公路桥梁震害分析及抗震加固措施
发布日期：2013-08-04 23:19:38 浏览量：1572
地震具有突发性与毁灭性，一次地震，持续时间往往只有几十秒，却会造成巨大的生命财产损失，这是其它自然灾害无法相比的。历来是严重危害人类的大自然灾害。尤其是最近20年全球发生的许多次大地震，其中，多次破坏性地震都集中在城市，造成了非常惨重的生命财产损失。
一、桥梁的基本加固原理
（1）混凝土桥梁有两个基本加固原理
第一个原理就是强迫塑性铰出现在柱上，并使上部结构保持弹性，因为柱比上部结构容易检查、加固和修复，应优先考虑第一原理。第二个原理是倘若延性水准相对较低，且塑性铰在保持竖向抗剪承载力时，允许在上部结构发生塑性铰。如果防止上部结构的塑性铰费用很高或根本不可能，那么第二个原理是最理想的。换言之，若上部结构中的塑性铰不会引起倒塌，则允许此加固方案。为保守起见，如果允许塑性铰发生在上部结构，那么，可以忽略混凝土的贡献，且要求箍筋足以承受1。5倍恒载所引起的剪力。
（2）钢梁桥有两个基本加固原理
第一个原理就是，让支座破坏，采取加固措施确保各跨不致于从支座落梁而倒塌。这个方案中，支座在较小地震力作用下发生破坏，从而起到“保险丝”的作用，这就使下部结构免受任何可能的较大地震力。如果“保险丝”的“熔断力”很低，以致于下部结构稍经加固或勿需加固仍能继续使用，那么，这可能是一个优选方案。第二个原理就是保证支座不破坏。它意味着，支座把全部地震力传给下部结构，这就可能需要加固下部结构。下部结构的加固包括墩帽、柱或墩墙及基础的加固。在两个原理中，一般都要求加固上部结构，尽管固定支座方案工程量大。
二、桥梁震害分析
调查与分析桥梁的震害及其产生的原因是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措施的科学依据。国内外地震工作者历来都很重视震害的调查研究。近20余年发生的几次大地震使桥梁结构遭到严重破坏，但也使我们获得了非常宝贵的经验与教训。“5·12”汶川地震桥梁震害表现形式：
（1）落梁破坏。
（2）支座破坏、梁体位移。
（3）梁体间碰撞，挡块破坏。
（4）桥台破坏及损伤。
（5）桥梁墩柱破坏。
从以上震害表现上分析，主要存在如下原因：
2.1上部结构的破坏
桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形比较少见，往往是由于桥梁结构其他部位的毁坏而导致上部结构的破坏。
2.2支承连接部位的震害
桥梁支承连接部位的震害极为常见。由于支承连接部位的破坏会引起力的传递方式的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。
2.3下部结构和基础的震害
下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的。
三、抗震措施
1、上部结构抗震措施
桥梁震害极为常见。实践证明，加强上部结构的整体性，限制其位移，是提高桥梁上部结构抗震能力的有效措施。预防措施有：
（1）通常在梁(板)底部加焊钢板，或采用纵、横向约束装置限制梁的位移，如拉杆、钢筋砼挡块、锚杆等，梁与墩帽用锚栓连接，T梁在端横隔板之间螺栓连接，曲梁桥，应采用上、下部之间用锚栓连接的方式。桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。
（2）梁端至墩台帽或盖梁边缘的距离，以及挂梁与悬臂的搭接长度必须满足地震时位移的要求。
（3）桥梁跨径较大时，可用连续梁替代简支梁以减少伸缩缝，宜采用箱型截面。 （4）当采用多跨简支梁时，应加强梁(板)之间的纵、横向联系，将桥面做成连续，或采用先简支后结构连续的构造措施。
（5）采用真空压浆方法，保证预应力管道水泥浆饱满，提高预应力桥梁的强度和刚度。
2、支座及支撑连接件的抗震措施
针对支座及支撑连接件的震害，目前的做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁间安装纵向约束装置，或者增加支承面宽度。
3、下部结构抗震措施
对于下部结构震害，应通过能力设计和延性设计，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害，增加其耗能能力，使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位。目前桥墩加固的主要技术有：混凝土加大截面加固方法，钢板外包加固法，钢纤维混凝土加固法，复合材料、玻璃纤维、碳素纤维加固法等。对无筋混凝土结构，有可能产生脆性破坏，需要寻求结构上的抗震加固对策。可采用混凝土衬套方法和钢板衬套方法使衬套与既有的桥墩结合成一个整体。
四、多级设防的抗震设计思想
随着国内外震害资料的不断增加，人们对地震动特性以及地震作用下各类结构的动力响应特性、破坏机理、构件能力的研究和认识也不断加深。而另一方面，由于经济的原因，社会、团体组织对结构在不同水准地震作用下结构预期抗震性能会有不同的要求。这些因素，不断地促进抗震设计思想和方法的发展，由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于性能的抗震设计等。
（1）双水准设防、三水准设防两阶段设计
近几十年来，美国、日本及我国等国家的地震工程专家先后提出了分类设防的抗震设计思想，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。这一抗震设计思想常表示为以下三个要求：在小震(多遇地震)作用下，结构物不需修理，仍可正常使用；在中震(偶遇地震)作用下，结构物无重大损坏，经修复后仍可继续使用；在大震(罕遇地震)作用下，结构物可能产生重大破坏，但不致倒塌。
（2）多水准设防、多性能目标的基于性能的抗震设计
多次破坏性地震的震害表明：基于不倒塌的抗震设计在保护生命安全方面是比较有效的，但难以避免巨大的经济损失。而且越来越多的学者已认同将来的抗震设计应是基于性能的抗震设计，因此可以说是桥梁抗震设计方法的发展趋势。
文章来源： 永年加固公司 本文链接: http://www.lubanwang.com/a_20130804231906.html 任何关于加固工程的问题和建议，敬请咨询：0591-87868646
一、桥梁的基本加固原理
（1）混凝土桥梁有两个基本加固原理
第一个原理就是强迫塑性铰出现在柱上，并使上部结构保持弹性，因为柱比上部结构容易检查、加固和修复，应优先考虑第一原理。第二个原理是倘若延性水准相对较低，且塑性铰在保持竖向抗剪承载力时，允许在上部结构发生塑性铰。如果防止上部结构的塑性铰费用很高或根本不可能，那么第二个原理是最理想的。换言之，若上部结构中的塑性铰不会引起倒塌，则允许此加固方案。为保守起见，如果允许塑性铰发生在上部结构，那么，可以忽略混凝土的贡献，且要求箍筋足以承受1。5倍恒载所引起的剪力。
（2）钢梁桥有两个基本加固原理
第一个原理就是，让支座破坏，采取加固措施确保各跨不致于从支座落梁而倒塌。这个方案中，支座在较小地震力作用下发生破坏，从而起到“保险丝”的作用，这就使下部结构免受任何可能的较大地震力。如果“保险丝”的“熔断力”很低，以致于下部结构稍经加固或勿需加固仍能继续使用，那么，这可能是一个优选方案。第二个原理就是保证支座不破坏。它意味着，支座把全部地震力传给下部结构，这就可能需要加固下部结构。下部结构的加固包括墩帽、柱或墩墙及基础的加固。在两个原理中，一般都要求加固上部结构，尽管固定支座方案工程量大。
二、桥梁震害分析
调查与分析桥梁的震害及其产生的原因是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措施的科学依据。国内外地震工作者历来都很重视震害的调查研究。近20余年发生的几次大地震使桥梁结构遭到严重破坏，但也使我们获得了非常宝贵的经验与教训。“5·12”汶川地震桥梁震害表现形式：
（1）落梁破坏。
（2）支座破坏、梁体位移。
（3）梁体间碰撞，挡块破坏。
（4）桥台破坏及损伤。
（5）桥梁墩柱破坏。
从以上震害表现上分析，主要存在如下原因：
2.1上部结构的破坏
桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形比较少见，往往是由于桥梁结构其他部位的毁坏而导致上部结构的破坏。
2.2支承连接部位的震害
桥梁支承连接部位的震害极为常见。由于支承连接部位的破坏会引起力的传递方式的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。
2.3下部结构和基础的震害
下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的。
三、抗震措施
1、上部结构抗震措施
桥梁震害极为常见。实践证明，加强上部结构的整体性，限制其位移，是提高桥梁上部结构抗震能力的有效措施。预防措施有：
（1）通常在梁(板)底部加焊钢板，或采用纵、横向约束装置限制梁的位移，如拉杆、钢筋砼挡块、锚杆等，梁与墩帽用锚栓连接，T梁在端横隔板之间螺栓连接，曲梁桥，应采用上、下部之间用锚栓连接的方式。桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。
（2）梁端至墩台帽或盖梁边缘的距离，以及挂梁与悬臂的搭接长度必须满足地震时位移的要求。
（3）桥梁跨径较大时，可用连续梁替代简支梁以减少伸缩缝，宜采用箱型截面。 （4）当采用多跨简支梁时，应加强梁(板)之间的纵、横向联系，将桥面做成连续，或采用先简支后结构连续的构造措施。
（5）采用真空压浆方法，保证预应力管道水泥浆饱满，提高预应力桥梁的强度和刚度。
2、支座及支撑连接件的抗震措施
针对支座及支撑连接件的震害，目前的做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁间安装纵向约束装置，或者增加支承面宽度。
3、下部结构抗震措施
对于下部结构震害，应通过能力设计和延性设计，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害，增加其耗能能力，使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位。目前桥墩加固的主要技术有：混凝土加大截面加固方法，钢板外包加固法，钢纤维混凝土加固法，复合材料、玻璃纤维、碳素纤维加固法等。对无筋混凝土结构，有可能产生脆性破坏，需要寻求结构上的抗震加固对策。可采用混凝土衬套方法和钢板衬套方法使衬套与既有的桥墩结合成一个整体。
四、多级设防的抗震设计思想
随着国内外震害资料的不断增加，人们对地震动特性以及地震作用下各类结构的动力响应特性、破坏机理、构件能力的研究和认识也不断加深。而另一方面，由于经济的原因，社会、团体组织对结构在不同水准地震作用下结构预期抗震性能会有不同的要求。这些因素，不断地促进抗震设计思想和方法的发展，由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于性能的抗震设计等。
（1）双水准设防、三水准设防两阶段设计
近几十年来，美国、日本及我国等国家的地震工程专家先后提出了分类设防的抗震设计思想，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。这一抗震设计思想常表示为以下三个要求：在小震(多遇地震)作用下，结构物不需修理，仍可正常使用；在中震(偶遇地震)作用下，结构物无重大损坏，经修复后仍可继续使用；在大震(罕遇地震)作用下，结构物可能产生重大破坏，但不致倒塌。
（2）多水准设防、多性能目标的基于性能的抗震设计
多次破坏性地震的震害表明：基于不倒塌的抗震设计在保护生命安全方面是比较有效的，但难以避免巨大的经济损失。而且越来越多的学者已认同将来的抗震设计应是基于性能的抗震设计，因此可以说是桥梁抗震设计方法的发展趋势。
文章来源： 永年加固公司 本文链接: http://www.lubanwang.com/a_20130804231906.html 任何关于加固工程的问题和建议，敬请咨询：0591-87868646
上一篇:招聘信息
下一篇:碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性
