淺談梁式橋的抗震加固

應(yīng) 明

(吉林大學(xué))

1 橋梁抗震構(gòu)造要求

(1)對簡支梁、連續(xù)梁、系桿拱等梁式體系,必須設(shè)置阻止梁墩橫橋向相對位移的構(gòu)造,以阻止梁墩間在地震力作用下產(chǎn)生的相對橫橋向位移。

對懸臂梁和 T型剛構(gòu)除采取上述措施外,還應(yīng)采取阻止上部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)橫橋向相對位移的構(gòu)造措施。

(2)對活動(dòng)支座,均應(yīng)采取限制其位移、防止其歪斜的措施。

(3)對簡支梁應(yīng)采取措施防止地震中出現(xiàn)落梁。

①位于烈度為 8度和 8度以上地震區(qū)的剛性地基上的簡支梁,可采用擋塊、螺栓連接、鋼夾板連接等防止落梁的措施。或在保證胸墻和臺頂抗剪強(qiáng)度的前提下,使梁墩的搭接長度 β≥1.5(n+1)δ(式中:n為全橋孔數(shù);δ為梁端間的伸縮縫值)。

②位于烈度為 7度和 7度以上地震區(qū)的非剛性地基上的簡支梁,當(dāng)岸坡在地震中會出現(xiàn)滑動(dòng)時(shí),應(yīng)采取深基礎(chǔ),并將其設(shè)置于穩(wěn)定土層以下一定深度,同時(shí)加大墩臺和樁基順橋向的抗推剛度,必要時(shí)可采用斜樁。當(dāng)?shù)鼗鶠榭梢夯翆訒r(shí),應(yīng)采取深基礎(chǔ),并應(yīng)將基礎(chǔ)設(shè)置于可液化層以下一定深度。

(4)對于樁式墩和柱式墩,樁(柱)與蓋梁、承臺聯(lián)接處的配筋不應(yīng)少于樁或柱身的最大配筋,以加固地震中易于出現(xiàn)震害的薄弱部位之一。

(5)對于磚石混凝土墩臺,應(yīng)考慮提高墩臺帽與墩臺本身以及墩臺本身基礎(chǔ)聯(lián)接處、截面突變處和施工縫處的抗剪強(qiáng)度。

(6)橋臺胸墻應(yīng)予加強(qiáng)。在胸強(qiáng)與梁的端部之間,宜填充緩沖材料,如瀝青、油毛氈、橡膠等。

(7)磚石、混凝土墩臺和拱圈的最低砂漿標(biāo)號應(yīng)按現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求提高一級采用。

(8)不論梁式橋、拱橋都應(yīng)盡量避免在不穩(wěn)定的河岸修建,一定要在不穩(wěn)定的河岸上修建大、中橋時(shí),應(yīng)合理布置橋孔,避免將墩臺布設(shè)于在地震時(shí)可能滑動(dòng)韻岸坡上和岸坡突變處。

(9)大跨徑拱橋的主拱圈宜采用抗扭剛度較大、整體性較好的斷面型式,如箱形拱、板拱等。當(dāng)主拱采用組合式斷面時(shí),應(yīng)加強(qiáng)組合截面間的連接強(qiáng)度,對雙曲拱橋應(yīng)加強(qiáng)肋波間的連接。

(10)大跨徑拱橋不宜采用二鉸和三鉸拱。當(dāng)小跨徑拱橋采用二鉸板拱時(shí),應(yīng)采取防止落拱構(gòu)造措施,如加長拱座斜面或設(shè)置防落牛腿等。

(11)磚石、混凝土空腹拱的拱上建筑,除靠近墩臺的腹拱采用三鉸或二鉸外,其余腹拱宜采用連續(xù)結(jié)構(gòu)。

(12)拱橋宜盡量減輕拱上建筑的重量。

(13)剛性地基烈度為 9度時(shí),或非剛性地基烈度為 7度時(shí)的單孔及連孔拱橋與端腹孔均應(yīng)采取防止落拱構(gòu)造,包括加長拱座斜面、設(shè)置防落牛腿以及將主拱鋼筋伸入墩臺帽內(nèi)。

(14)除上述有關(guān)抗震構(gòu)造要求外,應(yīng)對具有抗震要求的橋梁結(jié)構(gòu),特別加強(qiáng)施工質(zhì)量的保證措施,以確保設(shè)計(jì)對施工的質(zhì)量要求。

2 橋梁抗震加固的原則

我國交通部《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073)對橋梁抗震加固作了如下的規(guī)定:地震基本烈度為 7度及7度以上地區(qū)的橋梁,應(yīng)按現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004)的要求進(jìn)行驗(yàn)算,并采取相應(yīng)的抗震措施加固?；玖叶刃∮?度地區(qū)的橋梁,除國家特別規(guī)定外,可采取簡易設(shè)防。如支座處,基樁與承臺或蓋梁與立柱聯(lián)結(jié)處,基樁斷面變化處等,以提高橋梁抗震能力或減少慣性力。對現(xiàn)有橋梁或被震壞的橋梁,要根據(jù)其不同結(jié)構(gòu)型式,針對薄弱環(huán)節(jié),進(jìn)行加固處理。

橋梁的抗震加固應(yīng)根據(jù)橋梁的重要性、烈度的高低,修復(fù)的難易程度、地基土的情況分別對待,一般說對重要的、修復(fù)困難的、烈度高的、跨徑大的橋梁應(yīng)重點(diǎn)對待,全面加固。對于一般性橋梁可作一般性加固。對小橋僅對活動(dòng)支座作必要的處理。

抗震加固應(yīng)充分考慮到橋梁正常營運(yùn)和使用情況下的要求,應(yīng)使加固后的橋梁滿足如下要求,例如橋梁因溫度伸縮所必須滿足的變形,上下部結(jié)構(gòu)在活載作用下所產(chǎn)生的應(yīng)變等。

抗震加固時(shí),應(yīng)結(jié)合震害實(shí)例的破壞情況加以分析,針對薄弱環(huán)節(jié)部位,采取切合實(shí)際而有效的抗震加固措施。

橋梁震害的破壞情況,其總的震害現(xiàn)象一般是,順橋向比橫橋向震害嚴(yán)重,加固時(shí)順橋向亦比橫橋向更加重要?？偟臉蛄赫鸷ΜF(xiàn)象一般是,地基土液化使墩臺基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉、滑移、傾斜、斷裂;特別是梁的縱橫向移動(dòng)、撞擊,造成落梁、落拱或整體坍塌;拱上建筑物局部破壞、拱圈變形開裂、折斷、坍塌;此外,桁梁扭曲、位移、坍落以及支座的剪斷、傾斜、變位等等。有的是出現(xiàn)在上部結(jié)構(gòu),有的是產(chǎn)生在下部結(jié)構(gòu),而在下部結(jié)構(gòu)中,重點(diǎn)是墩臺和基礎(chǔ)的抗震加固。

為了能確保震后交通不致中斷,要盡量與鄰近公路連通。當(dāng)有舊橋、舊路、渡口可供利用時(shí),宜養(yǎng)護(hù)備用。對一些重點(diǎn)橋梁宜作好震后搶修的準(zhǔn)備,爭取震后盡快恢復(fù)交通。

3 梁式橋的抗震加固

在梁式橋的抗震加固措施中,就上部結(jié)構(gòu)來說,主要是防止順橋向和橫橋向的落梁、防止支座的破壞以及梁墩相對位移等方面?，F(xiàn)分別將有關(guān)的抗震加固措施列述如下。

(1)防止順橋向(縱向)落梁的抗震措施。

(2)防止橫橋向落梁的抗震措施。事實(shí)上防止縱向落梁的一些抗震措施,如擋塊的設(shè)置等也對防止橫向落梁有一定作用。此外,短鋼、角鋼、槽鋼等也可用于防止橫橋向落梁。

(3)防止支座破壞:梁式橋的支座在地震中是關(guān)鍵部位之一,震時(shí)往往支座傾倒,錨栓剪斷滑落,造成嚴(yán)重后果,因此必須進(jìn)行加固。