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橋梁抗震加固技術的應用現狀及發展趨勢

人氣: 6506 發表時間:2019-02-16

地基震害:地震發生后橋梁的地基發生沉降或不均勻沉降的情況,使地面發生較大的變形,地層也隨之發生水平滑移、下層、斷裂等現象。如果發生地基震害,將會使橋梁坍塌,給震后的橋梁修復工作帶來極大的困難。

橋臺震害:主要表現為橋臺與路基一起滑動,移向河心,導致橋頭、重力式橋臺的胸腔及樁柱式橋臺的樁柱發生不同程度的沉降、開裂、傾斜和折斷等情況。支座震害:某些橋梁的支座設計,并沒有充分考慮到抗震的需求,所以在某些支座形式和材料上存在著缺陷,在連接與支擋等構造措施上存在不足,導致支座在地震能量的作用下會發生較大的變形和位移。

橋墩震害:當地震發生后,橋墩在地震能量的作用下,會發生不同程度的傾斜、沉降、滑移、開裂、剪斷和鋼筋裸露扭曲等問題,嚴重影響到橋梁的平衡和牢固,橋梁面臨隨時倒塌和傾倒的情況。如今我國很多橋梁特別是依據舊規范修建的老橋,或因設計、施工以及使用上的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。

與其選擇耗費大量人力、物力去重建這些橋梁,不如采用適當的加固技術,可有效恢復和提高舊橋的承載能力和通行能力、延長橋梁的使用壽命。采用此法不但可以節省大量投資,亦可通過維修和加固舊橋消除交通安全隱患,以提高公路通行能力和服務水平、滿足現代化交通運輸的需求。

首先是對既有橋梁進行抗震能力評價,識別易損部位或構件,確定最危險及最需要加固的結構,可稱為優先研究階段;其次是對需要加固的橋梁進行詳細的結構分析階段。美國"日本等地震區 在上世紀七八十年代就開展了橋梁抗震加固方面的研究,并進行了大量橋梁構件抗震加固試驗和數值分析研究,特別是在防落梁裝置和橋墩加固技術方面的研究,已取得很好的成果,并編制了相應的橋梁抗震加固手冊或指南,用于指導既有橋梁的抗震加固。

在抗震評估的優先研究階段,美國和日本等國主要從以下幾個主要方面著手:橋梁結構的重要性;結構本身的特點及結構的易損性;基礎及場地的特征,主要包括砂土液化的可能性、場地土的類型等;橋梁所在地區的設防烈度及近斷裂基巖對橋址的影響。

近年來,隨著地震對橋梁造成災害損失的增多,我國學者也開始對橋梁的抗震加固技術和理論進行研究,楊新寶對橋墩的抗震加固技術進行了試驗研究,同時對橋梁抗震性能評價方法進行討論;國內其他一些學者也對國內外橋梁抗震加固技術進行了介紹和討論。

然而,必須承認的是,我國目前在橋梁抗震評估方面的研究工作處在起步階段,在橋梁抗震加固技術的研究和實踐上,我國與國際水平相比仍有相當的距離。公路橋梁的抗震評估和加固至今仍沒有相應的標準,對哪些橋梁可能會在地震中損壞甚至倒塌尚不清楚。

在確定需要加固的橋梁后,須對其現有的抗震性能進行詳細的評估,這是選擇加固方法和措施的基礎,而我國面臨的更大 問題恰恰是如何進行既有橋梁抗震能力的評價,特別是對有缺陷構件的抗震能力如何進行評價,需要相關的指南以及分析方法等,按照這些指南或規范提供的方法對其進行分析,進而按照所得的詳細地震分析結果來判定失效或損傷的危險程度,以及是否需要進行加固設計。

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