公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：蔡大荣

[导读] 摘要：我国是一个多地震的国家，地震强度大，频率高，并且分布范围广。

        南宁市高端工程咨询有限公司广西南宁 530022
        摘要：我国是一个多地震的国家，地震强度大，频率高，并且分布范围广。桥梁作为交通生命线的枢纽工程，一旦遭受地震破坏。将会导致巨大的经济损失和人们的生命安全，并影响震后灾区的救援和重建工作，使得人们对桥梁的抗震性能越来越重视。
        关键词：桥梁抗震加固技术
        一、研究抗震加固技术的意义
        随着国民经济的不断发展，交通运输行业得到了飞速的发展，交通量飞涨，车辆的载重也越来越大。很多桥梁尤其是一些按照旧规范标准进行建设的老桥，由于设计、施工或者使用过程不当而产生的不同程度的损坏，导致其使用功能无法达到目前交通现状的需求。如果重建这些老桥，不仅会对目前的交通情况产生不良影响，还会消耗大量的物力、人力。通过实践可以说明，采取恰当的加固技术也可以提高老桥的使用性能与承载性能，进而延长桥梁的使用年限。进行相应的加固处理，不仅可以节约大量的成本，还可以利用加固处理解决桥梁使用过程中存在的安全隐患，进而提高公路桥梁的通行能力以及服务性能，达到交通运输的实际需求。首先，要对公路桥梁的抗震性能进行评估，掌握桥梁的损坏程度，方便进行相应的修复与加固。其次，随着新规范标准的推行，以及设计方法的改进，对于一些老旧桥梁进行新的抗震评估，根据相应的评估结果提出有效的加固手段，改进桥梁的使用性能，进而提高公路桥梁的稳固性，满足实际抗震需求。一些老旧的规范标准中对于桥梁的抗震设计比较单一，没有相应的细则规定，导致桥梁的设计中存在着许多的不确定因素，而新颁布的相应规范标准中提出了预防为主的抗震设计理念，为公路桥梁的抗震设计提供了可靠的依据。因此，为了确保财产以及生命安全，一定要提高公路桥梁的抗震性能。
        二、公路桥梁的震害及特征
        对国内外震害的调查表明，在过去的地震中，有许多桥梁遭受了不同程度的破坏，其主要震害有以下几点。
        1、桥台震害
        桥台的震害主要表现为桥台与路基一起向河心滑移，导致桩柱式桥台的桩柱倾斜、折断和开裂；重力式桥台胸墙开裂，台体移动、下沉和转动；桥头引道沉降，翼墙损坏、开裂，施工缝错工、开裂以及因与主梁相撞而损坏。桥台的滑移与倾斜会进一步使主梁受压破坏，甚至使主梁坍毁。
        2、桥墩震害
        桥墩震害主要表现为桥墩沉降、倾斜、移位，墩身开裂、剪断，受压缘混凝土崩溃，钢筋裸露屈曲，桥墩与基础连接处开裂、折断等。
        3、支座震害
        在地震力的作用下，由于支座设计没有充分考虑抗震的要求，构造上连接与支挡等构造措施不足，或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，导致了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。
        三、提高公路桥梁安全性的设计分析
        1、重视桥梁的耐久性
        提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。除此之外，要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。
        2、防控钢筋混凝土裂缝
        加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免干锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。
        3、加强桥面的防水设计
        桥面铺装层应采用密实性较好的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网.防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料，都能收到较好的防水效果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

桥面铺装层顶面应设置防水层，特别是连续梁（或悬臂梁）的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外，还需加强泄水管设计，应特别注意泄水管周边的构造细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止水分从伸缩缝处渗入梁内。
        四、抗震措施
        1、避开不良地质
        首先要做好桥址选择和调查工作，除了解区域性的地震烈度外，还应考虑局部地区地形、地貌、地质条件对桥梁震害的影响以便为采取抗震措施提供依据。在发震、断裂地段及其邻近地段，以及可能发生大规模滑坡、崩塌等不良地质地段，建桥选址时应尽量避开。
        软弱粘土层、可液化土层和地层严重不均一地段，地形陡峭、孤突、岩土松散、破碎的地段,地震时可能塌陷的暗河、溶洞等地段,也应尽可能避开。
        2、桥梁结构本身的减振技术
        （1）构造设计。在地震区建桥，桥的构造上应选择形状简单、自重轻、重心低、结构紧凑、整体性好、刚度均匀、抗扭刚度大、各部联结可靠的形式，并加强桥梁上部结构和下部结构的联结部位，以防落梁。地震区桥梁以按等跨布置为好，桥墩应避免承受侧向土压力。桥台宜用T型或U型。墩台设置宜在比较稳定的河床上，墩台基础埋置要加深些，以减少地面波的影响及自由振动的振幅，有利抗震。
        （2）隔震技术。隔震就是隔离地震对结构的作用，其基本思想是，将整个结构物或其局部座落在隔震支座上，通过隔震层装置的有效工作，消弱上部结构与基础间的联系，牵制和减少地震波向上部结构的输入，并控制上部结构地震作用效应和隔震部位的变形，改变结构系统的动力特性，避免共振现象的发生，从而减小结构的地震响应，提高桥梁的抗震安全性。根据隔震层隔震装置的不同，基础隔震可分为橡胶垫基础、滑移基础隔震和混合基础隔震等多类。
        3、维护结构连接件
        当支承连接件不能承受桥梁上、下部结构产生的相对位移时可能会失去相应的作用，并导致梁体坠毁。而这种情况往往都是由施工单位和养护单位在桥梁支承连接件的性能质量的重视度不够所引起的。因此，我们应定期对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。在国内目前采用较多的维护方法有采用挡块、连梁装置等安装于伸缩缝等上部接缝处；安装限位装置于简支的相邻梁间；为耗散作用于结构的地震能量增加耗能装置及减隔震支座；增加支承面的宽度等措施。此外，在桥梁使用期间定期检查并维护支座时应随时清除伸缩缝内的杂物。
        4、加固上部结构
        加固上部结构主要有粘贴钢板加固法、增大截面加固法和结构体系转换法。粘贴钢板加固法主要在梁板桥的主梁底部出现严重横向裂缝时使用。在粘贴钢板、钢筋或纤维时应特别注意粘贴位置，即粘贴位置应尽量远离中性轴加固区。同时还应注意黏结剂的性能以保证锚固的可靠性；增加截面加固法主要是增设钢筋在桥梁下部以提高主梁的抗弯能力。同时，如果增设的钢筋较多可考虑将主梁下部的截面面积增大以避免超筋构件的出现。另外，应设置锚固筋、传力销、剪力键等可靠的连接物在新老结构材料之间以避免增加的重量破坏原截面；结构体系转换法主要指将可承受负弯矩的钢筋设置在简支梁的梁端，使相邻两主梁连起来就可形成多跨连续梁，进而达到提高桥梁承载力的目的。
        五、结语
        总而言之，随着地震的频发，越来越多的公路桥梁建设者意识到了抗震加固技术的重要性。对于公路桥梁的加固工作而言，是一项比较长期开展的工作。因为缺乏一定的桥梁抗震加固标准以及相应的性能评估指标，我国桥梁抗震加固技术还有待改进。所以，一定要充分吸收一些发达国家的成功经验，结合本国的实际情况，开展相应的实践工作，保证公路桥梁具有足够的抗震性能，实现其使用价值的同时，节约相应的抗震加固施工成本。
        参考文献
        [1]鲍卫刚,李建中.积极开展公路桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究[J].公路交通科学技术，2002（01）.
        [2]郑罡,牛松山.桥梁抗震加固方法与加固材料技术标准文献综述[J].公路交通科学技术,2006（05）.
        [3]柳厚祥.公路工程结构抗震加固技术研究的现状与进展[J].建筑技术,2005（04）.