浅议桥梁抗震加固技术

摘要：桥梁工程是公路工程的咽喉要道,在保障公路通畅中起着至关重要的作用，近30年来,由于地震灾害的教训,使各国学者对桥梁抗震十分重视,开展了广泛的研究。本文主要论述了桥梁抗震前期设计与现役桥梁抗震加固措施。

关键词：桥梁 抗震技术

中图分类号：K928文献标识码： A

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,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。桥梁抗震性能研究主要有两个方面,一是对新建桥梁采取合理的抗震设计和抗震构造措施;二是对现役桥梁的抗震加固。

一、桥梁抗震前期设计

1、前期总体设计应注意问题

总体设计中应注意的问题在公路桥梁总体设计中，首先需要注意的是桥位的选择。桥址应选择地质坚硬的场地，如基岩、坚实的碎石类地基以及硬粘土地基都是比较理想的首选场地。

要注意避开地震时可能发生地基失效的松软场地，如饱和松散粉细砂、人工填土、极软的粘土地基以及不稳定的坡地都属于是危险地区。如桥梁是拱桥形式那么则应尽量避免跨越断层，在特殊情况下，则要先进行地震安全性评价再进行选择；其次要注

意的是桥型的选择。应结合当地的地形、地质条件，工程规模以及震害经验来选择合理的桥梁型式以及墩台和基础型式，还要尽可能地采用技术先进的、经济合理的以及便于修复加固的结构体系。同时，可以考虑采用减震的新结构，如型钢混凝土结构等；最后要注意的是桥孔的布置。要选择有利于抗震的等跨布置，要注意体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工的型式，尽可能地避免高墩与大跨的结合

2、桥梁抗震构造措施

桥梁抗震构造的有效措施可以分为基础抗震措施、桥台抗震措施和桥墩抗震措施要防止地震引起的动态和永久的不均匀变形，就要求必须做好基础抗震，即要在增加基础的整体性和度的同时减轻上部荷载。对于桥址位于可能发生地震液化的地段时，应采用使桩或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内一定深度的深基础，并在桩的上部（离地面1～3m的范围内）加强钢筋布设；桥台抗震应采取加强桥台胸墙、增加配筋以及在梁与梁子健和梁与桥台胸墙之间设置弹性垫块等有效措施，以达到缓和地震冲击力的目的。对于浅基的

小桥和通道则要加强下部的支撑梁板，也可以做满河床铺砌，是桥梁结构尽量保持四铰框架以起到防止墩台在地震时滑移的作用。对于桥址位于液化土或软土地基时，可尽量使桥梁中线与河流呈正交并适当延长桥长，将桥台定位于稳定河岸上的方法来起到抗震的效果；桥墩抗震的常用方法是利用桥墩的延性减震。高墩可采用钢筋混凝土结构，空心截面，适当加大桩、柱的直径，也可采用双排的柱式墩和排架桩墩，在桩、柱之间设置横系梁等，以达到有效提高桥墩的抗弯延性和抗震强度的目的。

二、现役桥梁抗震加固方法

抗震加固的主要目的在于防止桥跨倒塌,其次是将损伤、破坏控制在一定程度内。一般来说,在桥梁加固中有两种策略。一是增加桥的抗震能力,使结构有足够的强度去抵抗地震力;二是降低地震对桥梁结构的地震反应,使现有结构的强度能够抵抗地震作用,比如增加隔震支座。

1、上部结构加固

上部加固的主要目的是防止各种原因引起的落梁破坏。

（1）伸缩缝和铰

加固简支钢梁或预制混凝土梁,最常用的、也是最传统的方法就是使用缆索约束装置,设计缆索时应注意尽可能少地占用梁和下部路面之间的竖向净空。如果期望纵向位移大于有效支座宽度,简支梁的缆索加固方法可以与墩帽支座的加宽相结合。钢梁的另一种加固办法是,用拼接板把腹板联系在一起,使梁在墩帽支座上保持连续。跨中有铰的梁,应增加铰的约束装置。由于在地震中,铰支座会发生局部性损伤,铰支座可用的实际长度要比最初设计的长度要小的多。因此要加宽铰支座或者将框架体系连在一起是很有必要的。

（2）侧向支撑

梁之间的侧向刚度通常由某种横向支撑体系或横隔梁提供。这些侧向支撑体系常用来抵抗风荷载、施工荷载、活荷载所引起的离心力及地震荷载。而且,侧向支撑体系不能承受支座承载能力和剪切键能力那么大的力,结果是支撑体系屈曲。理想的办法是,增加另外几组实际上尽可能接近支座的支撑、加劲肋或横隔梁。

（3）混凝土边梁

边梁是用来提高混凝土桥的纵向能力。这些梁把已有的箱型结构外的相邻排架连接在一起。在在单层桥梁结构中,外伸梁在纵向激励下易扭曲。在双层结构中,边梁需要有足够的刚度和强度,以保证塑性铰出现在柱上,减小了下层桥面外伸梁墩帽的扭转需求量

2、下部结构加固

桥梁的大部分地震损伤破坏发生在下部结构上,因此下部结构加固是整个桥梁抗震加固工程的重点,也是难点。

（1）柱罩

所依据的理论是提高现有钢筋混凝土桥墩的延性、抗剪和抗弯能力。在一些情况下,限制塑性铰区域的径向膨胀应变。实验表明,把径向膨胀应变限制在01001,钢筋的搭接接头就会保持固结而且能产生截面完全塑性弯矩能力。与限制径向应变相反,在提供整个塑性铰区域足够约束的同时,允许发生大于01001的径向膨胀应变,使得有可能形成铰

（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。

（3）连梁

连梁是用于提高混凝土排架的横向能力的。连梁的功能由它在地面标高以上的位置决定。连梁置于排架底部标高处,以替代现有不足的墩帽。这类连梁的主要功能就是保护现有上部结构,迫使在柱上产生塑性铰。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。

（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。

（5）基础加固

通常基础的加固是:增设上覆盖层以提高基础抗剪能力,或均匀加宽基础,增加接触面积以提高稳定性和抗弯能力,还有就是把基础锚固于土中或是通过连接杆穿过基础把承台与桩联系起来。

参考文献：

［1］徐日雄.浅谈桥梁抗震设计[J].科技情报开发与经济,2010,(1).

［2］肖亚建.浅析桥梁抗加固技术[J].黑龙江科技信息,2010,(4).