公路桥梁抗震设计与抗震加固对策探析

发表时间:2021/1/25   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:谭健滔
[导读] 摘要:公路交通对于人们的生活来说有着重要意义,若发生重大自然灾害,则公路交通的有效运输是保障人民生命财产安全、恢复生产并及时重建家园的基本环节,因此要对道路交通进行优化,意识到公路交通的重要意义。
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        摘要:公路交通对于人们的生活来说有着重要意义,若发生重大自然灾害,则公路交通的有效运输是保障人民生命财产安全、恢复生产并及时重建家园的基本环节,因此要对道路交通进行优化,意识到公路交通的重要意义。公路桥梁作为公路交通重要的一部分,其重要性不言而喻。桥梁工程作为重要生命线工程,是贯通公路交通运输的关键环节,在社会建设中有着不可忽略的作用。公路桥梁抗震设计是桥梁结构安全的重要保障,基于此,要深入分析公路桥梁抗震设计有效措施并提出抗震加固对策,加强公路桥梁抗震防灾设计,才能进一步发挥公路桥梁的功能。
        关键词:公路桥梁;抗震设计;抗震加固
        引言
        公路桥梁的抗震防治指标有着保障桥梁在遭遇地震时实现预定功能并采取相应防御性措施方案的任务,能够在最大程度上抵御地震所带来的人身伤亡、经济损害。对于桥梁的抗震防设标准是指桥梁的抗震设计需在相应经济水平以及技术标准下,从桥梁结构自身具体参数出发,以结构指标作为依据,针对抗震功能进行详细设定,从而做好公路桥梁抗震设计,不断加大抗震加固工作落实力度。
        1公路桥梁震害形式
        在公路桥梁建设过程中会受到各种因素的影响对公路桥梁质量水平产生直接影响,其中桥梁震害是对公路桥梁整体质量产生影响的主要因素,若发生公路桥梁震害则会导致公路桥梁自身寿命快速缩短,而桥梁震害的表现形式十分多样,在不同的部位有着不同的震害表现形式,主要可分为上部结构震害、墩柱震害、接触震害以及附属工程震害等4种震害形式。其中诱导桥梁上部结构震害所发生的原因有许多,主要可划分为结构震害及位移震害,在这两种不同因素所造成的桥梁震害中,位移震害是最常发生的一种公路桥梁震害形式。桥梁位移震害主要表现为上部结构纵向、横向位移同时还会发生扭转。大多数情况下通过设置伸缩缝降低震害发生频率并减少由于震害给公路桥梁所造成的负面影响,若上部结构位移超过台墩、等各支撑面则会发生不可预料的严重事故,甚至可能发生梁落震害,大多落梁造成因素是由于构造失效、墩台支撑宽度不足。在地震力作用下梁、墩台间位移较大,从而导致落梁现象发生。在公路桥梁震害表现当中墩柱震害的表现形式为塑性铰破坏和剪切破坏,这是公路桥梁墩柱震害的主要表现特征,其中柔桥墩处在地震力作用下于墩柱底部和顶部出现塑性铰,随后塑性角混凝土发生支离破碎,导致塑性角混凝土所具有的承载力在这一作用下开始消失,而刚性吨在地震作用力下变形能力逐渐减弱,在未受到刚受到地震作用时主要以自身强度进行抵抗弱,地震力在作用过程中不断加大压力导致刚性吨自身强度无法抵抗,从而表现出剪切破坏特征。
        2公路桥梁抗震设计
        2.1秉承公路桥梁抗震设计原则
        从已有桥梁震害调查结果出发,多数运营期间公路桥梁会同时出现桥墩、基础等构件抗震能力弱的问题,但是若同时对桥梁支座、桥墩以及盖梁等构件展开加固措施则会出现资金消耗大、效率低、耗时长的不良问题。再加上桥梁构件加固时会对桥梁正常运行造成干扰,因此在进行桥梁抗震设计时需秉承基本设计原则。例如当针对抗震能力较弱的桥梁构件时,要从增强桥梁抗震能力以及减弱桥梁地震反应这两个角度出发,制定合理恰当的高性价比加固方案。其次,要将桥梁局部构件加固方案进行筛选对比,加固措施确定之前需要综合考虑桥梁正常使用条件以及经营范围,统筹兼顾,从整体出发进行抗震设计。
        2.2恰当选择桥位、桥型
        在进行公路桥梁设计时需根据不同地区的实际地势进行因地制宜设计,若是对于山路崎岖、地势高低不同的路段则需进行有针对性的桥位和桥型选择,因此在进行桥位选择时,要在确保不对整体线路设计造成影响的情况下尽可能选择地质条件相对较好的位置进行桥梁设计以及建造,尽可能避开在地震发生时可能会使地基受到破坏的松软地基,尽量选择坚硬地质,例如基岩及一部分坚硬的碎石地基。

如果是在山区内进行公路桥梁设计,多数地质都属坚硬地质,但在选择桥位时要尽可能避免选择滑坡和地震常发地带,通过避开这些区域保障公路桥梁建设的安全性和可靠性。桥型设计对于结构抗震来说有着不可忽略的意义,在山区公路桥梁桥型设计时需根据地质条件以及基本施工要点选择抗震性能高的桥型,尽可能选择结构稳定的大跨度连续梁桥,减少伸缩缝的设置数量。同时也可选择抗震减震效果好的新型钢架结构,在保障桥梁满足当地公路建设的基本条件下尽可能应用先进技术,通过全新技术的应用提高抗震指数。同时,要尽可能选择一些在震后容易修复的结构,尽可能减少由于不可避免灾害给公路桥梁所带来的经济损失。
        2.3分析桥梁强弱部分,合理设计结构方案
        要对桥梁系统中的抗震强弱部分进行深入分析,通过对比已发生的震害资料可以发现,大多数桥梁下部结构崩塌比上部结构更为严重,这意味着桥梁上部结构抗震能力较好,震害主要会造成桥梁上部结构、梁端撞损、梁片分离,但是并不会对桥梁的主要功能造成影响,在震后修复时也会相对较为容易,因此要将抗震防灾重点放置于桥梁下部结构,不断提高桥梁下部结构的抗震能力。
        3公路桥梁抗震加固对策
        3.1墩柱结构抗震加固措施
        墩柱发生开裂等不同破坏现象的主要因素是由于横向约束箍筋数量严重不足或是二者之间间距缝隙过大无法约束混凝土,更起不到防止纵向受压钢筋弯曲的作用,这意味着在设计过程中需对箍筋配置进行严格控制,同时还可以采用螺旋式箍筋的方式应对其进行约束。除此之外,要不断加强墩柱延性设计。在多数桥梁震害破坏当中,多数损坏案例都是由于桥墩出现破损而导致支撑力不足,致使桥梁上部结构发生整体垮塌,因此在进行公路桥梁设计时需秉承基本设计原则并遵守设计标准,保障墩柱本身延时性设计达到相关规范,以免桥梁发生突然脆性破坏,给予桥梁一定的抢救时间,从而减少经济损失以及人员伤亡。
        3.2主梁及支座的加固措施
        若是想要加固主梁结构可以通过增大截面加固法和粘贴钢板加固法两种方式进行,为进一步提高主梁结构抗震性能,可在梁板下方加设钢筋,从而提高结构延性,若增加钢筋过多则有可能出现超筋现象,致使混凝土被破坏,这意味着要采取增大桥梁下部结构截面的方式提升结构整体性能,比如梁板桥可使用增大马蹄的高度以及宽度的方式提高整体抗震性能,从而增大梁板截面面积。当主梁梁底产生横向裂缝和纵向裂缝时则可使用粘贴钢板的方式对其进行加固,这种方式不仅简单易操作同时还能够增大主梁抗震性能,但是其中要强调的是钢板的锚固位置和粘结剂要确保使用的是符合相关标准的产品,从而保障桥梁结构稳定性不断加强。
        结语
        地震频发所对结构所造成的负面影响不断加剧,致使越来越多的公路桥梁建设者意识到了抗震加固技术的重要意义,促使公路桥梁抗震加固技术的使用范围愈发广阔。公路桥梁抗震加固工作是一项周期长且复杂的工作,由于缺乏一定桥梁抗震加固标准,当前桥梁抗震加固技术水平仍然处于滞后状态,需充分结合我国实际情况以及公路具体特点展开实践工作,保障公路桥梁具有足够抗震性能,在面临不可避免的自然灾害时能够在最大程度上保护人民的生命财产安全,减少经济损失。
        参考文献
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        [4]王丹.基于公路桥梁结构抗震设计分析[J].中国房地产业,2020,(5):234.
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