立埔里高工。建築科三年甲班李宜柔。國立埔里高工。建築科三年甲班PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討壹●前言台灣位於菲律賓海板塊與歐亞板塊的擠壓地帶，屬環太平洋地震帶，地震活動相當頻繁。當大地震發生時，沖積平原上之橋梁易因橋樑基礎裸露而改變橋樑受力後之結構應力行為，造成橋墩基礎間存在著過大的相對位移，由於此一現象已偏離既有的設計條件，因此橋樑將會在大地震後，發生落

2、橋或斷橋的現象；依據交通部90年1月12日頒布之「公路排水設計規範」有關橋樑最大可能沖刷深度規定，其主要意義在於保障橋梁基礎應深入穩定的河床底下；但對於被沖刷頗深的大橋而言，雖然基礎仍深入穩定的河床底下，但在大地震作用後，橋樑是否堅固耐用，應列為重要的研究課題。而我們從相關書籍、網路裡找一些有關橋樑被破壞的資料，其中包含有九二一大地震破壞橋樑、鋼筋搭接長短所造成的破壞、基礎破壞模式種種的探討，當深入剖析921大地震中災區橋樑之破壞機制時，得知當地條件與設計條件趨於一致時，橋樑之破壞即難以發生；唯當部份橋墩基礎周圍之土層地質不同又遭受河水沖刷而產生河床深槽區不一之現象，於大地

3、震發生時橋墩基礎間因地形及地質條件不同且其相對位移量亦有差異，其原因是實際條件遠離設計條件，橋樑破壞乃因此發生，這些探討有助於我們在課業上的相關知識。貳●正文－鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討此次地震造成鋼筋混凝土橋樑損壞、斷裂、倒塌等之破壞模式，一般有：支承座長度過短、帽樑破壞、橋台旋轉及後仰、基礎破壞、橋柱破壞、土壤液化等，其中以橋柱破壞最為常見，且損害亦最為嚴重。以下分述破壞模式與其原因[註1]。一、支承座長度過短在強烈地震力作用下，每跨間之軸向相對運動，若大於支承長度，將發生落橋；尤其在多跨橋樑或高墩柱之橋樑。另因地震力方向之不確定性，將使橋樑產生軸向與橫

4、向位移反應疊加，導致支承接觸面附近發生相對旋轉，形成橋面版接觸不確實而引起落橋，或是斷層直接穿過橋樑，而造成落橋，如圖1、圖2、與圖31PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討所示[註2,3]。地震時，橋樑位移反應若小於設計長度，雖不致發生落橋，惟鄰接橋樑的結構物之安全距離不夠，將會發生橋樑撞擊鄰接結構物之破壞模式，致橋樑或鄰接結構物損壞[註4]。圖1支承位移過大致落橋(Nishinomiya-kobridge,1995阪神大地震)[註5]圖2921集集大地震

5、之名竹大橋上構落橋與橋柱破壞[註6]2PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討圖3921集集大地震一江橋上構落橋與橋柱破壞[註9]二、帽樑破壞帽樑之地震破壞，主要有下列三種：01、剪力容量不足，尤其地震力與重力之疊加作用下，剪力需求更行增加，如圖4。02、位於樑端之帽樑鋼筋錨定不足，產生錨定破壞。03、帽樑之彎矩容量不足。帽樑承受彎矩，將產生撓曲裂縫，若再承受剪力，則將進一步發生撓剪裂縫，使裂縫擴大而發生破壞[註10]。圖4921集集大地震之炎峰橋帽樑與橋柱剪

6、斷破壞[註10]3PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討三、橋墩(柱)破壞地震時橋柱之破壞，一般可分為撓曲強度與韌性不足、撓曲－剪力破壞及剪力破壞等三種。其在強烈地震之破壞模式可歸納如下：01、縱向鋼筋錨定長度不足，產生縱向鋼筋被抽出之破壞。02、縱向鋼筋搭接長度不足致產生搭接破壞，或同一斷面主筋搭接比率過高，形成弱面而破壞，或因主筋搭接量過高，且搭接長度不足，引起突然大量主筋搭接破壞。03、橋柱因剪力容量不足，或塑性鉸產生剪力容量衰減，而造成剪力破壞。04

7、、橋柱因圍束力不足，造成韌性不足之破壞。當橋柱受地震力位移韌性達2~3時，混凝土壓應變超過未圍束混凝土可承受之壓應變，表層混凝土發生剝落，核心混凝土強度不足而快速壓碎，主筋因而產生挫屈，強度驟減而無法支持自重而損壞(見圖8)[註10]。圖5921集集大地震之烏溪橋橋柱剪力破壞[註11]4PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com鋼筋混凝土橋樑之921大地震破壞模式之探討圖6921集集大地震之信義橋橋柱剪力破壞[註11]圖7橋柱剪力破壞(1971