跨越断层的桥梁有哪些震害？

地震时跨越活动断层的桥梁结构具有较大破坏风险。为此，许多国家和地区出台相关规范和条例，如禁止在活动断层之上新建桥梁或要求与活动断层之间设置一定的避让距离。

然而基于地形地貌、建设成本、工程周期等各种客观条件的限制，跨越峡谷、河流等障碍物的桥梁结构往往难以遵循这些原则。

近年来国内外多次强震震害表明:“禁止”或“避让”并不能完全规避活动断层对桥梁结构的破坏风险。公路桥梁由于断层地表破裂带穿过，会发生严重破坏甚至全桥垮塌，给震后应急救援工作带来了极大困难。

01. 地震实例

/ 台湾地区 /

集集地震

1999年9月21日，中国台湾南投县发生7.3级地震，发震断层车笼埔断层地表破裂长度约100km，相对错距2m到9m，致使位于断层线附近或被地表破裂带穿过的乌溪桥、石围桥、名竹大桥等7座桥梁严重损毁。

石围桥（左）与名竹大桥（右）

车笼埔断层沿线桥梁建造于20世纪60年代至90年代间。这些跨断层桥梁桥墩破坏形式主要为桥墩倾斜和剪切破坏，与通常采用延性设计承受往复荷载的桥墩在地震时具有不同的破坏形式和破坏机理。

乌溪大桥（左）与涌头桥（右）

/ 土耳其 /

Kocaeli 地震与Duzce地震

1999年土耳其发生了两次强震，分别为8月17日7.4级Kocaeli地震和11月12日7.2级的Duzce地震。

Arifiye高架桥

在Kocaeli地震中，断层地表破裂带从Arifiye高架桥北侧桥台和相邻桥墩间穿过，水平地面位移将近1.5m。过大的地面位移造成该桥全桥垮塌，欧洲运输高速路及线下公路完全中断，跌落的主梁砸中桥下正在行驶的大巴车，造成10人死亡。

Bolu1号高架桥

在Duzce地震中，断层地表破裂从Bolu1号高架桥44-47号桥墩间穿过，断层右侧水平地面位移接近1.6m。

在该桥的初始设计阶段，考虑了强震动和可能发生的断层错动风险。故在设计中采用PTFE滑动支座和钢屈服耗能装置(EDU)共同组成地震隔离系统，并在伸缩缝处梁端设置缆索限位装置避免落梁，以抵御过大的地面位移及地震动加速度。

不过据调查和研究表明：该桥地震隔离系统在设计时存在严重缺陷，其设计位移能力、屈服后刚度值、地震隔离系统周期、安全储备方面均不符合原设计规范的要求。幸运的是，即便如此，该桥在巨大的地表错动位移下仍未出现落梁倒塌或墩柱严重破坏。

/ 中国内陆 /

汶川地震

2008年5月12日，我国四川省发生8.0级的地震，该地震发震于龙门山中央断裂带(北川一映秀断裂)，破裂长度约275km。在极震区跨越地震断层(主、次地震断层)的房屋、桥梁道路以及其它构筑物遭受了地震断层错断、倾覆、完全倒毁或严重破坏。

高树大桥破坏情况

位于汶川县映秀镇的映秀顺河桥(又名高树大桥)，地震时映秀至北川主断裂地表破裂带从该桥第9-10跨附近穿过，造成东侧边跨首先产生落梁，继而其余各孔发生连锁性倒塌，最后导致全桥损毁。

小渔洞大桥破坏远景

小渔洞大桥位于小渔洞断裂上盘，汶川地震时带有逆冲垂直分量、左旋走滑性质的小渔洞地表破裂带穿过其桥头引道。过大的地表破裂位移导致小渔洞大桥彭州侧两跨完全塌裂，两侧桥台引道严重变形，丧失通行能力。

02. 现行的规范规定

我国现行《公路桥梁抗震设计细则》和《城市桥梁抗震设计规范》引用《建筑抗震设计规范》的相关条款，要求桥梁工程场地范围内有发震断裂时应依据《工程场地地震安全性评价》对断裂的工程影响进行评价。

工程场地地震安全性评价

对于规范没有要求必须进行工程场地安全性评价的桥梁工程，当桥址附近有可能发生地表破裂时，可结合场地工程地震勘察的评价，采取下列措施:

(1)A类(甲类)桥梁应尽量避开主断裂，抗震设防烈度为VII度和IX度地区，其避开主断裂的距离为桥墩边缘至主断裂带外边缘分别不宜小于300m和500m。

(2)A类(甲类)以下桥梁宜采用跨径较小便于修复的结构。

(3)当桥位无法避开发震断裂时，宜将全部墩台布置在断层的同一盘(最好是下盘)上。

资料参考：《跨断层桥梁抗震设防启示及建议》惠迎新，台玉吉，王克海，李冲，吴刚；《汶川大地震公路桥梁震害初步调查》王东升，郭迅，孙治国，孟庆利，于德海，李晓莉。

来源：济震微讯