浅议简支梁桥抗震加固设计

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1、浅议简支梁桥抗震加固设计　　摘要：我国是地震多发国家，为保障人民群众生命财产的安全及公路设施的完好，更好地发挥公路运输在抗震救灾中的作用，必须对公路桥梁进行抗震设计。本文通过分析简支梁桥震害成因详细阐述了简支梁桥的抗震及加固设计措施。关键词：简支梁桥；抗震加固；震害；支座；减隔震中图分类号：U448.21+7文献标识码：A简支梁桥震害的破坏形式及震害原因分析（一）简支梁桥震害的破坏形式1、上部结构破坏对于梁式结构由于地震效应造成结构本身的破坏在报道中见的不多。梁式结构破坏多是在地震作用下支撑连接构件破坏或下部结构失效导致的落梁。而落梁对墩台侧壁的撞击又

2、对下部结构造成破坏。2、下部结构破坏圬工下部一般出现倾斜、倒塌、开裂破坏。钢筋混凝土结构会出现轻微开裂、保护层混凝土剥落、纵向受力主筋压曲，截面变化处核心混凝土压碎等。3、基础破坏8扩大基础和桩基的承台因本身刚度比较大，自身震害极少见。多是地基发生沉降、滑移造成基础变位。桩基础却有发生剪断、倾斜的破坏。（二）震害原因1、地基土的影响由于地基土(如饱和粉细纱和饱和粘沙土)的地震液化影响，同样加大了地震位移的影响，进而放大了结构的振动反应，使落梁的可能性增大。当采用排架桩基础时，则使桩基的承载力降低，从而造成与地震反应无关的过大的竖向和横向位移，而简支梁桥

3、对此尤为明显。另外，由于地基软弱，地震时当部分地基液化失效后引起了结构物的整体倾斜，下沉等严重变形，进而导致结构物的破坏，震害较重。2、支座破坏在地震力的作用下，由于支座设计没有充分考虑抗震要求，构造上连接与支挡等构造措施不足，或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，导致了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力的传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。下部结构缺陷由于桥梁下部结构不足以抵抗其自身的惯性力和支座传递的主梁的地震力，导致结构下部的开裂、变形和失效，甚至倾

4、覆，并由此引起全桥的严重破坏。8简支梁桥抗震设计的思想（一）抗震概念设计由于地震的发生存在不确定因素和复杂因素，同时结构计算模型需要假定结果且与实际情况存在较大差异，以致“计算设计”在一定程度上较难控制结构的抗震性能，因此，对于结构抗震设计来说，不能完全依赖计算，“概念设计”其实比“计算设计”更加重要。而良好的“概念设计”将直接影响着结构抗震性能。良好的“概念设计”必须是，在设计桥梁方案阶段应根据功能要求、静力分析和桥梁的抗震性能等取舍抗震结构体系。在抗震概念设计时，应重视上、下部结构连接部位和过渡孔处连接部位的设计及塑性铰预期部位和桥墩形式的选取；应

5、对动力特性进行简单的分析、对地震反应进行评估，接着结合结构设计对结构的抗震薄弱部位、构造设计及是否能通过配筋等进行进一步地分析。以分别保证桥梁结构的经济性、抗震安全性和在桥址处的场地条件下所选择的结构体系是良好的结构体系。最后，应根据分析结果对抗震性能的优劣进行综合性评判，再决定是否对设计方案进行修改。（二）延性抗震设计简支梁桥的抗震延性设计主要是反复进行以下两项工作：仔细地对预期会出现的塑性铰部位进行配筋设计；8为保证抗震安全性应分析并验算整个桥梁结构的抗震能力这两个阶段，直到通过抗震能力验算。（三）桥梁减、隔震设计此设计可以较好地提高桥梁抗震能力，

6、并且具有简便、先进、经济等优点。此种设计的装置主要是通过对结构的能量耗散能力的增大或者增大结构主要振型周期使其落在能量较少的范围内两种措施使结构地震反应减少。在进行减、隔震设计时应充分结合结构特点和场地地震波频率特性，选用适合的设置方案、相应参数、及减隔震装置，并对结构的受力和变形进行合理地分配。简支梁桥抗震设计及加固的要点（一）抗震设计要点1、利用桥墩延性减震利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性，以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。在进

7、行延性抗震设计时，按弹性反应谱计算塑性反应的地震荷载需要修正。桥梁抗震设计规范采用了综合影响系数来反映塑性变形的影响，其理论依据是，当结构进入塑性阶段时，地震荷载可以比弹性结构的地震荷载折。结构综合影响系数主要考虑了这一因素。8对常规的简支桥梁结构应加强桥面的连续构造，以及需提供足够的加固宽度以防止主梁发生位移落梁，另外还应适当的加宽墩台顶盖梁及支座的宽度，并增设防止位移的隔挡装置。在地震区的桥梁结构以采用跨度相等、每联连续跨内下部墩身刚度相等为宜。跨度不均，墩身刚度不等极易发生震害，这已经为国内外许多震害所证实。对各墩高度相差较大的情况可采用调整墩顶

8、支座尺寸和桩顶设允许墩身位移的套筒来调整各墩的刚度，以便使之刚度尽量保持一致。对高烈度区的桥梁