公路橋梁抗震設計及加固技術(shù)研究

Word版本，下載可自由編輯公路橋梁抗震設計及加固技術(shù)研究近些年來，在我國乃至世界地震災難頻頻發(fā)生，馬路橋梁等交通工程在地震中遭到嚴峻的破壞，為了在災難中減輕馬路橋梁的傷害程度，我們都覺得有須要增加橋梁的抗震能力，加強橋梁工程抗震的討論。在橋梁的設計與施工當中對橋梁的抗震能力有著特別的要求，要做到預防為主兼顧治理，對現(xiàn)有些橋梁做好全面的調(diào)查，建立檔案，做好抗震設計工作，開展橋梁的抗震設計理論討論和實驗，做好抗震強度和穩(wěn)定的設計工作，滿足抗震要求。

一、橋梁的震害緣由分析

現(xiàn)結(jié)合國內(nèi)外以往的地震，大部分橋梁都會受到不同程度的破壞，分析其震害緣由，主要有以下幾點：

1.橋臺震害其主要表現(xiàn)為橋臺與路基一起滑動并移向河心，以致橋頭、重力式橋臺的胸腔及樁柱式橋臺的樁柱不同程度沉降、開裂、傾斜和折斷等。另外，橋頭的沉降會導致翼墻損壞并開裂，而重力式橋臺胸腔開裂會引起囫圇臺體被移動并下沉。

2.橋墩震害在地震力作用下橋墩會不同程度的傾斜、沉降、滑移、開裂、剪斷和鋼筋暴露扭曲。

3.支座震害按照以往工作閱歷，會發(fā)覺某些橋梁的支座設計并未充分考慮抗震的需求，如某些支座形式和材料上存在缺陷、在構(gòu)造上銜接與支擋等構(gòu)造措施不足等，以致支座在地震力作用下會發(fā)生較大的變形和位移。

4.地基與基礎(chǔ)震害在地震力作用下地基中的砂土會被液化，以致地基失效，基礎(chǔ)沉降或不勻稱沉降，從而導致地面較大變形，地層發(fā)生水平滑移、下層、斷裂等。地基與基礎(chǔ)震害會使橋梁發(fā)生坍塌，給震后修復工作帶來困難。

5.梁的震害梁的震害主要是有橋臺震害、橋墩震害、支座震害等引起的，其主要表現(xiàn)為主梁墜落，這也是最嚴峻的震害現(xiàn)象。

二、關(guān)于橋梁的抗震設計

1.體系的整體性和規(guī)章性

橋梁的整體結(jié)構(gòu)要協(xié)調(diào)，上部結(jié)構(gòu)應盡可能是延續(xù)的。較好的整體性結(jié)構(gòu)可有效防止構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落，同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。不管是在平面還是在立體上，結(jié)構(gòu)的設計都要力求使橋梁在質(zhì)量、剛度、幾何尺寸等方面協(xié)調(diào)均勻，避開驟然變化。

2．提升結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強度和延性

橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震驚引起的結(jié)構(gòu)振動，因此抗震設計要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當?shù)膹姸?、剛度和延性，以防止不能容忍的破壞。在不增強分量、不轉(zhuǎn)變剛度的前提下，提升總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的挑選有助于控制結(jié)構(gòu)變形；強度與延性則是打算結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個重要參數(shù)。因為地震驚可造成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期反復變形，使其剛度與強度逐漸退化，因此，只重視強度而忽略延性肯定不是良好的抗震設計。

3.強度平安度差異適中

能力設計思想強調(diào)強度平安度差異，即在不同構(gòu)件與不同破壞模式之間建立不同的強度平安度。利用強度平安度差異，確保結(jié)構(gòu)在大地震下以延性形式反應，不發(fā)生脆性的破壞模式。在我國以前的建造工程抗震設計中，普遍采納“強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱構(gòu)件”的設計思想。

4.設置多道防線

盡量使橋梁設計成具有多道反抗地震側(cè)向力的體系，在高強度的地震中，一道防線遭到破壞后，則有另一道防線可以支撐著橋梁，不至于使橋梁浮現(xiàn)崩塌的現(xiàn)象。因此，超靜定結(jié)構(gòu)優(yōu)于同種類型的靜定結(jié)構(gòu)。

5.多階段設計辦法

隨著對地震產(chǎn)生機理、地震驚特性以及地震作用下各類結(jié)構(gòu)動力特性、破壞機理、構(gòu)件能力討論熟悉的加深以及對結(jié)構(gòu)在不同發(fā)生概率地震作用下預期性能目標的不同，促使結(jié)構(gòu)設計在設計原則、設防水準等各個方面舉行不斷改進。由本來的單一設防水準一階段設計逐漸改進為雙水準或三水準兩階段設計、三階段設計，以及多水準設防、多性能目標準則的基于結(jié)構(gòu)性能的設計等。

三、橋梁抗震加固技術(shù)

地震波傳到地基，使橋梁因受地震的影響而引起垂直和水平運動，導致橋梁橋體也會因此產(chǎn)生垂直和水平運動。橋體結(jié)構(gòu)同時增強地震的荷載慣性力，加大他的變形和受力。豎直的慣性力只對不對稱的、雙懸臂結(jié)構(gòu)的橋產(chǎn)生較大的地震力。

1．1伸縮縫加固

設置拉桿是針對橋梁結(jié)構(gòu)浮現(xiàn)位移時的一種有效方式。其在限制結(jié)構(gòu)位移的同時，也可在相鄰框架間傳遞縱向地震力。他們之間的互相作用是復雜的，并不能用容易的彈性分析辦法就能獲得結(jié)果，基于伸縮縫相對復雜的模型舉行的非彈性動力分析，表明他們的最大縱向位移可以利用一定的公式計算出來。另外，可使用的方式還有拓寬支撐面，螺旋銜接等方式舉行加固。

1.2落梁抗震加固

落梁抗震加固可以從兩方面入手，一方面是縱向落梁的抗震加固，一方面是橫向落梁的抗震加固。橫向落梁加固方面通常采納鋼絲繩橫向銜接加固，另外可用橫向擋板方式舉行加固。

1.3結(jié)構(gòu)抗彎能力加固

加固效果問題，與橋梁上部結(jié)構(gòu)加固辦法相類似，同時應確定上部結(jié)構(gòu)強度在發(fā)揮出來時所需要的變位程度是否會落在橋臺上，即地震是否被限制在縱向反應范圍之內(nèi)；上部結(jié)構(gòu)是否有足夠的延性承受等。此種方式主要從以下兩個方面入手：提升強度問題：削減作用力。

2.1拱橋上部結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)與辦法普通來講，大跨徑拱橋比小跨徑拱橋更簡單遭遇地震破壞；高墩臺比低墩臺更簡單遭遇地震破壞；多孔延續(xù)拱橋比單孔橋更簡單遭遇地震破壞；雙曲拱橋比板式拱橋更簡單遭遇地震破壞，這些都要引起足夠的重視。拱橋的加固，主要以整體加固為主，并對薄弱部分舉行強化處理。

1）石拱橋的加固中，在拱圈跨中，1/4跨處增設三道鋼板、鋼筋混凝土、預應力混凝土錨箍拱圈，對于拱上建造的處理與梁式橋的處理方式相同。

2）雙曲拱橋的加固。在拱波個拱肋之間的裂縫，可以用環(huán)氧混凝土、混凝土舉行壓漿處理；拱板上增設鋼筋網(wǎng)并用混凝土填筑，厚度應達10cm；鋼筋網(wǎng)的搭接應保證了拱圈的整體性；拱肋之間采納加強筋或梁舉行銜接；對橋墩、橋臺的放拱腳處采納加強鋼筋再澆筑混凝土舉行增加處理，此時要注重負彎矩作用的影響。

2.2橋梁下部結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)與辦法

在橋梁抗震加固設計中，基礎(chǔ)加固可能是最昂貴的，所以，按照本來結(jié)構(gòu)的受損情況，考慮到在受力狀態(tài)下地震對整體結(jié)構(gòu)的影響，確定出加固辦法。除了地基土液化及斜坡上土體體滑移所引起傷害外，其他應舉行基礎(chǔ)專項性考慮。

1）加固蓋梁一柱節(jié)點區(qū)。其主要辦法有削減蓋梁中的地震力作用；提升蓋梁的抗彎強度；提升蓋梁的抗剪強度；提升蓋梁的抗扭強度；修復的可行性處理；銜接節(jié)點預加力應力；用大衣層加固結(jié)構(gòu)銜接點；更換節(jié)點；

2）提升基礎(chǔ)穩(wěn)定性。在地震中，基礎(chǔ)搖晃可以認為是隔震的一種措施，說明這種隔震方式有效的減少了橋墩和上部結(jié)構(gòu)的地震影響。主要使用的加固辦法有：錨桿法；增大基腳平面尺寸法；增設阻尼裝置法；延續(xù)梁法；

3）提升基礎(chǔ)抗剪能力。

四、結(jié)束語