铁路桥梁减震技术水平提高建议

摘要：笔者根据施工实践，发现很多铁路桥梁在减震能力方面都较为薄弱。本文通过研究铁路桥梁震害的破坏特点，分析造成桥梁结构地震破坏的主要形式，然后根据提出铁路桥梁减震技术的具体管理方法，实行桥梁减震设防的目标。

关键词：铁路桥梁，减震技术，工程管理

一、铁路桥梁减震技术水平提高的必要性

铁路桥梁的减震技术是桥梁安全的基础保障，笔者根据世界各地桥梁地震灾害资料，总结桥梁震害常见以下几种破坏特征：

（一）支座的破坏

地震中支座的破坏最常见，伴随的特征是倾斜、剪断、脱落、拔出和破碎等特征。在支座被破坏之后，桥墩会发生位移，当位移超过主梁所能承受的最大限度时，就会造成落梁事故。笔者认为，落梁事故源自于桥梁支座承受体的破坏，我们如果在桥梁加固工程中对下部结构进行有效的防震处理，阻止地震时上部结构的荷载力传递到桥墩位置，就能够减少震时的支座破坏。

（二）墩台的破坏

铁路桥梁结构中，墩台起到了承重的作用，墩台一旦受到破坏，桥梁将可能出现整体倒塌。在地震中，桥梁最容易被破坏的部位是墩台位置，主要发生于墩柱的上部和下部。在汶川大地震中，百花大桥就因为墩柱的抗弯能力不足，而导致墩底的混凝土剥落损坏。另外，墩台的剪切和弯剪破坏也是地震时的常见现象。

（三）地基基础的破坏

很多地震灾害的调查资料显示，铁路桥梁落梁后往往会伴随地基基础破坏的现象。地基基础一旦破坏，除非重建，否则难以进行修复。地基破坏的主要表现是桥梁移位、倾斜、下沉、折断等，主要因为是地面大变形致使底层水平滑移、下沉等，另外，地基基础不稳，上部结构的惯性力也会引起桩基的剪切、弯曲等破坏。

（四）梁体的位移

梁移常见于铁路桥梁的上部结构，在发生地震时，由于伸缩缝的破坏，梁体会产生横向、纵向或者扭转位移，致使桥梁处于半瘫痪状态。因此，笔者觉得有必要采取必要的减震措施减少梁体的位移情况。

二、铁路桥梁减震技术水平提高建议

近几年地震灾害频发与亚洲地区，这些不可抗力的灾难事故，我们不能够阻止其发生，但能够通过其他的人为措施加以防患，减少灾难的破坏程度。对于铁路桥梁加固工程中的减震技术管理，结合上文提到的地震灾害造成铁路桥梁破坏性特征，笔者认为可根据下文各种技术管理方法加以针对性防范：

（一）减震支座的技术管理

减震支座设置于铁路桥梁的上部与墩台之间，设计的时候，必须满足两个基本条件：一是快速传递上部结构的恒载和活载引起的各种方向支承反力，二是保证结构在温度变化等因素导致的受力情况下，能够自由变形。虽然桥梁的支座的分类很多，但其抗震的严格要求皆是如出一辙的，在技术管理方面，笔者提出以下的方法：

（1）支座的位置，对于不同的类型的铁路桥梁，有不同的布置方式，常见的有三种：一种是坡桥跨结构，支座布置在标高低墩台上，以抵消竖向的部分荷载所产生的梁下拉应力；二是连续梁结构的，适宜布置在靠近桥跨中心，或者承受水平力异常时，将其布置于其他墩台之上，使得桥墩顶部在水平力作用下不受拉力；三是宽桥结构的，可布置纵横向自由移动的活动支座，平衡台后土压力。

（2）根据铁路桥梁的宽度确定桥梁支座的布置方式，分简支桥梁、连续桥梁和曲线连续桥梁三种进行确定。

（3）铁路桥梁支座使用效果要结合其他功能的发挥，应该以下部结构支座中线为准，对中上部结构的支座位置。无法做到绝对的对中时，偏心位置不能超出规定范围，以免影响支座的正常作用。

（4）计算支座的荷载和位移量。首先是荷载力，一般情况下，除了竖向压力之外，也有制动力、摩阻力等水平压力，关于水平压力的最大值，遵从偏大取用的原则。其次是位移量，确定时综合考虑温差、绕弯和其他因素的影响，譬如桥梁绕弯时支座限制力不高的话，就无法形成地基不均匀沉降纵向位移的阻力。

（二）桥梁墩台的减震技术管理

铁路桥梁墩台结构在抗震施工的过程中，要重点考虑其强度、稳定、刚度和耐久性，综合分析各种影响墩台的因素，进行合理的抗震技术管理：

（1）墩台的构造：一是墩台顶帽，一般要求呈矩形或者圆端形，根据桥梁的梁跨和墩台身尺寸等，在上部位设置承垫石，若为空心墩，也要根据结构计算进行确定。二是墩台托盘，通过减少墩台身的横向尺寸，保证悬出部位的安全。三是其他的构造，在墩台尾部和台顶设置泄水管，以便排水。

（2）墩台的荷载设计，设计的宗旨是满足墩台的强度和稳定性，一是考虑主力与横顺方向附加力的结合；二是根据桥梁结构的各个荷载组合，计算预应力强度和抗裂性的安全系数；三是流水压力等的荷载设计，设计的前提是根据具体条件和墩台的结构形式，综合考虑流水动压力、静压力等，并根据当地气候条件，确定施工的条件。

（3）墩台的检验，检验的内容包括墩台的强度、纵向弯曲水平以及台顶弹性水平位移。如果是实体墩台，还要检验其合力偏心，而空心墩要综合考虑其局部的稳定、抗裂性和振动等。总之，墩台在进行减震设计管理时，要尽量在保证工程稳定和简便的前提下，为墩台创造最大的荷载能力，为铁路桥梁减震加固提供高标准条件。

（三）地基基础的技术管理

铁路桥梁地基基础的设计是在收集所需设计资料的基础上，提出包括选择桩基类型、桩长和承台尺寸等的设计方案，以确定基桩和承台等的强度、稳定，具体内容如下：

（1）地基基础的基本内容，一是在施工前进行实地勘察，摸清地基基础的情况；二是制定合适的地基基础加固方法；三是综合考虑不同结构物的沉降量。

（2）基本资料的准备，包括平面图、构造图、地质勘察报告、地质剖面图、土质检验报告、水文调查等资料，这些资料要在施工开始前，通过实地勘察准备好。

（3）桩基础的类型选择，一般要根据设计的要求和现场的基础条件，根据不同的桥梁结构和功能需求，选定合适的加固类型，常见的类型有钻孔桩、挖桩、端承桩、摩擦桩、单多排桩等。

（4）方案试验，确定桩基础的强度、稳定性和变形能力，确保方案的科学性和合理性，一是承载力试验，以桩身的使用极限进行裂缝宽度的验算，二是位移检验，按照规定对墩台顶水平位移和单桩水平位移进行验算。

（四）梁体部位的减震设计

整体结构性良好的铁路桥梁梁体，要在质量、刚度、规则、尺寸等进行把握。笔者认为梁体部位的抗震设计，可从两方面进行重点研究：

（1）上部结构的合理选择，首先从线形上分析，梁体尽量采用直线模式，并加强上部结构的整体性，加大位移阻力，提高上部结构的抗震能力。对于多跨简支梁，则要通过将桥面做成连续结构，加强梁板之间纵横联系，可有效防止落梁。曲梁结构的，则可通过用锚栓链接的方式，加强上部结构和下部结构的俩系，缓和地震的冲击力。

（2）伸缩缝的合理设置，伸缩缝是铁路桥梁减震的薄弱环节。为了防止地震时上部结构和下部结构的位移差过大，致使锚固螺栓拔出或者梁体剪断，梁体加固时应该最大限度提高其伸缩缝的变形程度，具体可通过加宽伸缩缝的支承面、设置限位器，为减震加固提供有利条件。

三、结束语

综上所述，铁路桥梁减震施工是一项复杂的技术管理项目，在减震震施工中，一是要考虑桥梁的支座，二是要考虑桥梁墩台，三是要考虑桥梁的梁体，四是要考虑桥梁的地基基础。在施工条件允许的条件下，采用合理的减震技术，减轻或者避免地震对桥梁的破坏。

参考文献

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