浅谈公路桥梁抗震加固的技术措施

摘要：桥梁是公路工程的重要一环，多在省干线公路交通网上的关键节点，当地震发生时，桥梁较易发生破坏，给生命和财产造成具大损失。因此，研究公路桥梁抗震加固技术具有必要性和重大意义。通过分析公路桥梁抗震加固的必要性，并针对技术措施进行探讨。

关键词：公路桥梁；抗震加固；措施

桥梁是公路工程的重要一环，多为我国国省干线公路交通网上的关键节点，当地震发生时，桥梁较易发生破坏，一旦失去通行能力将会严重阻碍抗震救灾工作并带来一系列的次生灾害，造成生命及财产的更大损失。也造成了公路和铁路桥梁的严重毁坏。因此，研究公路桥梁抗震加固技术具有必要性和工程意义。

一、桥梁抗震加固的必要性

随着我国国民经济的快速发展，交通运输业得到了长足发展，交通量猛增，车辆载重增大。很多桥梁特别是依据旧规范修建的老桥，或因设计、施工以及使用上的种种原因存在不同损伤的桥粱，均处于无法满足现代化交通现状的局面。如将这些桥全部蘑建，不但影响现有交通也耗费人力、 物力 实践证明，采用适当的加固技术，可有效恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力、延长桥梁的使用寿命。采用此法不但可以节省大量投资，亦可通过维修和加固旧桥消除交通安全隐患，以提高公路通行能力和服务水平、满足现代化交通运输的需求。

需要进行抗震性能评价与加固的情况有：地震中遭受严重破坏桥梁的修复或加固：其次是随着新规范的颁布，设计方法的更新，对以前未按新规范设计的桥梁进行抗震性能评价。通过评价的结论提出有效的加固方法，提高单个构件及桥梁体系的抗震性能以满足新的抗震设防要求。对于由《公路工程抗震设计规范》(JTJO04一s9)进行设计的桥梁，其设防标准单一，往往没有足够的构造措施保证结构的整体延性，也没有采用能力设计的思想来防止桥墩等构件的剪切破坏。而新刊布的《公路桥梁抗震设计细则》(JTG／T B02一O1―2008)提出了以预防为主的抗震设计方针。使得用旧的抗震标准设计的公路桥的抗震性能不足。对于这类公路桥应进行震害检查，明确其抗震弱点，力求通过抗震加固及维修等手段提高其抗震性能。

二、桥梁抗震加固的方法

对于不同的损伤，应有针对性的在详细评价的基础上，按延性设计和能力设计的要求对桥梁实行抗震加固以提高桥梁结构的抗震性能。

2.1 结构连接件的维护

根据以往经验，施工单位只重视桥梁施工时的质量主控环节，养护单位则重视桥梁整体线型、行车舒适度等使用性能，往往忽视桥梁支承连接件的性能质量。当桥梁上、下部结构产生支承连接件不能承受的相对位移时，支承连接件便可能失效，往往导致梁体坠毁。由落梁产生的强烈冲击力，也将破坏下部结构。为解决这个问题，应对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。目前国内外的通常做法是增加支承面宽度、在简支的相邻梁间安装限位装置；在伸缩缝等上部接缝处采用挡块、连梁装置等措施；采用减隔震支座及耗能装置耗散作用于结构的地震能量、提高桥梁的抗震性能。在桥梁使用期间应对支座定期检查与维护，对于伸缩缝应随时清除缝内杂物。

2.2 上部结构的加固

2.2.1 增大截面加固法

为提高主梁的抗弯能力，在梁板的下部增设钢筋是一种有效的方法。如果新增的主筋较多，避免超筋构件的出现，可增大主梁下部的截面面积。如梁桥，可增大马蹄高度、宽度，进而增大截面面积。施工中要注意所增加的重量不应使原截面破坏，且新老结构材料之间应设置剪力键、传力销、锚固筋等可靠的连接。

2.2.2 粘贴钢板加固法

当梁板桥的主梁底部出现严重的横向裂缝可采用此简单、易行方法。但贴钢板、钢筋、纤维的位置应尽量远离中性轴加固区，在具有锚固条件时应尽量锚固并一定要考察黏结剂性能。

2.2.3 结构体系转换法

将简支梁的梁端设置承受负弯矩的钢筋，使相邻两主梁连起来就形成多跨连续梁。根据连续梁的受力体系，其跨中弯矩比简支梁小，便可以达到提高桥梁承载力的目的。

2.3 下结构加固

2.3.1 支座的加固。支座一直是地震中最易受损的部件之一。橡胶垫要好一些，钢滚轴支座的性能尤其不好，即使在较小的地震下也易受损。支座加固，一般是用弹性橡胶垫支座取代钢滚轴式支座来实现。在一些使用性能水准要求较高的情况中，可用底部隔震支座替换钢支座。用隔震支座加固桥梁，已经越来越得到人们的认可，这项技术得到了广泛的应用，许多应用实例证明了这是一项花费少，但是效果比较显著的抗震加固措施。但是弹性支座会增加桥面的位移，比较好的解决办法是用铅芯橡胶支座来代替，或者缆索和弹性支座配套使用。

2.3.2 填充墙。对于多柱桥梁来说，填充墙是个较好的方法。它有两个明显的优点：不仅提高了柱的横向能力，而且限制了柱的横向位移。通过限制柱的横向位移，便消除了在墩帽中形成塑性铰的可能。费用可能小于前述的其他几个加固方法。值得注意的是，在稍微倾斜或没有倾斜的桥梁排架的纵向能力方面，填充墙不是有效的。

2.3.3 桥台。支座延长装置：桥台和非整浇墩帽处的支座延长装置，由现有表面上的附加混凝土组成。附着在现有桥台或墩帽表面上的支座延长装置，其设计与牛腿设计相似。用木材、混凝土或钢材填塞夹缝：一些制作式桥台在上部结构端横隔梁和背墙之间，通常存在着夹缝或大的问隙。如果这些缝隙不被填充，在桥台后面的土被挤密之前，柱子必将经受大的变形。用混凝土、钢材、或木材填塞夹缝，可以作为一个加固方法。

2.3.4 帽梁的加固。帽梁存在着几种潜在的失效模式。按照墩帽的类型，这些易损性可能包括支座破坏、剪切键破坏、支座宽度不够以及帽梁破坏等。帽梁失效模式包括弯曲、剪切、扭转和节点剪切。处理抗弯和抗剪切能力不足的加固方法，通常是给现有帽梁增设垫板。在垫板中施加预应力也是一个有效的办法。

2.3.5 基础破坏

基础自身的震害现象极少发现，然而如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱，下部结构就可能发生沉降和水平移动。有时因不良的地质条件也会出现沉降、滑移等；桩基础的承台由于体积、强度和刚度都很大，因此也极少发生破坏，但桩基(尤其是深桩基础)的破坏现象则时有发生。主要表现为桩基础的倾斜、下沉、滑移、裂缝、倾覆等等。对于此类破坏，应该在桥梁选址时就应该重视，并设法加以避免。如果无法避免时，则应考虑尽量加深地基深度降低液化的可能性或在可能发生液化和冲刷的地基中采用加桩的措施。

三、结束语

我国的桥梁抗震加固仍旧处于依靠经验性方法解决加固问题的阶段，而对哪些桥梁可能会在地震中损坏、倒塌尚缺乏科学依据。对此，应充分吸收国外已有的研究成果，特别是美国和日本的相关标准，针对我国桥梁的实际情况，开展必要的试验研究和理论分析工作。以更好的实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准，确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度，使公路交通成为安全、可靠的“生命线工程”，降低公路抗震的设防成本。■

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，2002：49―53．

[2]冯宇．浅谈旧桥检测与加固技术的应用[J]．山西交通科技，2007：58―59．