桥梁抗震加固设计方法初探

《桥梁抗震加固设计方法初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、桥梁抗震加固设计方法初探摘要：公路交通是国民经济大动脉，也是抗震救灾生命线工程之一。当地震发生时，桥梁较易发生破坏，通常修复时间较长，给震后救援及灾区重建工作带来较大影响。保证桥梁在地震作用下以及地震后仍能通行，成为桥梁建设中的一个重要课题。关键词：桥梁;抗震;加固中图分类号：K928文献标识码：A1、桥梁震后检测加固的必要性目前国内外对地震序列作用下结构物的破坏研究很少涉及。中国地震局地球物理研究所以量化形式研究了建筑物相继经历主震、余震作用下的破坏状态。然而，各类桥梁在余震中的抗震能力并没有

2、具体的研究，桥梁在震后的抗震能力评估与加固仍是保证结构在地震中通行能力的有效措施。2、抗震震害与加固的实施一般来说，在桥梁加固中有两种策略。一是增加桥的抗震能力，使结构有足够的强度去抵抗地震力；二是降低地震对桥梁结构的地震反应，使现有结构的强度能够抵抗地震作用，比如增加隔震支座。美日两国的抗震加固准则都包含了这两种方法，其加固方法也基本相似。2.1上部结构加固7上部加固的主要目的是防止各种原因引起的落梁破坏。2.1.1伸缩缝和铰地震时，桥梁相邻框架常会以不同相位振动引起两类位移问题。第一类是这些

3、框架在铰处碰撞而引起的局部性损伤。一般来说，这种局部性损伤不会引起桥梁倒塌，因此不是主要关注的问题。第二类是铰连接发生分离，如果运动很大，就有可能使相邻跨发生落梁。加固简支钢梁或预制混凝土梁，最常用的、也是最传统的方法就是使用缆索约束装置，但对于多跨连续桥梁效果不是特别明显，因为多跨连续桥梁相邻跨在地震中的相对位移没有简支桥梁那么大。钢梁的另一种加固办法是，用拼接板把腹板联系在一起，使梁在墩帽支座上保持连续。跨中有铰的梁，应增加铰的约束装置。2.1.2侧向支撑梁之间的侧向刚度通常由某种横向支撑体

4、系或横隔梁提供。这些侧向支撑体系常用来抵抗风荷载、施工荷载、活荷载所引起的离心力及地震荷载。而且，侧向支撑体系不能承受支座承载能力和剪切键能力那么大的力，结果是支撑体系屈曲。理想的办法是，增加另外几组实际上尽可能接近支座的支撑、加劲肋或横隔梁。2.1.3混凝土边梁7边梁是用来提高混凝土桥的纵向能力。这些梁把已有的箱型结构外的相邻排架连接在一起。在单层桥梁结构中，外伸梁在纵向激励下易扭曲。有两个加固方案，一是加强外伸墩帽，同时保持其在柱顶的扭转和弯曲固定连接；二是使柱顶铰接，这样便可减小易损外伸墩

5、帽的扭转需求量。在双层结构中，边梁需要有足够的刚度和强度，以保证塑性铰出现在柱上，减小了下层桥面外伸梁墩帽的扭转需求量。2.2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，也是难点。2.2.1柱罩(1)钢罩。用两块钢板卷成一半径比柱子大的半圆后，现场焊接成一套管。目前普遍使用的有三类：一是沿柱全高完全灌浆，它主要用于抗剪和抗弯能力不足的柱子，其二是沿部分高度设置的罩，因此对抗剪不足的墩柱所取作用很小，这类加固的界限，通常取为柱直径的1.5倍或

6、取在最大弯矩减小到75%的地方；其三是前两者的组合，使用于抗剪能力足的墩柱。实验证明，沿全高用钢罩加固的混凝土柱，强度会提高30%左右，而截面的弹性模量也会有相应的提高。(2)混凝土罩。在加固异型柱但又不改变柱的几何形状特征时，混凝土罩是个较好的办法。现有墩柱加固，是绕柱外面部分放置环箍，然后把包住环箍的钢筋钻入并粘结在柱子上，然后用混凝土包住钢筋，于是保留了柱的原来形状。7(3)高级复合材料罩。这是最有发展前景的一种技术，这种加固方法提高了现有桥墩的约束和抗剪能力，并且不改变桥墩的几何形状。实

7、验表明，用CFRP加固的周围带裂缝的柱，抗震性能和没有裂缝时是一样的。用钢罩和CFRP加固的柱破坏模式从弯曲破坏变为底部滑移破坏，延性增强。CFRP罩的层数越多，延性越好。对于剪切破坏模型，用钢罩和CFRP罩加固，可以提高限制侧向变形的能力，但是多层CFRP罩不能提高柱的延性，反而会导致其他模式的破坏。实验证明，用CFRP加固的空心桥墩延性系数会有很大的提高，可以达到4.9~5.5。(4)钢丝包裹罩。这也是一种较新的加固技术，它包括利用把预应力钢绞线裹在桥墩上，然后把键形物放在钢绞线和桥墩之间，

8、有效地给钢绞线施加预应力。其优点是不改变桥墩的几何形状，缺点是劳动强度高，而且目前只能用于圆形桥墩。还有一种新的加固形式就是八边形罩。实验表明，在加固矩形柱时，八边形具有和椭圆一样的加固效果，而且八边形的造价比椭圆形要低15%。矩形罩可以提高柱的抗剪强度，然而在提高柱的抗弯能力上效果不明显。2.2.2填充墙7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。费用可能小于前述的其他几个