橋梁抗震加固技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

王婷

摘 要：在如今的城市交通發(fā)展中，橋梁不再給以前一樣，僅是作用于江、海、河、溪的兩岸。任何一個現(xiàn)今發(fā)展較為成熟的城市，其的城市交通道路中，一定不能缺少立交橋。立交橋的出現(xiàn)，使得人們對于土地的利用不再是橫向的發(fā)展，逐漸的轉(zhuǎn)向縱向發(fā)展。作為交通道路生命線的重要組成部分，橋梁的抗震加固技術(shù)仍舊需要提升。

關(guān)鍵詞：橋梁抗震；加固技術(shù)；修復(fù)處理

觀眼于世界地震分布地圖，我國的地理位置恰巧處于世界上兩大地震頻發(fā)的十字交叉口區(qū)域。我國的很多地區(qū)也是常年收到地震的打擾。歷史上有名的自然例數(shù)“唐山大地震”了，較近的有四川汶川地震、雅安地震。地震的發(fā)生不僅給人民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的威脅，對于城市中的交通樞紐線也是一種巨大的破壞。雖然我國現(xiàn)今已經(jīng)出臺了不少的關(guān)于橋梁抗震加固技術(shù)的文件以及抗震標(biāo)準(zhǔn)，但是依然沒能夠保證橋梁的支撐力結(jié)構(gòu)、橋墩的剪切結(jié)構(gòu)沒能受到破壞。

1 橋梁的受災(zāi)情況分析

在中國發(fā)生的地震數(shù)目也不在少數(shù)。自古以來，我國的地震災(zāi)害就一直困擾著居民的生活安全。對于地震的防治措施，祖輩們也是在積極探索著，也自己設(shè)計出一些預(yù)報地震的儀器，例如地震儀。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對于地震的預(yù)報的準(zhǔn)確率已經(jīng)是大大地提高。雖然如此，我們卻也是只能夠降低地震給我們所帶來的傷害和損失，絕對不能夠阻止地震的發(fā)展。所以，對于現(xiàn)在的交通航線，盡全力地鞏固橋梁道路、提升其抗震的能力是我們加強(qiáng)橋梁的抗震性能的根本目標(biāo)。常說歷史是一面鏡子。回顧歷史，通曉未來。從過去的發(fā)生的地震災(zāi)害中，積極的探索出橋梁受災(zāi)的原因，提升橋梁抗震加固技術(shù)，盡力地避免在未來出現(xiàn)地震的情況下，使得橋梁再次受到同樣的破壞。

1.1 支承連接件的受損情況分析

橋梁在發(fā)生地震的時候，特別容易出現(xiàn)支承連接件受損的現(xiàn)象。橋梁的支承連接件受損就是橋梁的上下部位結(jié)構(gòu)由于強(qiáng)烈的地震發(fā)生了相對位移，而這樣的相對位移是橋梁的支承連接件所不能夠承受的。這樣一來，橋梁的支承連接件就如同虛設(shè)，不能夠發(fā)揮人們安裝其時所預(yù)期的作用，最終導(dǎo)致了橋梁的上下部分相分離，橋梁墜毀的后果。關(guān)于橋梁會出現(xiàn)支承連接件失效的情況，其主要原因還是在于橋梁的設(shè)計的時候，沒有考慮到橋梁相鄰跨之間的可能出現(xiàn)的最大相對位移，沒有正確的設(shè)定好支承連接件的承受范圍。

1.2 下部結(jié)構(gòu)的受損情況分析

橋梁的結(jié)構(gòu)分為上下兩部。上部主要是指橋梁橋墩和橋臺以上的部分。而下部則主要是指橋臺和橋臺以下包括橋墩和橋臺的部分。不管有沒有地震的發(fā)生，在橋梁上面，車輛行過，人員流動的時候，都會產(chǎn)生一定的慣性力。只不過這時的慣性力處于橋梁所能夠承受的范圍之內(nèi)。而在地震發(fā)生之時，橋梁所受到的慣性力會大大地加強(qiáng)。一旦橋墩和橋臺不能夠承受起地震所帶來的巨大的慣性力，那么就會很容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會發(fā)生折斷，使得整個橋梁提前報廢。一旦橋梁的“腳”骨折了，那么這座橋梁也就無法站起來了。現(xiàn)在的橋梁采用的普遍的是鋼筋混凝土柱式的橋墩，這樣的橋墩受地震災(zāi)害的影響最大。根本原因在于橋墩中的橫向箍筋數(shù)量要么是不足，要么就是鋼筋之間的距離太大，因而無法約束混凝土從而無法保證縱向的鋼筋不會彎曲變形。

1.3 軟弱地基的受損情況分析

地震最先影響的部位一定是橋梁的地基。如果橋梁的地基很容易受到地震強(qiáng)烈的震動之后而發(fā)生變軟、下沉的情況，使得橋梁的下部結(jié)構(gòu)發(fā)生了水平移動或者下沉的動作，那么整座橋梁也隨著報廢。如砂土的液化和斷層等，在地震中都

可能引起墩臺的毀壞。地基失效引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞，有時是人力所不能避免的，因此在橋梁選址時就應(yīng)該重視，并設(shè)法加以避免。如果無法避免時，則應(yīng)考慮對地基進(jìn)行處理或采用深基礎(chǔ)。

2 橋梁抗震加固技術(shù)分析

2.1 上部結(jié)構(gòu)加固措施

上部加固的主要目的是防止各種原因引起的落梁破壞。地震時，橋梁相鄰框架常會以不同相位振動引起兩類位移問題。第一類是這些框架在鉸處碰撞而引起的局部性損傷。一般來說，這種局部性損傷不會引起橋梁倒塌，因此不是主要關(guān)注的問題。第二類是鉸連接發(fā)生分離，如果運動很大，就有可能使相鄰跨發(fā)生落梁。加固簡支鋼梁或預(yù)制混凝土梁，最常用的、也是最傳統(tǒng)的方法就是使用纜索約束裝置，設(shè)計纜索時應(yīng)注意盡可能少地占用梁和下部路面之間的豎向凈空。如果期望縱向位移大于有效支座寬度，簡支梁的纜索加固方法可以與墩帽支座的加寬相結(jié)合。用纜索來限制橋面位移，這種方法對于多跨簡支橋梁非常有效，但對于多跨連續(xù)橋梁效果不是特別明顯，因為多跨連續(xù)橋梁相鄰跨在地震中的相對位移沒有簡支橋梁那么大。

2.2 下部結(jié)構(gòu)加固措施

橋梁的大部分地震損傷破壞發(fā)生在下部結(jié)構(gòu)上，因此下部結(jié)構(gòu)加固是整個橋梁抗震加固工程的重點，也是難點。柱罩的加固。所依據(jù)的理論是提高現(xiàn)有鋼筋混凝土橋墩的延性、抗剪和抗彎能力。在一些情況下，限制塑性鉸區(qū)域的徑向膨脹應(yīng)變。實驗表明，把徑向膨脹應(yīng)變限制在0.1001，鋼筋的搭接接頭就會保持固結(jié)而且能產(chǎn)生截面完全塑性彎矩能力。與限制徑向應(yīng)變相反，在提供整個塑性鉸區(qū)域足夠約束的同時，允許發(fā)生大于0.1001的徑向膨脹應(yīng)變，使得有可能形成鉸。填充墻的加固。對于多柱橋梁來說，填充墻是個較好的方法。它有兩個明顯的優(yōu)點：不僅提高了柱的橫向能力，而且限制了柱的橫向位移。通過限制柱的橫向位移，便消除了在墩帽中形成塑性鉸的可能。費用可能小于前述的其他幾個加固方法。值得注意的是，在稍微傾斜或沒有傾斜的橋梁排架的縱向能力方面，填充墻不是有效的。

2.3 未來的加固措施發(fā)展

從橋梁震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，遭受嚴(yán)重破壞和倒塌的橋梁結(jié)構(gòu)，絕大部分是源于落梁和抗彎延性不足。因此，國外主要的多震國家，開始強(qiáng)調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)整體的延性能力，其他一些國家則在原有規(guī)范的基礎(chǔ)上，也相應(yīng)地對保證橋梁結(jié)構(gòu)整體的延性能力，并通過設(shè)計和構(gòu)造保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體延性能力，這已成為世界主要的多震國家地震工程界的共識。對鋼筋混凝土梁橋，為了保證結(jié)構(gòu)的整體延性能力，目前通常的做法是增加防落梁構(gòu)造措施和在預(yù)期出現(xiàn)塑性鉸的關(guān)鍵部位（鋼筋混凝土橋墩的墩底和墩頂局部范圍內(nèi)）增加橫向約束，以提高橋墩的抗彎延性和抗剪強(qiáng)度。國內(nèi)外地震工程研究人員總結(jié)了近年來國內(nèi)外的震害資料，開始檢討過去單純“強(qiáng)度抗震”設(shè)計的指導(dǎo)思想，研究考慮基于性能的抗震設(shè)計原則。基于性能的設(shè)計被廣泛的認(rèn)為是未來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范的基本思想。抗震設(shè)計的性能指標(biāo)，可以是單一指標(biāo)，也可以是多指標(biāo)或組合指標(biāo)。

3 結(jié)語

橋梁的抗震加固問題是很有必要需要重視起來的。中國的未來一定會出現(xiàn)越來越多的國際性的大都市，那時城市遍地隨時都將會是車如流水馬如龍，大街上的人們接踵摩肩。橋梁的出現(xiàn)發(fā)展有利于緩解城市的交通壓力，加快城市的生活節(jié)奏。橋梁的抗震能力若得到提高的話，也有利于這個城市在地震后的經(jīng)濟(jì)的迅速恢復(fù)。橋梁的抗震加固所涉及的專業(yè)學(xué)科廣，有地震工程學(xué)、計算力學(xué)、現(xiàn)代檢測技術(shù)等。想要提升橋梁的抗震能力，我們還需要不懈地努力才行。

參考文獻(xiàn)

[1] 重慶交通科研設(shè)計院.橋梁抗震性能評價及抗震加固技術(shù)研究可行性研究報告[R].2002.

[2] 陳彥江，袁振友，劉貴.美國加利福尼亞州橋梁震害及其抗震加固原則和方法[J].東北公路，2001（1）.