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摘 要：在我国经济不断发展的前提下,交通运输的发展是对经济合理有效发展最为坚实的保障,其中大力发展基础建设,交通使得经济圈的交流范围不断的缩小.当在建设当中遇到有阻碍时,选择使用桥梁来进行连接,因此桥梁的建设就受到了大家的广泛关注.但是在自然条件下,土木工程还要考虑到很多外来因素,其中地震对于结构物的影响是无法避免的问题.在本文中,我们就我国现阶段桥梁所受到的地震灾害影响,鉴于这些情况来结合国内外在桥梁抗震方面的设计研究,同时通过更多的科学研究来形成一整套的桥梁加固方式来应对地震情况下桥梁的稳定性.
关 键 词：桥梁加固抗震发展趋势
在人类不断的攫取自然资源的同时,自然也在用一次又一次猛烈的灾害来告诫人们对于生态的保护.其中也一些自然灾害是认为因素长期导致的,还有一些我们是无法避免的,如地震.当地震发生时,会伴有大量的地壳运动力量,给地面造成很大的影响,同时也会造成大量的人员伤亡.地震发生不能避免,但是地震时提高各项保护措施来降低地震给我们带来的影响还是可以做到的.就桥梁行业来说,提高桥梁的建造等级,以及在桥梁设计中考虑到地震因素,这些都能够使得桥梁在灾害来时有一定的稳定性.对于成桥,选用一些抗震加固的方式来不断提高桥梁的耐久性.
一、桥梁在地震中破坏的机理
根据翻阅大量的资料,结合最近今年发生大地震地震地区桥梁的工作情况分析报告,我们可以简要的得到,在地震中,桥梁受到的最大的影响有：
1.桥梁连接件发生故障.桥梁的上部结构和下部结构是通过连接件组合在一起,当地震发生时,发生不规则的摆动和来自多个方向的震动,使得连接件的功能失效,使得上下结构出现连接脱位,当地震级别提高,很可能上部结构整体与桥墩错开,导致桥梁的倒坍.由于上部结构的自重大,在倒塌中直接影响下部结构的稳定.
2.桥梁下部结构发生失稳.地震发生时,由于高强的震动,导致土层发生松动,结构物就在很短的时间内丧失了承载能力,极易发生侧向倾覆.也由于桥台和桥墩的自重大,惯性大,在数次的摆动当中就会无法承担上部结构传递下来的应力,出现裂缝,持续的时间较长,还会出现断裂,造成下部结构的破坏,连带上部结构一起失稳破坏.
由此可以看出,钢筋混凝土式的桥型结构会在地震当中受到较大的影响,也是我们需要通过检测加固的重要桥型,下面我们就对桥梁的抗震加固方面的问题进行探讨.
二、桥梁抗震加固的方式
在上文中提到,受到地震影响较大的桥型有钢筋混凝土式桥,正是由于其刚性较大,在地震发生时,无法将地震产生的附加应力转化和消减,造成的往往都是整体性的破坏.根据这样的破坏机理,我们需要从一些方面进行加固处理.
1.在一些刚性连接处采用一些拉杆或是柔性杆件,对于在连接部位,如伸缩缝、沉降缝和梁体端部安装有软式的挡板来加大桥面的宽度,在地震作用下,挤压的作用中,这些挡板可以起到缓冲的作用.也可以很好的起到桥梁在大幅度的晃动中,不容易发生掉落的危险.
2.在设计中考虑风荷载之外,还要考虑到地震荷载组合,考虑纵向的荷载传递后还要对于横向的荷载有一定的计算.适当的在横向增加支撑,尤其是在钢筋混凝土桥梁中,简单的简支梁桥无法承担地震带来的很在,利用横向支撑可以有效的提高桥梁的抗剪和抗弯扭变形的能力.有效的防止桥梁在地震中没有受到过多的荷载,而因没有横向作用直接发生倾覆破坏的情况发生.
3.在桥梁中适当的部位安装减震装置,以及一些耗能装置,目的都是用设计和后期加固的方式来提高桥梁在地震发生时抗外力荷载的作用.其中减震装置：在桥台部安装有实心橡胶连接板,可以将上部的荷载快速的传递到下方,同时保证上下部结构的完整性.
三、桥梁抗震加固现状
在抗震加固中,主要是对于墩柱的加固,目的是使得桥梁的下部结构能在地震中有更好抗倾覆、抗剪能力.现阶段使用较为多的抗震加固方式在桥梁的多个连接部位增加阻尼装置,当竖向的加速度过大时,阻尼装置可以起到缓冲和防止上部构件直接从支撑处掉落的危险.对于提高盖梁和承台的承载能力也有很大的提高,对于节点的抗剪能力也是一个很大的提高.在墩柱的外面设置有柔性的铰接装置,还能提高桥梁的整体性,不会在地震发生时出现较大的错位现象.
日本1971年以后,数次对公路桥梁地震震害进行调查,多次采取抗震加固对策,直到1995年,重点一直是防止落梁构造.1995年阪神大地震之后,日本也开始重视基础和桥墩的抗震加固.1971年加州在桥梁的伸缩缝上安装拉杆以减小落梁的潜在性,这是在最低花费的情况下取得最大减灾效果的一个明显尝试.随着1987年Whittier,1989年LomaPrieta及1994年Northridge地震中约束措施的失败,加州运输部已要求旧桥加固后必须具备与新桥一样的抗震能力.国外在对钢筋混凝土柱的抗震加固中,常用的技术有：钢套管外包加固、混凝土加大截面加固、FRP系列复合材料加固.到目前为止用得最多的还是钢套管外包加固,FRP系列复合材料与其他的加固材料相比有施工简便迅速、安全可靠、耐久性好等突出的优点,随着工艺的改进和总体施工成本的下降,FRP系列复合材料在桥梁抗震加固中的应用将越来越广泛.
四、抗震加固的发展趋势
从桥梁震害调查中发现,遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构,绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足.因此,国外主要的多震国家,开始强调桥梁结构整体的延性能力,其他一些国家则在原有规范的基础上,也相应地对保证桥梁结构整体的延性能力,并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力,这已成为世界主要的多震国家地震工程界的共识.对钢筋混凝土梁桥,为了保证结构的整体延性能力,目前通常的做法是增加防落梁构造措施和在预期出现塑性铰的关键部位增加横向约束,以提高桥墩的抗弯延性和抗剪强度.从加固的对象上来看,美国、日本等桥梁抗震加固水平最高的国家,已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施,转移到重视桥墩整体延性上来,以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当.