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浅谈桥梁抗震加固技术

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露塑』堡凰.

浅谈桥梁抗震加固技术

贾悦张倩

(河南交通职业技术学院,河南郑州450005)

喃要]我国是一个多地震的国家,地震强度大,频率高,并且分布范图广。桥粱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l生能越来越重视.。桥梁抗震挫能研究主

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:二是时现役桥梁的抗震加固。

日期】抗震加固;加固技术

随着公路桥梁的建设不断发展,桥梁作为公路工程的重要—环,多

为我国国省干线公路交通网上的关键点,当地震发生时,直接造成生命

及财产的损失。近些年,发生的如1976年唐山地震、1999年集集地震、2008年汶川地震2010年青海玉要地震中,人员伤亡和经济损失均非常惨重,也都造成了公路和铁路桥梁的严重毁坏。我们公路行

业目前正在忪路工程抗震设计规;苗

(JTJ004—)采用等单一的

设防标准,没有采取足够的构造措施来保证桥梁结构的整体延性,也没

有采用能力设计的思想来防lE桥墩等构件的剪切破坏。因此,对于我国地震区已修建桥梁,按照更为先进的设计思想进行抗震性能评价,根据评价的结果采取相应的抗震加固措施,就显得尤为重要。

1结构连接件的维护

根据笔者的施工经验,施工单位只重视桥梁施上的质量主控环节,

养护单位则重视桥梁整体线型打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。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、在简支的相邻粱间安装限位装置;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

支座定蒯佥查与维护,对于伸缩缝应随时清除缝内杂物。

2

匕部结构的加固

1)增大截而加固法。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碌R。

施上中要注薏浙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)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齐胜能。

3)结构体系转换法。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,其跨中弯矩比简支粱小,便可以达到提高桥梁承载力的目的。

3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围工程的重点。

3.1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,塑性铰区域的径向膨胀应变。实验表明,把径

向膨胀应变在0.001,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。

32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,而且了柱的横向位移。通过柱

的横向位移,便消除了在墩帽中形成塑性铰的可能。

33连粱

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。连粱置于排架底部标高处,以替代现有不足的

厩碎丽)

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。在其他P青;EF,为了调整特定排架的横向刚度,连梁可能置于地面标高和排架底部标高之间的某个位置。当箱形上部结构支承在一些刚

度极不均匀的排架上时,可能需要这种加固形式。这种偏离导致了排架平面外的附加位移,它可以引起桥梁少数排架上高度集中的延性需求量。这种行为在抗震结构中通常是不可取的,但是在这种情况下,使用

连粱可以减少质心和刚度之间的偏离。这种结构调整对于加固桥梁所有tL.t.的延性需求量的均匀分布和减:!>尤为重要。

3.4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,这项技术目前得到了广泛的应用,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,比较好的解决办法用铅芯橡胶支座来代替,或者缆索和弹性支座配套使用。

35帽梁的加固

帽梁存在着几种潜在的失效模式。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—个有效的办法。

3u6桥台

1)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。2)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间隙。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,可以做为—个加固方法。

3.7基础加固

基础加固高昂的费用加上相对不大可能发生的损伤,就决定了其加固设计比起桥梁其他部分要更少一些保守性。但是通过对多种类型的基

础分析发现,单单增加桥墩的抗弯能力,对提高桥的抗震效果不明显。

这会增加基础损坏的几率,因此柱强度的增加要和基础加固相协调。

通常基础的加固是:增设上覆盖层以提高基刚抗剪能力,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i醚接杆穿过基础把承台与桩联系起来。新混凝土要牢固

地附加在旧基础上。做到这一点,可以通过凿掉现有的钢筋周围的混凝

土,将新钢筋焊到或以机械的方式连接到旧钢筋上。

4‘结语

桥梁抗震加固是一项很复杂的工程,涉及地震工程学、弹塑性力学、损伤力学、计算力学、新材料开发和应用、现代检测技术等多个学科分支,必须通过学科交叉与融合研究,对桥梁的地震损伤进行正确计估和计算,并结合经济上的合理性,才能给出理想的桥梁抗j雾=0口固方案。

f1[参考文献】

】谢旭矫粟结构地震响应分析与抗震没计fM】.北京-人民交通出版社舢6

f2】桂修力j啊量,李忠献等.5.12汶川地震中山区公路桥粱属害及启示.

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