引言

2021年5月22日2时4分，青海省果洛州玛多县（34.59°N，98.34°E）发生7.4级地震，震源深度17 km，此次地震震中距野马滩大桥26 km，距玛多县城38 km，距果洛州政府驻地175 km，距西宁市385 km。地震在全省范围引发强烈震感，未造成人员死亡，少量人员受伤，灾区房屋不同程度受损。据中国地震台网测定，至2021年6月2日8时，共记录到3.0级以上余震56次，包括1次5.0～5.9级地震、16次4.0～4.9级地震、39次3.0～3.9级地震。震中处于巴颜喀拉块体，初步分析该地震为巴颜喀拉块体北侧边界断裂持续活动的结果，发震断层为东昆仑断裂带东段的1条分支，昆仑山口-江错断裂，其主要表现为强烈的左旋走滑性质。

1.   震区概况

玛多县处于青海省东南部，属高寒草原气候，平均海拔在4 200.000 m以上，年平均气温−4 ℃。地形起伏变化较小，主要类型为宽谷和河湖盆地。大地构造单元属巴颜喀拉褶皱带，地貌轮廓受构造控制明显，构造线主要沿北西-南东走向（程捷等，2001）。玛多县土地面积约25 253 km²，全县15 989人。极震区（地震烈度Ⅹ度，面积约69 km²）位于玛多县野马滩附近（图1），距玛多县政府所在地约26 km。极震区划分依据为应急管理部中国地震局发布的青海玛多7.4级地震烈度图（图2）。此次地震造成玛多县14 400人受灾，153间房屋倒塌，3 649间房屋损坏，197间畜棚倒塌，175间畜棚损坏，50.1 km水泥混凝土路受损，233 km四级砂石路受损，10座桥梁局部受损。

图 1  青海玛多7.4级地震极震区范围示意

Figure 1.  Schematic diagram of the investigation scope of the extreme area in Maduo county, Qinghai province

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图 2  青海玛多7.4级地震烈度图

Figure 2.  Map of seismic intensity for M_S7.4 earthquake in Qinghai province

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2.   极震区震灾调查

通过开展极震区现场调查，发现极震区1座桥梁（野马滩大桥）垮塌，9间房屋受损。

2.1   野马滩大桥

野马滩大桥位于玛多县野马滩附近，全长507.4 m。上下行线分离，单幅桥包括25跨20 m简支梁桥，桥墩结构采用双柱式，与桥台间采用高阻尼橡胶支座连接，其中过渡墩和桥台处采用四氟乙烯滑板支座。桥位两端地形相对平坦，海拔4218.400～4219.770 m，相对高差1.370 m。桥址地震动反应谱周期为0.45 s，地震动峰值加速度0.20 g，抗震设防烈度为Ⅷ度，桥梁抗震措施等级为四级。

此次地震，野马滩大桥处于极震区中心位置，受损严重，双向均已坍塌。桥梁梁板塌落，上行线落梁19跨，下行线落梁18跨，桥墩不同程度受损，整体表现为落梁式破坏，其中所有落梁均表现为北侧立于桥墩，南侧落于地面（图3），相邻落梁最大位移量约1.3 m。桥墩表现为不同程度的弯剪破坏（王青桥等，2009；于淼等，2016），发育多条横向裂缝及细微斜裂缝，混凝土保护层严重破坏，多处内部钢筋出露（图4）。

图 3  野马滩大桥连续多跨落梁

Figure 3.  Continuous multi-span falling beam of Yematan bridge

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图 4  野马滩大桥桥墩不同程度破坏

Figure 4.  Different degrees of damage to the piers of the Yematan bridge

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桥面多处出现挤压隆起，隆起高度为3～30 cm，发育贯穿型裂缝，裂缝宽度2～20 cm，部分路段桥面发生位移，位移量约20 cm（图5）。

图 5  野马滩大桥桥面开裂

Figure 5.  Cracking on the deck of the Yematan bridge

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2.2   受损房屋

野马滩附近居民点较少，共4个调查点，9间房屋，面积约493 m²，调查结果如图6和表1所示。4间砖木结构房屋全部毁坏，面积占比约77%；1间土木结构房屋严重毁坏，面积占比约6%；3间轻钢结构房屋基本完好，面积占比约11%；1间轻钢结构房屋中等破坏，面积占比约6%。1号调查点共调查2间房屋，1间为砖木结构房屋，面积约80 m²，为完全毁坏，房屋倒塌，未见构造柱和圈梁。房屋顶部为简易木质结构架预制板，墙体主要由混凝土空心砖（长39 cm、宽24 cm、高19 cm）砌筑，墙体厚度约24 cm，未有专门铺浆面（郑建军等，2013）；1间为土木结构房屋，面积约30 m²，墙体由土坯砌筑，厚度约28 cm，墙体发育多条贯穿型裂缝，门框严重变形，屋内装饰基本破坏。2号调查点共调查2间房屋，1间为砖木结构房屋，面积约100 m²，为完全毁坏，房屋倒塌，未见构造柱和圈梁，房屋顶部为简易木质结构架预制板，墙体主要由空心砖、红砖砌筑，墙体厚度约24 cm，铺浆面厚度约1 cm；1间为轻钢结构房屋，面积约28 m²，为中等破坏，砖木结构墙体距离过近，墙体垮塌导致门窗严重变形。3号调查点共调查2间房屋，1间为砖木结构房屋，面积约120 m²，为完全毁坏，房屋倒塌，未见构造柱和圈梁，房屋顶部为简易木质结构架预制板，墙体主要由空心砖砌筑，墙体厚度约24 cm，未有专门铺浆面；1间为轻钢结构房屋，面积约15 m²，基本完好。4号调查点共调查3间房屋，1间为砖木结构房屋，面积约80 m²，完全毁坏，房屋倒塌，未见构造柱和圈梁；房屋顶部为简易预制板，墙体主要由空心砖砌筑，墙体厚度约24 cm，铺浆面厚度约1 cm；2间为轻钢结构房屋，面积约40 m²，基本完好。

图 6  极震区不同结构类型房屋受损情况

Figure 6.  Investigation on damage of different structural houses in the extreme areas

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表 1  极震区不同结构类型房屋震灾调查结果

Table 1.  Investigation on earthquake disaster of buildings with different structures in the extreme areas

调查点	砖木结构房屋				土木结构房屋				轻钢结构房屋
	数量/间	面积/m2	破坏情况		数量/间	面积/m2	破坏情况		数量/间	面积/m2	破坏情况
1	1	80	毁坏		1	30	严重破坏		—	—	—
2	1	100	毁坏		—	—	—		1	28	中等破坏
3	1	120	毁坏		—	—	—		1	15	基本完好
4	1	80	毁坏		—	—	—		2	40	基本完好

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3.   震灾特征分析

3.1   桥梁、房屋受损情况

桥梁、房屋均处于地震动最严重地区，受损严重。野马滩大桥位于极震区中心位置，大桥东、西侧可观察到明显的地表破裂现象。地裂缝表现为一系列羽裂状排列，裂缝带宽约6 m，长约50 m，裂缝走向为270°～300°（图7）。地裂缝周围可见大量明显的砂土液化现象，砂土液化长轴方向基本与地裂缝走向一致（图8）。结合大桥整体破坏情况及两侧地表现象，初步推测高应力下的强破裂产生了剧烈的冲击波，能量高、波幅大，在近地表形成了长周期型脉冲运动（罗全波等，2018），进而引起了破裂带附近不可逆的位移及强震动作用，这种表现在与断层垂直时尤为明显（雷涛等，2010）。野马滩大桥两侧多条连续地裂缝带为江错断裂活动产生的地表破裂带，大量的砂土液化现象表明该区域受到了强烈的震动作用。其中野马滩大桥与发震断层走向近乎垂直，所受冲击波作用明显，断层破裂的强震动作用（Ⅹ度）已远超了桥梁设定的抗震设防烈度（Ⅷ度），进而导致桥梁落梁式垮塌（图9）。距离主断层最近的北侧第1跨主梁向北移动约1.3 m，超过了盖梁支撑宽度（盖梁半宽0.85 m），桥面连续构造无法承担主梁质量导致其南端落梁，同时也撞推相邻主梁，导致主梁位移超出盖梁宽度，支座挡块约束作用失效（赵国辉等，2008），进而导致接连处南端落梁，由此形成“多米诺骨牌”式落梁形态（夏修身等，2011）。落梁方向（北侧立于桥墩，南侧落于地面）表明，近NWW左旋走滑断层作用致使整体梁板在连续落梁时向SE向略微倾斜。

图 7  野马滩大桥东侧近东西向地裂缝

Figure 7.  Near the east-west ground fissure on the east side of Yematan bridge

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图 8  野马滩大桥两侧砂土液化

Figure 8.  Liquefaction of sand on both sides of Yematan bridge

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图 9  野马滩大桥与断层位置示意图

Figure 9.  Schematic diagram of the Yematan bridge and fault location

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3.2   人员受伤情况

地震发生于凌晨，野马滩大桥未有车辆、行人通过，故无人员伤亡。附近居民点较少，仅有4户，人口密度低，伤亡可能性小。倒塌房屋基本为牛羊圈（砖木结构），为牧民放牧临时修建，设计、结构及质量均存在问题（罗春燕，2011）。房屋未设构造柱和圈梁，顶部为简易木质结构架预制板，结构连接处未见明显固定措施，稳定性较差。墙体所用空心砖自重小、强度轻，未有专门铺浆面，导致砌体抗剪强度低（李红，2011），表现为毁坏，但未有人员伤亡。另外，住房多为轻钢房屋，属柔性连接结构（汪发红，2012），经过严格抗震设计及质量检验（杨理臣等，2016），抗震能力相对较高，多表现为基本完好，降低了人员受伤的可能性。

4.   灾后重建及震灾防御建议

基于极震区内野马滩大桥及周边房屋实地调查与震灾分析结果，提出以下灾后重建及震灾防御建议：

（1）对于灾区房屋，组织专业人员进行详细的安全鉴定。基本完好或轻微破坏的砖混及框架结构房屋建议在原基础进行抗震加固，受损严重及年代久远的土木及砖木结构房屋建议拆除，并严格按照抗震设防标准重新修建。

（2）对于牧民居住建筑，建议采用轻钢式结构（唐洁清，2010）。玛多地区属于高寒冻土地区，由于传统的砖木、土木结构房屋较大的自重作用及周期性冻融作用会使地震效应放大，而轻钢结构属于柔性连接结构，抗震性能相对较好，经受了此次玛多地震的考验，且修建成本较低，携带方便，更适合该地区牧民修建临时居住点。

（3）对于野马滩大桥，建议原地重建。虽然大桥整体呈落梁式垮塌，但桥面距地面较近，梁板掉落受损程度较轻，桥墩及桥体整体连接结构基本完好，此外该桥所属地区为山前平原地貌，湿地较多，可选择、利用的线路及区域较少，重新选址建造难度较大，故建议原地修建，并增加限位装置及连梁装置。

致谢 审稿专家对本文进行了细致评审，并提出了宝贵建议，在此表示衷心感谢！