提高公路橋梁抗震能力的措施
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摘要：首先闡述了設(shè)計公路橋梁抗震能力的目的，而后分析了橋梁的主要震害形式，并從橋梁上部結(jié)構(gòu)、墩柱、橋梁基礎(chǔ)等方面加以說明。隨后簡要概述了公路橋梁發(fā)生震害的原
因，最后提出了相應(yīng)的抗震加固措施，主要包括：合理選擇橋位、科學選擇橋型、加固主梁、加固伸縮縫等，以期提高橋梁抗震能力。
0引言
我國很多地區(qū)都屬于地震帶，不定期會遭受地震的影響，并且這些地震的強度較高且發(fā)生頻率較為頻繁，一旦發(fā)生地震，則會嚴重損壞橋梁結(jié)構(gòu)，并且還會造成人們無法正常生活
，甚至威脅人們的生命安全[1]。公路橋梁在設(shè)計過程中，需要采取抗震設(shè)計方案，從而有效避免地震中發(fā)生嚴重的橋梁坍塌。下面將對橋梁的抗震設(shè)計展開深入研究，以促進我
國橋梁建設(shè)技術(shù)的提升。
1公路橋梁抗震設(shè)計目的
提高公路橋梁抗震能力，能有效防止橋梁發(fā)生落梁現(xiàn)象。在設(shè)計階段，通常需要充分考慮施工所在地區(qū)的地震設(shè)防烈度參數(shù)。在接縫位置處，加設(shè)梁板擱置長度，從而安裝抗震限
位結(jié)構(gòu)。由于地震載荷是非常不確定的，此時應(yīng)該選擇使用橋梁梁板連接的方式，避免發(fā)生落梁事故[2]。在遭遇強烈地震時，橋梁連接及限位裝置能有效避免橋梁出現(xiàn)嚴重的移
位、變形現(xiàn)象。
2橋梁的主要震害形式
2.1上部結(jié)構(gòu)震害
根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)發(fā)生震害的原因，通?？梢詫⑵浞殖蓛煞N方式，即結(jié)構(gòu)震害與位移震害。位移震害是常見的震害現(xiàn)象，其主要表現(xiàn)在橋梁上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)橫向、縱向危害。通常來
說，位移震害發(fā)生在伸縮縫的位置居多，若上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移比臺面、墩柱支撐的力度大，則會導致結(jié)構(gòu)受到嚴重損害，從而引發(fā)落梁等事故。
2.2墩柱震害
剪力破壞和塑性鉸破壞是墩柱震害常見的形式。在地震作用下，橋梁墩柱的頂部與底部很容易與系梁連接發(fā)生收縮，且在反復地震時會失去支撐力。另外剪力破壞發(fā)生在地震反復
作用時，則會降低承載力強度。
2.3基礎(chǔ)震害
當?shù)鼗艿揭欢ǔ潭绕茐臅r，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)則會受到嚴重影響，主要體現(xiàn)為下沉、水平滑移、斷裂等。
3公路橋梁發(fā)生震害的原因
公路橋梁在遭遇地震作用之后，會直接損壞橋臺、橋墩、支座、梁體結(jié)構(gòu)以及地基部分。橋臺與路基在使用的過程中，會逐漸向河心地帶移動，從而造成重力結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)不同程
度的沉降現(xiàn)象，甚至還會造成開裂和折斷。橋梁一旦出現(xiàn)沉降問題，則會導致翼墻開裂，進而導致整個臺體出現(xiàn)嚴重的變形和下沉。在地震影響下，整個橋墩部分會遭到損壞。除
了客觀原因，導致震害的主觀原因則是橋梁在設(shè)計過程中，沒有充分評估地震所造成的嚴重影響，從而導致橋梁存在嚴重的變形和偏移。地震發(fā)生之后，橋梁的主梁會出現(xiàn)斷裂、
變形，甚至出現(xiàn)墜落。在地震的持續(xù)作用之下，地基中的砂土會持續(xù)發(fā)生液化，從而導致地基出現(xiàn)下沉，整個橋梁會由于變形而出現(xiàn)塌陷，這情況后期往往無法修復[3]。
4公路橋梁抗震設(shè)計要點
在設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計極為關(guān)鍵，需保障協(xié)調(diào)統(tǒng)一，不管是立體還平面設(shè)計，都要保證其具備較強的整體結(jié)構(gòu)形式，以防止地震發(fā)生之后結(jié)構(gòu)部件發(fā)生掉落。在地震的作用之下，
橋梁結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件會出現(xiàn)反復變形的現(xiàn)象，抗震設(shè)計需綜合考慮到結(jié)構(gòu)抗震性能；同時，還應(yīng)該考慮延性設(shè)計方面。在設(shè)計過程中，應(yīng)該盡量降低從地基部分傳遞到橋梁結(jié)構(gòu)的
振動力，從而可以防止地震給橋梁造成嚴重損壞。公路橋梁的強度應(yīng)該保持相對穩(wěn)定，需要確保在出現(xiàn)強烈地震反應(yīng)之后，橋梁結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)延性反應(yīng)。在橋梁的接觸結(jié)構(gòu)設(shè)計中，
應(yīng)該布置多重防線，第一道防線被地震嚴重損壞后，應(yīng)該有第二道防線能夠起到抗震作用。在公路橋梁的抗震設(shè)計中，應(yīng)該以地震的基本原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計為考慮依據(jù)，從而采取更
加完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，提高橋梁的安全性。
5公路橋梁抗震加固措施
5.1合理選擇橋位
橋梁施工位置的選擇尤為重要，施工應(yīng)盡量選擇具有堅硬的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域，因為松軟區(qū)域易在地震的影響下導致其地質(zhì)穩(wěn)定性失效。通常情況下，橋梁施工多選在硬黏土地基、
基巖以及堅硬的碎石區(qū)域，盡量避免人工填土、飽和松散細砂等地質(zhì)條件。
5.2合理選擇橋型
橋型的選擇對于橋梁抗震性能的提升極為重要，在設(shè)計過程中，需要結(jié)合當?shù)氐氖┕きh(huán)境及地質(zhì)情況，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，確定橋型、墩臺以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。在確保經(jīng)濟性滿足
要求的前提下，應(yīng)該使用較為先進的橋梁結(jié)構(gòu)，保障橋體具備較強的抗震能力，比如選擇使用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)可以降低地震所帶來的影響。
5.3加固主梁
首先，可以將現(xiàn)澆的橫向懸臂挑梁結(jié)構(gòu)設(shè)計在墩頂位置上兩孔梁端的中間位置上；然后，安裝預(yù)制微彎板；最后，在挑梁的懸臂位置上需要設(shè)計人行道梁體結(jié)構(gòu)。兩側(cè)的橋孔應(yīng)該
與人行道梁的長度尺寸保持一致，在橋墩上設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)，另一側(cè)則主要是支撐挑梁結(jié)構(gòu)，從而不需要對整個橋臺實施加寬施工。人行道梁的內(nèi)側(cè)凸緣設(shè)置在未實施加固的橋面結(jié)
構(gòu)上，加寬部分應(yīng)該根據(jù)實際情況進行澆筑，對加寬結(jié)構(gòu)區(qū)域鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，提升橋梁的整體性能。挑梁頂中心的橋面伸縮縫直接延伸到人行道，確保橋梁有效搭接，挑梁上層部鋪
設(shè)油氈墊層結(jié)構(gòu)，防止受溫度的影響而出現(xiàn)收縮變形。同時，在伸縮縫內(nèi)注入聚氨酯材料以保證其性能[4]。
5.4加固伸縮縫
遭遇地震之后，橋梁之間的框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同的移位，而造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重的碰撞，與鉸接出現(xiàn)了分離。橋梁框架在該位置處會因為發(fā)生碰撞導致其出現(xiàn)不同程度的損害，
鉸接部分也會出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。一般來說，纜索約束裝置可以對整個簡支梁結(jié)構(gòu)進行加固處理，設(shè)計中纜索的設(shè)計應(yīng)該避免過多占用豎向位置空間。如果需要縱向移動較大的寬度，
建議采取纜索加簡支梁結(jié)構(gòu)或適當加寬墩帽支座結(jié)構(gòu)。地震中簡支梁的結(jié)構(gòu)形式會較之相鄰跨移動較大，此時的多跨連續(xù)橋梁就不能選擇使用纜索加固的施工方式，而選擇使用多
跨簡支梁的結(jié)構(gòu)更為合理。同時還可以對腹板采用連接板的方式，使其更具穩(wěn)定性，以實現(xiàn)加固效果。此外，相鄰的連接限位器也非常關(guān)鍵，需要通過連接支座避免其發(fā)生嚴重移
位。目前，我國所應(yīng)用的限位器主要是記憶合金限位器，其具有更高的彈性，還能夠承載較大的外部載荷。
6結(jié)語
近年來，我國的地震發(fā)生率非常高，尤其是很多大型地震的發(fā)生嚴重威脅了人們的生命財產(chǎn)安全，所以在進行橋梁設(shè)計與施工的過程中，需要采取有效的措施，提升其抗震性能。
本文從當前我國的橋梁抗震設(shè)計的目的以及地震發(fā)生的危害展開分析，從而總結(jié)出切實提升抗震性能的設(shè)計方案，以全面提升我國公路橋梁的抗震性能，在確保交通有效運行的前
提下，保障人們的正常生活，同時促進我國橋梁建設(shè)技術(shù)的提升。
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作者：郭凱斌 溫泉 單位：江西省交通設(shè)計研究院有限責任公司