橋樑抗震加固該如何去做(第一彈)

從20世紀80年代至今,我國橋樑建設發展迅速,修建了許多大跨度大橋,橋樑在我們的日常生活的交通和經濟運行中佔據非常重要的地位,並常常處於地震等自然災害後交通生命線的關鍵節點,部分橋樑甚至還承擔著電力、城市用水等的輸送功能,固橋樑的抗震加固顯得尤為重要。那麼該怎樣做好橋樑的抗震加固呢?

Part one :橋樑抗震評估

對橋樑結構進行抗震性能評估的原因來自兩方面,一方面是地震中橋樑受損嚴重的修復或加固;另一方面是隨著新規範的頒布執行,設計方法的更新,需要對既有橋樑重新進行抗震計算以及性能評估。

Part two :在橋樑抗震評估過程中研究內容

1、橋樑結構的重要性

2、結構本身的特點及結構的易損性。結構易損性不僅與結構的形式有關,並且與橋樑的設計時間以及建築質量也有這極大地關係。

3、橋樑所在地區的抗震設防烈度以及基礎和場地的特徵,主要包括砂土液化的可能性和場地土的類型等。

Part three :橋樑地震破壞主要形式

1、承台的抗剪及抗傾覆性能不足,導致承台傾覆

2、承台塑性鉸的抗彎、抗剪強度及變形能力不足,導致橋墩破壞

3、橋墩鋼筋的連接及錨固性能不足,導致橋墩破壞

4、蓋梁與橋墩節點處破壞

5、樁基的強度、橋樑支座連接等破壞

Part four :抗震加固方法

1、橋樑墩柱加固法

在美國自從1989年Loma Prieta地震後,在改進橋樑下部結構抗震性能的加固措施進行了大量的研究和發展。這些研究項目主要是研究各種加固措施對提高橋墩、柱構件的彎曲、剪切強度和橋墩的彎曲延性能力的有效性,現目前橋樑下部結構抗震加固的方法主要有:加大截面法、鋼管外包加固法以及複合材料加固法等。

加大截面法是一種最常用的墩柱加固方法,在原有墩柱的表面增加一層混凝土及縱向鋼筋和橫向鋼筋,增加橫向鋼筋是為了提高墩柱的抗剪強度和延性能力,而縱向鋼筋能否提高混凝土墩柱的彎曲強度則取決於其是否錨固承台之中,同時承台也必須加固以便承受增加的剪力及傾覆彎矩。若縱筋被切斷則不會提高墩柱的彎曲強度,但是由於外包混凝土對核芯混凝土的約束作用,在一定程度上提高了墩柱的延性。

鋼管外包技術最初是針對圓柱橋墩提出的。採用兩塊半圓形的鋼管現場沿豎向接縫焊接,切鋼管內徑比橋墩直徑略大,空隙中灌注添加微膨脹劑的水泥砂漿,鋼管的下端與承台頂面有3—5cm的間隙,防止橋墩在地震作用下彎曲時因鋼管受壓而增加截面的彎曲強度。由於現在橋樑技術的發展,橋墩形式已經不僅僅局限於圓柱橋墩,對於柱形橋墩來說,為了提供像圓柱橋墩一樣的連續的約束效果,可以採用橢圓形的鋼管進行外包。

複合材料加固法通過外包組合纖維/環氧樹脂套管(例卡本水下玻纖套筒)來實現約束,其具體加固原理與鋼管外包技術基本相同,據試驗表明此加固技術能夠有效的提高原先橋墩的彎曲延伸能力和抗剪強度,由於採用複合材料自身的性質,其具有鋼管所不具備的耐腐蝕、耐UV等特點,在橋樑加固改造工程中佔比日益增多。

2、橋樑基礎加固法

在橋樑抗震加固中,基礎加固可能是最為昂貴和繁瑣得一種加固方法。一般來說需要進行基礎加固的橋樑會有以下幾方面問題:承台彎曲強度、剪切強度、承台/柱剪切強度、橋墩縱筋錨固、樁承載力和抗傾覆能力不足。

為了提高承台的抗彎強度,可以在既有承台表面、側面及底面增設鋼筋混凝土,並通過植筋與原有承台做可靠連接,使之成為一個整體共同受力;當情況受限無法採用增設鋼筋混凝土來提高承台的彎曲強度時,可以採用預應力技術進行加固。

相對於承台彎曲強度不足時的加固來說,承台剪切強度不足時的加固相對來說就複雜了許多,在以後的文章中我們在進行討論,大家也可以先行查閱資料,以便於更好的了解橋樑抗震加固。


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