橋梁震害及其加固措施的研究

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摘 要：地震是破壞力非常強的自然災害之一，橋梁作為震后救援工作和震后重建工作的重要通道，其抗震性能的強弱決定著救援人員和救災物資能否在第一時間趕到救災現(xiàn)場。因此研究橋梁在地震中的破壞形式就顯得尤為重要。本文針地震過程中受災橋梁的破壞進行研究，提出了抗震的基本加固措施。

關鍵詞：橋梁破壞；橋梁加固；發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.101

1 引言

2008年5月12日四川汶川發(fā)生大地震，地震破壞力特別大，災后受災區(qū)一片混亂，地震給當?shù)貛砹藝乐氐慕洕鷵p失，許多人也在這次地震中受傷或者喪命。汶川地震發(fā)生后，交通系統(tǒng)全面癱瘓，特別是橋梁的毀壞，給抗震救災帶來了前所未有的困難，救援人員和救災物資無法在第一時間到達救援現(xiàn)場，大大加大了人員傷亡和經濟損失。

2 地震中橋梁的破壞

地震造成這樣嚴重破壞的原因主要有：（1）此次地震的地震強度大于設防標準；（2）橋梁的結構設計不合理或者橋梁的施工不合理；（3）地震引起橋梁所處的地基失效或者地基的變形；（4）橋梁結構本身抗震能力的不足。

（1）梁部結構破壞。橋梁上部結構震害按照其原因可以分為上部結構本身的破壞、上部結構的移位震害和上部結構的碰撞震害。其中，上部結構本身的破壞比較少見，大多發(fā)生在豎向地震動很明顯的地區(qū)。常見的有鋼結構橋梁的局部屈曲破壞。

（2）支座的限位裝置等連接構件失效破壞。橋梁的支承連接件如橋梁支座、伸縮縫、以及剪力鍵等是橋梁抗震中的相對比較弱的地方，震害現(xiàn)象比較普遍，如果支承連接構件不能夠承受上部結構和下部結構的相對位移，那么此支承連接構件很可能已經失效了。

（3）橋梁下部結構破壞。橋梁下部結構的破壞主要指的是橋墩的破壞和橋臺的破壞，而橋墩的破壞又分為彎曲型破壞和剪切型破壞，遭受剪切型破壞的多為低矮的橋墩，高柔的橋墩多為彎曲型破壞，兩者之間的則是混合型破壞。由墩柱延性不足、橫向箍筋的約束不當、縱筋過早的被切斷、錨固長度不夠、箍筋端部沒有彎鉤等等可以引起墩柱彎曲破壞。而墩柱的剪切破壞則是由于截面的抗剪強度的不足引起的。

（4）基礎破壞。樁基礎的破壞主要分為：液化破壞、剪切破壞、樁帽脫落這三種形式。地基液化破壞會使樁基整體位移過大以至于發(fā)生整體破壞，地基的土層交界處剛度的突變能夠使樁基發(fā)生水平的剪切破壞，樁帽和樁頂?shù)倪B接處一直是樁基礎的薄弱的環(huán)節(jié)，樁基的震害中樁帽的脫落也是非常常見的。

3 簡支梁橋的抗震加固措施

（1）上部結構的加固措施。對上部結構而言，落梁是在地震中經常發(fā)生的事故，多跨簡支梁橋相對于單跨簡支梁和連續(xù)梁來說，其結構整體性差，發(fā)生落梁的幾率比單跨簡支梁和連續(xù)梁大得多，因此在抗震設計中，要著重注意多跨簡支梁的落梁現(xiàn)象的發(fā)生。對于落梁現(xiàn)象，要著重加強其上部結構的整體性，限制其橫向位移，還要加強各聯(lián)之間的橫向聯(lián)系，將橋面直接做成連續(xù)或者采用先簡支后連續(xù)的構造措施。

（2）橋墩的加固措施。“強墩弱梁”一直是橋梁抗震中所提倡的，因為橋梁的下部結構的維修遠比上部結構復雜的多。總體來說，空心截面橋墩的延性比實心截面橋墩的延性要好，鋼筋混凝土橋墩的延性要比素混凝土橋墩的延性好一些。但是對于已經建成的橋梁，更換橋墩的類型顯然已經是不可能的了，但是可以提高柱式橋墩的縱向和橫向剛度，加大樁的直徑，設置一些橫系梁等多種方法，來防止橋墩先于梁體損傷前破壞。

（3）橋臺的加固措施。在本次地震中，重力式橋臺的抗震能力凸現(xiàn)出來了，他們的震害較輕，其中四川地區(qū)多巖石，發(fā)生沙土液化的現(xiàn)象很少也是很大一部分原因，并且重力式橋臺施工方便，造價低廉，在四川地區(qū)乃至全國的應用都比較廣泛，歷次地震研究表明，重力式橋臺的抗震性能比柱式橋臺和帶耳墻的埋置式橋臺的抗振性能要好得多，因此，在條件允許的范圍內，我們應當首先選用重力式橋臺。

（4）擋塊的加固措施。在我國防止落梁的采取最多的構造措施是擋塊，在現(xiàn)行的規(guī)范中也規(guī)定了，在地震烈度大于七度的地區(qū)，橋梁應該設置擋塊。

（5）支座和伸縮縫的加固措施。可以通過簡支變連續(xù)來減少伸縮縫的使用，當上部結構與下部結構的相對縱向位移較大，這些連接件不能滿足位移的要求時，往往會造成螺栓拔出或者剪斷，支座附近的混凝土開裂，以及活動支座的脫落等現(xiàn)象，所以，我們選擇伸縮縫時，要使其變形能力滿足抗震設計規(guī)定的位移，同時也可以設置一些限位裝置和剪力鍵等。

4 結論

地震直接引起了橋梁落梁、墩柱的破壞。梁體的位移以及支座的脫落等震害。通過對本次汶川地震的分析，我們應當加強橋梁兩側山體的邊坡防護，連接簡支梁的各梁體，擴大臺座、加大橋墩的截面、將普通支座更換為鉛芯-橡膠支座、重新設計和使用伸縮縫以及加大擋塊的尺寸等措施來抵抗震害。

參考文獻：

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