淺談道路橋梁抗震問題

徐 浩

黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司

淺談道路橋梁抗震問題

徐 浩

黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司

隨著我國公路建設的不斷發展，道橋的建設水平也在不斷提高。道橋不僅是我國基礎建設的重要組成部分，而且對我國的經濟發展也起到了巨大的推動作用。道橋在交通上發揮著巨大的作用，尤其在抗震救災中，道橋的作用更不能忽略。為了提高道橋的抗震救災功能，就要做好道橋的抗震工作。本文主要針對道橋在抗震中遇到的問題進行探討。

道路橋梁；抗震救災；加固

隨著地震災害的頻發，道橋等交通工程都受到不同程度的損壞，為了減輕交通工程尤其是道橋的損壞程度，發揮其抗震救災的功能，我們必須加強交通工程的抗震能力。為了加強橋梁的抗震性能，我們必須將抗震的施工理念貫穿整個道橋的建設中。本文將從道橋的設計、實際應用的問題及道橋的加固等幾個方面來進行論述。

1.道橋震害的主要形式

（1）基礎震害道路

地基震害與基礎震害是息息相關的，地基震害多會導致基礎震害的發生。地基震害的發生多是由于物理結構的損害造成的。由于發生地震時，地層的應力結構在短時間發生劇烈的變化，使地基的結構沙土出現液化或者是地面塌陷造成地基出現不均勻沉降等現象，都可能會導致道橋的整個基礎結構出現損壞?；A震害的表現形式主要有移位、傾斜、下沉、折斷和塑性鉸破壞等。

（2）附屬工程震害道路

發生地震時，由于地震力的強度大、作用時間短，會對道橋的各個連接的部位造成很大的沖擊力。這些連接部分本身的承重力就較大，在發生劇烈搖晃或沉降時這些部分就會先表現出形變，如果附屬工程沒有足夠的限位能力，下部墩柱和橋臺等部位就會出現位移，主要的形式有支座與主梁脫離、擋塊碰撞損壞、伸縮縫被強行拉斷等。

（3）上部結構震害道路

在地震損壞中，上部結構常出現的震害是位移震害。位移震害主要是因為上部結構發生橫向、縱向或扭轉形式的位移而產生的。發生地震時，由于地震力的強力作用，使得上部結構出現的位移超過了墩臺的支撐面發生落梁等現象。這種震害的發生多是由于限位結構能力不足，墩臺等的支撐面不夠造成的。

（4）墩柱震害道路

墩柱的震害形式主要有兩種，一是塑性鉸破壞二是剪切破壞。前者主要出現在柔性墩柱，后者主要出現在剛性墩柱。塑性鉸破壞主要出現在墩柱的底部、頂部或者是連接處。由于地震力的作用不穩定，使得塑性鉸混凝土無法維持原有狀態，出現剝落、破碎，無法繼續支撐橋面。剪切破壞則是由于剛性墩柱形變能力弱，無法抵抗地震力的強力沖擊，從而出現剪切性破壞。

2.測試道路和橋梁的抗震性方法

1、靜力理論

靜力理論是最初為了研究橋梁結構的抗震性而采取的理論方法。此理論主要是對地震的震動頻率和橋梁結構的各部分相同的假設，通過對影響橋梁結構的動力特性和地面運用的特性的因素進行忽略不計，然后將橋梁結構運動所形成的慣性力乘以地面運用的加速度。當由于地震使得結構產生的動力將其當做是靜止的，將地震荷載看做是地震的慣性力，然后分析在結構上通過這種外載荷的方式而產生的內力。1915年提出了震度法。這種方法中增添了水平地震荷載，這種因素是將結構10%的重量增加在靜力法原有的概念上。但是靜力法更具備簡單的概念和簡潔的計算公式。所以在我國相關的法律文件中提出通過靜力法來計算地震荷載來分析擋土墻和路基的抗震能力和穩固性。

2、時程分析法

時程分析法在我國被廣泛應用在設計和分析復雜工程結構的抗震性。這種方法分析和設計工程的抗震性都是通過對地震地面運動和速度數值的實際記錄來進行的。時程分析法不僅能夠對地震震動的時間、振幅和頻率有效地反映出來，而且還能夠對結構的彈塑性得到充分的考慮。

3.道路橋梁設計階段的抗震措施

（1）不同結構的抗震措施

道橋的結構較為復雜，施工環節較多。對道橋不同部分要采用不同的抗震設計。橋梁的抗震設計主要從三方面進行。

①基礎抗震措施。為了減少橋梁的滑動和長期的不規則形變，降低上部結構的承重，就要加強道橋基礎結構的整體性和結構強度。對于土層結構較為松軟，易發生地震液化的地方，要對土層進行加固。通過使用使樁或沉井進行深基。在使用使樁時，可以在距離地面1-3m的使樁頂部安裝鋼筋，有加強固定作用。

②橋臺抗震措施。橋臺抗震措施就是在橋臺增設胸墻并在橋臺和梁之間添加彈性墊塊，用來緩解地震力對橋臺的沖擊。有些橋梁的基礎較淺，還要在沒有下部支撐的梁部進行加固。

③橋墩抗震措施。橋墩抗震的工作原理就是利用加固過得橋墩緩解地震造成的損害。橋墩多是利用鋼筋混凝土進行澆筑的，適當的增大橋墩的承重面或者采用雙排柱式墩和排架樁墩的結構都可以起到減震的作用。在加固橋墩時要注意在柱與樁之間架設橫梁，梁要采用四鉸框架機構。

（2）橋梁整體設計方面的抗震措施

①設計橋梁時，橋位的選擇是非常重要的，合理的橋位是橋梁安全是基礎保證。橋位應該選擇在地基較硬的地方，如質地堅硬的碎石或是基巖。對于地質較軟的沙土等都不適合建筑橋梁，這些地方發生地震時結構會發生較大的變化，不均勻沉降較為明顯，常有坍塌的危險。如果選擇的橋位需要跨越斷層，就要先進行地震安全性評價然后在選擇合適的橋梁形式。

②確定橋位后還要選擇合適的橋型。橋型的選擇要依據施工地點的實際情況，對橋梁的基礎形式、墩臺和橋梁形式都要有所要求。在橋梁的結構設計上還要考慮加固和減震，結構上要選取抗震技術先進的新結構并且經濟劃算的。

③確定橋孔的位置。在布設橋孔時要考慮減震。橋梁在選擇時要選那些結構簡單，重心較低，硬度和質量分布較為合理的的橋型，注意不要選擇大跨和高墩結合的橋型。

4.橋梁的后期加固修護

（1）無筋混凝土結構和橋墩的加固

對于橋梁的下部進行減震通常從兩個方面進行：無筋混凝土結構、橋墩。橋墩的減震方法比較多，常用的是碳素纖維加固法和鋼板外包加固法等。對于無筋混凝土的加固只能從結構的整體性方面下手，用鋼板將橋墩和襯套結合起來，增強整體性提高抗震性?，F代的抗震措施要和傳統的抗震措施結合起來，最大限度的改變地震力對橋梁作用的動力參數，降低橋梁的振動反應，從而加強橋梁在地震中的存活率。

（2）橋梁抗震性的加固

在地震中橋梁容易出現滑落的危險，為了減弱風險，需要在橋梁處添加支承連接件。目前較為常見的方法就是加寬支承面，并在相鄰的梁間添加縱向約束裝置。這些方式還遠遠不夠，還需要配合耗能裝置和減震技術的使用。

[1]何瀟.道路橋梁關于抗震問題研究[J].城市建設理論研究.2014.