浅谈桥梁结构的震害类型与加固方法

　　摘要：我国属于世界上的多地震国家之一，地震分布广、频度高、强度大，且人口密集，地域辽阔，一旦发生强烈地震，会给人们的生命财产安全带来巨大的威胁。随着城市化建设的发展，越来越多的桥梁被建成，人们逐渐重视到开展桥梁的抗震研究工作的必要性。本文主要对桥梁结构的震害类型与加固方法进行了简述。

　　关键词：桥梁结构；桥梁震害；抗震研究；抗震加固

　　一、桥梁结构的震害与特征

　　桥梁作为连接城市要道的交通枢纽，其重要性不言而喻。根据国内外对桥梁的震害调查，常见的震害类型主要有：桥墩的震害、支座的震害、桥台的震害、主梁的震害。

　　（一）桥墩的震害：其常见形式为桥墩倾斜、剪断、整体下沉、受压区混凝土开裂以及局部压溃、钢筋裸露变形等。桥墩的开裂位置主要发生在桥墩与基础连接处、桥墩与支座连接处、桥墩截面变化处。

　　（二)支座的震害：设计支座时没有完全考虑抗震的构造要求，或由于支座材料和形式上的缺陷，导致支座在顺桥向与横桥向发生大的位移和变形，致使固定支座锚固螺栓拔出、剪断，活动支座脱落，进而引发承载力的传递形式发生变化，对桥梁的其他部位产生不利的影响。

　　（三）桥台的震害：一般表现为桥台路堤同时延纵桥向坍塌或滑移。桩柱式桥台会发生桩柱倾斜、开裂、压塌和折断。重力式桥台则表现为胸墙开裂，裸露钢筋屈曲，由于自重过大还会发生整体移动、下沉和转动。桥台的位移与倾斜会导致全桥受力体系的改变，使主梁破坏，甚至倒塌。

　　（四）主梁的震害：一般形式为主梁坠落。主梁坠落主要还是由于桥梁其他结构发生破坏引起的。如：桥梁墩台沉降、倒塌，支座破坏，梁体碰撞。地震一般不会引起主梁结构本身破坏。

　　二、桥梁设计中应注意的问题

　　（一）桥位的选择

　　桥位的选择是桥梁设计中最为重要的一部分。进行桥梁结构抗震设计时首先要选择好桥位。桥位的选址应避开粘土层等受力不好的土层区域，选择基岩、坚实的碎石类地基和硬粘土地基。当发生一些特殊情况，导致桥梁必须修建在这些受力不好的区域中时，应适当增加桥梁的长度，将桥台设置在土体受力性能、稳定性能好的区域。同时，加强桥墩的构造要求。

　　（二）桥型的选择

　　桥型的选择首先应结合实际具体的情况，充分考虑地形、地貌、地质条件及震害经验来选择桥型。其次，在条件允许的范围内优先选择抗震性能好、便于修复加固的结构体系。

　　（三）桥孔的布置

　　桥孔的布置应尽可能的避免大跨与高墩的组合形式，优先考虑等跨径布置。尽量选择体型简单、自重轻、质量和刚度均匀分布，且施工方便的布置方案。因为特殊情况需要在地震后可能形成泥石流沟谷上修建桥梁时，孔跨间距和桥下净高应根据实际区域内地质条件适当增大。

　　三、桥梁抗震加固方法

　　在分析由于地震导致的不同程度的破坏的基础上，对桥梁进行加固应该考虑其延展力和承载力的设计，进而提高桥梁结构的抗震性能。

　　（一）结构连接件的维护

　　从以往的工程经验来看，致使桥梁失去使用能力多是由于桥梁上下两种结构之间难以承受地震所产生的相对位移所导致的。两种结构发生位移会使连接构件失稳进而引发破坏。桥梁上部结构下落所产生的冲击力将由下部结构直接承受，通常这个力是比较大的。对于这个问题，应该及时和定期的养护和监测支座、伸缩结构。一般的做法是增大支座与主梁接触的截面、安装限制支座发生位移的仪器、增加挡块使冲击力产生时具有缓冲空间。

　　（二）上部结构的加固

　　增大截面加固法：在梁板的受弯区域加设受弯钢筋可以大大提高桥梁结构的抗弯性能，这种方法简单有效。需要注意的是，如果受弯钢筋加设过多，梁板将变为超筋构件。为了预防发生这种情况的发生，可以采用加大下部截面的方法来做为限制超筋构件产生的手段。需要注意的是，新加入的结构与原有结构必须形成一个有机的整体，新老结构之间需要设置相应的连接且超过原有结构的承载能力的新增结构不能采用。

　　转换结构体系法：在原有的简支梁梁端增设受弯钢筋，使其相邻两跨与原简支梁形成多跨连续梁结构。由桥梁工程连续梁的受力特点可知，连续梁的跨中弯矩比简支梁的小，从而达到增大了桥梁承载能力的目的。

　　（三）下部结构的加固

　　支座的加固：发生地震时病害多发的部位往往是支座。从材料上来看，容易在地震作用发生破坏的一般是钢支座，其抗震能力较差，而橡胶支座具有较好的抗震能力。一般对于支座的加固手段是将钢支座替换成橡胶支座。对于那些有特殊质量和材料要求的桥梁结构，可以采用隔震支座进行抗震防护。当发生地震时，支座在产生较大水平位移的同时，能够吸收大量的地震能量，从而降低地震对上部结构的影响。

　　填充墙：针对于多柱桥梁来说，填充墙是一种施工经济、简单有效的方法。其主要目的是使原有结构的横向位移在一定范围内改变。其机理是：增大柱产生横向位移所需要的横向力，进而使全桥的横向位移得到控制，减小了桥梁结构产生塑性铰的可能性，提高了抗震性能。在实现对桥梁结构纵向位移的控制时，不能采用倾斜弧度小的排架填充墙结构，否则控制效果难以达到预期目标。

　　四、结束语

　　桥梁抗震是一个系统工程，随着国家经济建设的快速发展，大型运输车辆的不断增加，地震的频繁活动等，桥梁抗震方面的工作将面临更大的挑战，我们要高度重视桥梁的抗震研究，逐步改进和提高桥梁的抗震研究水平，形成一个科学的桥梁抗震评价系统，减少因地震、船撞、车辆振动引起的桥梁损坏，确保桥梁的坚固与稳定。虽然目前我们对桥梁抗震方面的研究已经取得了一定成果和进展，但路漫漫其修远兮，吾将上下而求索，我们应纵观世界桥梁界，继续为我国桥梁事业的发展而努力。

　　参考文献：

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　　罗开勇

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