桥梁抗震加固技术

周清想

广东鸿高建设集团有限公司523000

摘要：我国是一个多地震的国家，地震强度大，频率高，并且分布范围广。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。

关键词：桥梁；抗震；加固；技术

0引言

近年来我国地震地质灾害频发，公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重的破坏，因此增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得不言而喻。因此在桥梁的设计与施工当中对桥梁的抗震能力有着特殊的要求，要做到预防为主兼顾治理，对现有的桥梁做好全面的调查，建立档案，做好抗震加固工作，开展桥梁的抗震设计理论研究和试验，做好抗震强度和稳定的设计工作，满足抗震要求。现就如何提高桥梁抗震能力提出下述措施建议。

1桥梁地震灾害产生的主要原因

1.1桥台震害

公路桥梁的桥台震害主要指的是在地震灾害发生后，公路桥梁的桥台会随着路基位置的偏移而向着河流的中心处滑动，从而致使桥梁的桥头、重力式桥台的胸腔与桩柱发生程度不一的损毁，轻则沉降、倾斜，重则断裂，使桥梁失去了其安全使用的功能。

1.2支座震害

由于不是所有的桥梁在设计时都能够兼顾美观与高等级抗震的要求。在对一些桥梁的支座进行设计和建造时往往由于其形式与材料的使用存在着一定程度的缺陷，因此使桥梁不能够很好的抵御地震灾害的侵袭，当地震发生时桥梁的支座会发生变形和位移，使桥梁存在着安全隐患。

1.3地基震害

地震灾害发生时，其能量会在不同的程度上导致桥梁地基的沙土被液化，从而使桥梁的地基不能够发挥其正常的性能产生地基塌陷、变形与沉降等一系列问题，从而造成桥梁的损毁，不能正常的使用，增加救援的难度。

1.4桥墩震害

地震巨大能量的释放，会使地震区域内的桥梁的桥墩发生倾斜、下滑、断裂等不同程度的损毁，从而对桥梁的安全运行造成巨大的安全隐患，桥梁会因此面临着倒塌和倾断的危险。

2上部结构的加固

2.1增大截而加固法。

为提高主粱的抗弯能力，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，可增大主粱下部的截面面积。施上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剂性能。

2.3结构体系转换法。

简支梁的粱端设置承受负弯矩的钢筋，使相邻两主粱连起来就形成多跨连续粱。根据连续粱的受力体系，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固工程的重点。

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，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。

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。

3.3连粱

连粱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，以替代现有不足的墩帽。这类连粱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。在其他情况下，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柱上的延性需求量的均匀分布和减少尤为重要。

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。

3.5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一个有效的办法。

3.6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，可以做为一个加固方法。

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通过连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发展及总结

从桥梁震害调查中发现，遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构，绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足。因此，强调桥梁结构整体的延性能力，或是在原有规范的基础上，相应地对保证桥梁结构整体的延性能力，并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力，这已成为世界主要的多震国家地震工程界的共识。从加固的对象上来看，美国、日本等桥梁抗震加固水平最高的国家，已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施，转移到重视桥墩整体延性上来，以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。

桥梁的抗震加固并不是一时的工作，恰恰相反，桥梁加固耗时良久并需要不断进行检查纠正。在相关桥梁抗震加固的领域中，国外技术研究已经打下了坚实的基础，有利于我国技术人员参考吸收相关经验，并结合本地桥梁特有的结构，在经过反复试验后总结出有着鲜明中国特点的桥梁抗震加固技术，大面积进行推广应用，为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。

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