橋梁震害的加固與修復(fù)
我國是地震大國,這些年來發(fā)生的等級不同的地震災(zāi)害給我國人民帶來了人身傷害和經(jīng)濟(jì)損失,而地震發(fā)生后災(zāi)區(qū)道路往往面臨交通堵塞、中斷的情況,嚴(yán)重耽誤了救援搶險的相當(dāng)佳時機(jī),造成二次損失。作為公路生命線的樞紐,橋梁一旦遭受地震破壞,將會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失,且震后修復(fù)極其困難,現(xiàn)在我們就從橋梁結(jié)構(gòu)體系出發(fā),探討一下橋梁加固技術(shù)的現(xiàn)狀。
一、橋梁震害有多少種類嗎?
橋梁震害種類有地基震害、橋臺震害、支座震害、橋墩震害。地震中橋梁坍塌造成極大的危害,可我國有很多依據(jù)舊規(guī)范修建的老橋,或由種種原因存在不同損傷的橋梁,均處于無法滿足交通擁擠、車輛猛增的狀況。與其選擇耗費(fèi)大量人力、物力去重建這些橋梁,不如采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù),可有效恢復(fù)和提高舊橋的承載能力和通行能力、延長橋梁的使用壽命。
二、橋梁加固都有哪些措施呢?
針對橋梁在地震中的震害類型,目前,國內(nèi)外橋梁抗震加固主要采取以下技術(shù)措施:
1.在伸縮縫、鉸和梁端等上部接縫處采用拉桿、擋塊或者增加支承面寬度等措施,以防止落梁震害的發(fā)生;
2.增加鋼筋混凝土橋墩的橫向約束,提高其抗彎延性和抗剪強(qiáng)度,防止橋墩彎曲和剪切震害; 3.采用減隔震技術(shù)及專門的耗能裝置,提高橋梁的抗震性能。例如采用鉛芯橡膠耗能支座等。以美國為例,橋梁抗震加固分三個階段:第一個階段包括在伸縮縫和鉸處安裝阻尼裝置,以防止落梁震害。這一階段的主要目的是加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的聯(lián)系,以抵抗豎向加速度,以防止上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件從支承上滑落。第二階段是加固獨(dú)柱式橋墩,第三階段是加固多柱式橋墩。這兩個階段幾乎是同時進(jìn)行的,主要方法是提高墩柱的抗彎延性和抗剪強(qiáng)度、提高蓋梁、上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與橋臺的承載能力,提高結(jié)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度。
從橋梁震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn),遭受嚴(yán)重破壞和倒塌的橋梁結(jié)構(gòu),絕大部分是源于落梁和抗彎延性不足。因此,強(qiáng)調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)整體的延性能力,或是在原有規(guī)范的基礎(chǔ)上,相應(yīng)地對保證橋梁結(jié)構(gòu)整體的延性能力,并通過設(shè)計和構(gòu)造保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體延性能力,這已成為世界主要的多震國地震工程界的共識。
從加固的對象上來看,美國、日本等橋梁抗震加固水平相當(dāng)高的國,已經(jīng)把加固的重點(diǎn)從以前單一的防落梁構(gòu)造措施,轉(zhuǎn)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(dāng)。另外,過去單純“強(qiáng)度抗震”設(shè)計的指導(dǎo)思想在現(xiàn)在也被提出改進(jìn)。國內(nèi)外地震工程研究人員總結(jié)了近年來國內(nèi)外的震害資料,研究考慮基于性能的抗震設(shè)計原則。這將會成為未來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范的基本思想?拐鹪O(shè)計的性能指標(biāo),可以是單一指標(biāo),也可以是多指標(biāo)或組合指標(biāo)。
橋梁抗震加固是綜合性的大型工程,并不是短暫的工作,所以,橋梁建成通車后,需長期監(jiān)控,及時檢測,找到病因所在不斷進(jìn)行糾正。
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