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    橋梁抗震加固技術現狀及發展趨勢

    發布日期:2018-04-26 作者: 點擊:

    摘 要:在我國經濟不斷發展的前提下,交通運輸的發展是對經濟合理有效發展Z為堅實的保障,其中大力發展基礎建設,交通使得經濟圈的交流范圍不斷的縮小。當在建設當中遇到有阻礙時,選擇使用橋梁來進行連接,因此橋梁的建設就受到了大家的廣泛關注。但是在自然條件下,土木工程還要考慮到很多外來因素,其中地震對于結構物的影響是無法避免的問題。在本文中,我們就我國現階段橋梁所受到的地震災害影響,鑒于這些情況來結合國內外在橋梁抗震方面的設計研究,同時通過更多的科學研究來形成一整套的橋梁加固方式來應對地震情況下橋梁的穩定性。 

    關鍵詞:橋梁加固 抗震 發展趨勢 

    在人類不斷的攫取自然資源的同時,自然也在用一次又一次猛烈的災害來告誡人們對于生態的保護。其中也一些自然災害是認為因素長期導致的,還有一些我們是無法避免的,如地震。當地震發生時,會伴有大量的地殼運動力量,給地面造成很大的影響,同時也會造成大量的人員傷亡。地震發生不能避免,但是地震時提高各項保護措施來降低地震給我們帶來的影響還是可以做到的。就橋梁行業來說,提高橋梁的建造等級,以及在橋梁設計中考慮到地震因素,這些都能夠使得橋梁在災害來時有一定的穩定性。對于成橋,選用一些抗震加固的方式來不斷提高橋梁的耐久性。 

    一、橋梁在地震中破壞的機理 

    根據翻閱大量的資料,結合Z近今年發生大地震地震地區橋梁的工作情況分析報告,我們可以簡要的得到,在地震中,橋梁受到的Z大的影響有: 

    1.橋梁連接件發生故障。橋梁的上部結構和下部結構是通過連接件組合在一起,當地震發生時,發生不規則的擺動和來自多個方向的震動,使得連接件的功能失效,使得上下結構出現連接脫位,當地震級別提高,很可能上部結構整體與橋墩錯開,導致橋梁的倒坍。由于上部結構的自重大,在倒塌中直接影響下部結構的穩定。 

    2.橋梁下部結構發生失穩。地震發生時,由于高強的震動,導致土層發生松動,結構物就在很短的時間內喪失了承載能力,極易發生側向傾覆。也由于橋臺和橋墩的自重大,慣性大,在數次的擺動當中就會無法承擔上部結構傳遞下來的應力,出現裂縫,持續的時間較長,還會出現斷裂,造成下部結構的破壞,連帶上部結構一起失穩破壞。 

    由此可以看出,鋼筋混凝土式的橋型結構會在地震當中受到較大的影響,也是我們需要通過檢測加固的重要橋型,下面我們就對橋梁的抗震加固方面的問題進行探討。 

    二、橋梁抗震加固的方式 

    在上文中提到,受到地震影響較大的橋型有鋼筋混凝土式橋,正是由于其剛性較大,在地震發生時,無法將地震產生的附加應力轉化和消減,造成的往往都是整體性的破壞。根據這樣的破壞機理,我們需要從一些方面進行加固處理。 

    1.在一些剛性連接處采用一些拉桿或是柔性桿件,對于在連接部位,如伸縮縫、沉降縫和梁體端部安裝有軟式的擋板來加大橋面的寬度,在地震作用下,擠壓的作用中,這些擋板可以起到緩沖的作用。也可以很好的起到橋梁在大幅度的晃動中,不容易發生掉落的危險。 

    2.在設計中考慮風荷載之外,還要考慮到地震荷載組合,考慮縱向的荷載傳遞后還要對于橫向的荷載有一定的計算。適當的在橫向增加支撐,尤其是在鋼筋混凝土橋梁中,簡單的簡支梁橋無法承擔地震帶來的很在,利用橫向支撐可以有效的提高橋梁的抗剪和抗彎扭變形的能力。有效的防止橋梁在地震中沒有受到過多的荷載,而因沒有橫向作用直接發生傾覆破壞的情況發生。 

    3.在橋梁中適當的部位安裝減震裝置,以及一些耗能裝置,目的都是用設計和后期加固的方式來提高橋梁在地震發生時抗外力荷載的作用。其中減震裝置:在橋臺部安裝有實心橡膠連接板,可以將上部的荷載快速的傳遞到下方,同時保證上下部結構的完整性。 

    三、橋梁抗震加固現狀 

    在抗震加固中,主要是對于墩柱的加固,目的是使得橋梁的下部結構能在地震中有更好抗傾覆、抗剪能力?,F階段使用較為多的抗震加固方式在橋梁的多個連接部位增加阻尼裝置,當豎向的加速度過大時,阻尼裝置可以起到緩沖和防止上部構件直接從支撐處掉落的危險。對于提高蓋梁和承臺的承載能力也有很大的提高,對于節點的抗剪能力也是一個很大的提高。在墩柱的外面設置有柔性的鉸接裝置,還能提高橋梁的整體性,不會在地震發生時出現較大的錯位現象。 

    日本1971年以后,數次對公路橋梁地震震害進行調查,多次采取抗震加固對策,直到1995年,重點一直是防止落梁構造。1995年阪神大地震之后,日本也開始重視基礎和橋墩的抗震加固。1971年加州在橋梁的伸縮縫上安裝拉桿以減小落梁的潛在性,這是在Z低花費的情況下取得Z大減災效果的一個明顯嘗試。隨著1987年Whittier,1989年Loma Prieta及1994年Northridge地震中約束措施的失敗,加州運輸部已要求舊橋加固后必須具備與新橋一樣的抗震能力。國外在對鋼筋混凝土柱的抗震加固中,常用的技術有:鋼套管外包加固、混凝土加大截面加固、FRP系列復合材料加固。到目前為止用得Z多的還是鋼套管外包加固,FRP系列復合材料與其他的加固材料相比有施工簡便迅速、安全可靠、耐久性好等突出的優點,隨著工藝的改進和總體施工成本的下降,FRP系列復合材料在橋梁抗震加固中的應用將越來越廣泛。 

    四、抗震加固的發展趨勢 

    從橋梁震害調查中發現,遭受嚴重破壞和倒塌的橋梁結構,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,開始強調橋梁結構整體的延性能力,其他一些國家則在原有規范的基礎上,也相應地對保證橋梁結構整體的延性能力,并通過設計和構造保證橋梁結構的整體延性能力,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,為了保證結構的整體延性能力,目前通常的做法是增加防落梁構造措施和在預期出現塑性鉸的關鍵部位增加橫向約束,以提高橋墩的抗彎延性和抗剪強度。從加固的對象上來看,美國、日本等橋梁抗震加固水平Z高的國家,已經把加固的重點從以前單一的防落梁構造措施,轉移到重視橋墩整體延性上來,以保證加固后的橋梁與新建橋梁的抗震能力相當。

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