公路旧桥墩柱抗震加固策略研究.pdf

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1、公路旧桥墩柱抗震加固策略研究贾迪(北京国道通公路设计研究院股份有限公司，北京100053)桥梁工程器BridgeEngineering摘要：在对许多典型公路旧桥进行抗震性能评估时发现，桥墩抗弯、抗剪能力不足，支座剪切破坏，抗震构造措施缺失，上部结构存在落梁风险等都是典型公路旧桥存在的主要抗震问题。因此，针对典型公路桥梁下部多为圆形或矩形截面的桥墩其抗弯、抗剪能力不足的问题，结合现有桥墩常见加固方法的有效性，重点研究了增大截面法和外包钢板法的加固策略，并介绍了这2种加固方法的操作步骤及注意事项。关键词：桥梁；抗震性能；抗弯、抗剪能力；增

2、大截面法；外包钢板法；加固策略中图分类号：U445．72文献标志码：B文章编号：1009—7767(2017)01—0055—03StudyonSeismicStrengtheningStrategyofOldHighwayBridgePierColumnsJiaDi．当桥梁遇到地震时，其破损状况主要体现为落梁和抗弯延性不足。目前，国外主要的多震国家越来越强调桥梁结构整体的延性能力，许多国家已经把加固重点从以前采取单一的防落梁构造措施，转移到重视桥墩整体延性上来，以保证加固后桥梁与新建桥梁的抗震能力相当【ll。对于钢筋}昆凝土梁桥，为

3、了保证结构的整体延性能力，目前通常的做法是在预期出现塑性铰的关键部位(桥墩的墩底和墩顶局部范围内)增加横向约束，以提高桥墩的抗弯延性和抗剪强度。但是。如果按照JTG／TB02—01—2008《公路桥梁抗震设计细则：》【2】去要求，则许多公路旧桥在E2地震作用下．桥梁墩柱塑性铰区的抗剪能力便显得不足，不符合能力保护要求，箍筋构造不满足要求；部分连续梁桥在E2地震作用下墩顶位移过大，墩柱刚度及纵向配筋偏弱，较矮墩柱的抗剪承载力也不满足地震需求。因此，为了保障人民的生命安全和正常生活，提高桥梁抗震能力，笔者针对墩柱的抗震加固策略进行研究与探

4、讨。针对上述破坏机理，目前国内外最常见的加固方法主要有增大截面、外包钢板、钢丝包裹、填充墙以及粘贴纤维复合材料等[3]。典型公路桥梁的下部墩柱多数为圆形或矩形截面，其延性及抗剪能力较弱，因此采取增大截面或外包钢板是相对简单、快捷、经济有效的方法。外包钢板法工程造价较高，但占用的施工时间较短：增大截面法由于需要支搭模板并进行混凝土的养生，施工时间相对较长，但工程造价相对外包钢板法较低。因此笔者重点研究扩大截面法和外包钢板法的加固策略。1典型公路旧桥墩柱加固方法在墩柱加固前，需明确加固方向并依据加固内容选取有针对性的加固方案。例如仅针对抗

5、剪能力不足的，则可增大截面的配筋或外包钢板(可不连接承台)：对于抗剪及抗弯都需要加强的墩柱．则墩柱的主筋需要植入承台或外包钢板通过地脚螺栓连接承台，但需要注意因此而增加的基础内力。下面结合现况桥梁的一些加固实例对上述2种方法的操作步骤及注意事项进行详细阐述。1．1增大截面法(外包混凝土)加固位置根据桥墩塑性铰的位置及墩柱高度而定。一般分为全截面加固和部分截面加固，加固范围应含括塑性铰的长度。1)先将现况墩柱与加固混凝土接触面进行凿毛处理(将原构件的表面凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面)后冲洗干净，并于浇筑混凝土前涂刷无机界面剂2道。矩形

6、墩柱应凿去原有墩柱转角处的混凝土。2)在墩柱外侧配置纵、横向钢筋。其中：纵向钢筋必须锚固在承台中(如遇墩顶盖梁，应凿除墩柱主筋对应的盖梁位置的混凝土，将主筋与现况盖梁中的钢筋接焊．或将主筋植入盖梁内)；锚固钢筋宜采用HRB400级热2017{t1期(1一)第35誊辛荭笈术55器桥梁工程BridgeEngineering轧带肋钢筋，锚固深度和植筋胶的选用需满足受力计算和JTG／TJ22--2008《公路桥梁加固设计规范》[4]的要求。3)圆形墩柱应采用密布箍筋或螺旋式箍筋：矩形墩柱应添加辅助箍筋(采用多角形箍筋)。箍筋的直径不小于10m

7、m，最大肢距不宜大于250mm。最大间距应取100mm、6d(d为纵筋直径)、b／4(b为墩柱弯曲方向的截面宽度)三者中的最小值；螺旋式箍筋的接头必须采用对接方式，矩形箍筋应有135。弯钩，并伸人核心混凝土之内6d以上。增大截面法钢筋搭接长度应满足文献『4]中15．3．2条要求。4)搭设模板进行混凝土浇筑，并注意混凝土保护层厚度。5)墩柱加固混凝土强度级别宜比原结构混凝土强度提高一级且不低于C25，混凝土中应加入膨胀剂防止其收缩。6)混凝土浇筑过程中振捣要密实：浇筑前应注意抗震设施等预埋件的安装。1．2外包钢板法外包钢板同增大截面一样

8、，一般分为全截面加固和部分截面加固，加固范围应含括塑性铰的长度；使用的钢管壁厚应满足文献『41中15．3．3条要求。1)先将现况墩柱与加固混凝土接触面进行凿毛处理(将原构件的表面凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面)后冲洗干净