橋梁抗震設(shè)計(jì)與加固技術(shù)探討

〔上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200125〕

橋梁是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在抗震救災(zāi)與交通運(yùn)輸方面具有重要作用，橋梁如果不具備良好的抗震性能，將會(huì)在地震災(zāi)害來(lái)臨時(shí)導(dǎo)致交通中斷，增加救援的難度，后續(xù)交通運(yùn)輸也面臨諸多問(wèn)題，重新建設(shè)也會(huì)耗費(fèi)大量成本。因此，橋梁設(shè)計(jì)中必須要注重抗震設(shè)計(jì)，積極采用抗震設(shè)計(jì)方式與加固技術(shù)措施，延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，保證抗震性能。

一、橋梁抗震設(shè)計(jì)措施

（一）統(tǒng)一抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在橋梁抗震設(shè)計(jì)的工作中，設(shè)計(jì)模型能夠?yàn)楣ぷ魈峁┮欢ū憷?，?shí)現(xiàn)大體預(yù)測(cè)和諸多關(guān)于抗震設(shè)計(jì)效果的數(shù)據(jù)信息。但是，地震具備一定的強(qiáng)度與不可控因素，模擬器不能準(zhǔn)確將地震帶來(lái)的影響模擬出來(lái)。因此，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不能僅局限于模擬器的相關(guān)數(shù)據(jù)，還應(yīng)該靈活使用實(shí)際的數(shù)據(jù)信息，保證抗震設(shè)計(jì)的性能符合要求。

為確保設(shè)計(jì)的規(guī)范性，應(yīng)該統(tǒng)一抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，明確最佳的抗震位置，合理選擇橋墩基礎(chǔ)形式，確?？拐鹪O(shè)計(jì)工作的高效化實(shí)施。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中還需明確抗震設(shè)計(jì)方案可行性的標(biāo)準(zhǔn)，考慮到當(dāng)?shù)貐^(qū)域的地震頻率、振幅、氣候與土質(zhì)等特點(diǎn)，開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)工作。且設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中還應(yīng)該結(jié)合橋梁薄弱位置特點(diǎn)、各個(gè)部分之間的聯(lián)系特點(diǎn)與稱重特點(diǎn)等，因地制宜開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，保證在合理使用先進(jìn)電子科技技術(shù)的情況下，全面分析計(jì)算，提升橋梁的抗震性能，考慮到多種未知問(wèn)題的出現(xiàn)，保證抗震設(shè)計(jì)工作效果，預(yù)防出現(xiàn)安全隱患。

（二）強(qiáng)化結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)

橋梁屬于復(fù)雜性構(gòu)件所組合而成的整體結(jié)構(gòu)，在地震災(zāi)害中可能會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件脫落現(xiàn)象，如果關(guān)鍵位置中的構(gòu)件脫落，則會(huì)誘發(fā)橋梁的損害，不能確保整體橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在此情況下，設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，還需注重各個(gè)位置構(gòu)件的處理，利用加強(qiáng)處置的方式強(qiáng)化設(shè)計(jì)，保證各個(gè)構(gòu)件的穩(wěn)定性和強(qiáng)度符合要求，使得橋梁的空間構(gòu)型更加合理，形成良好的抗震設(shè)計(jì)工作模式。與此同時(shí)，由于橋梁整體結(jié)構(gòu)的承受能力、地域振動(dòng)能力限制，在設(shè)計(jì)工作中，必須要嚴(yán)格分析結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度延性特點(diǎn)等。采用有效措施增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使其在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)具有一定的抵御能力；在設(shè)計(jì)工作中提高結(jié)構(gòu)剛度，還能在地震災(zāi)害來(lái)臨時(shí)不發(fā)生變形；強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的延性，可以在地震災(zāi)害中更好地與形變沖擊相互適應(yīng)，維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，滿足相關(guān)抗震設(shè)計(jì)工作要求。由于橋梁在地震災(zāi)害中很容易受到損害，提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度還有延性形成保護(hù)作用，可以預(yù)防出現(xiàn)破壞性的問(wèn)題，提升結(jié)構(gòu)的抗震性能。

（三）遵循因地制宜的抗震設(shè)計(jì)原則

橋梁的抗震設(shè)計(jì)工作中，要遵循因地制宜的工作原則，保證各方面抗震設(shè)計(jì)工作效果。在開(kāi)始具體設(shè)計(jì)工作之前，相關(guān)人員應(yīng)該全面搜集區(qū)域之內(nèi)的地震記錄信息、地質(zhì)信息、水文信息等，明確防震等級(jí)，提出具體的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和基本要求，合理選擇橋梁的線形結(jié)構(gòu)，計(jì)算分析相關(guān)的內(nèi)力變形數(shù)據(jù)值，在確認(rèn)設(shè)計(jì)方案可行之后，采用減震設(shè)計(jì)的方式繼續(xù)設(shè)計(jì)，編制完善的地震應(yīng)急預(yù)案，確保整體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)效果。實(shí)際工作中如果沒(méi)有提出特殊要求，應(yīng)盡可能將橋梁軸線設(shè)計(jì)成直線形式。曲線結(jié)構(gòu)形式會(huì)在地震災(zāi)害期間有復(fù)雜的響應(yīng)形式，不能確?？拐鹦Ч本€設(shè)計(jì)方式可以盡可能將橋梁軸線和河道之間相互垂直，簡(jiǎn)化受力形式，針對(duì)性開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。如果橋梁跨越斷層，屬于多跨性結(jié)構(gòu)，要采用筒支體系開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，以免發(fā)生倒塌，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。如橋梁河岸的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，兩側(cè)邊坡有潛在地質(zhì)災(zāi)害，要利用拱橋的設(shè)計(jì)方式處理，保證抗震性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

（四）遵循安全性的設(shè)計(jì)原則

橋梁屬于整體性結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工作中應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)之內(nèi)各個(gè)部分聯(lián)結(jié)性和統(tǒng)一性等特點(diǎn)開(kāi)展針對(duì)性的設(shè)計(jì)處理。首先，注重薄弱部分的強(qiáng)化設(shè)計(jì)，保證整體結(jié)構(gòu)的全面性，在其中增設(shè)鋼筋材料，提升整體結(jié)構(gòu)的延展性。其次，在抗震試驗(yàn)中，還需模擬地震狀況，統(tǒng)計(jì)有關(guān)數(shù)據(jù)信息，盡可能提升結(jié)構(gòu)抗震性能，注重整體抗震設(shè)計(jì)符合安全性的基本要求。

二、橋梁抗震加固技術(shù)

（一）鋼板加固技術(shù)

為了預(yù)防橋梁在地震災(zāi)害中出現(xiàn)較大裂痕，在具體工作中應(yīng)使用鋼板加固技術(shù)，提升整體結(jié)構(gòu)的剛度。鋼板加固技術(shù)應(yīng)將加固的位置和橋梁的中軸位置距離控制在合理范圍內(nèi)，不可與中軸的位置距離過(guò)近。在加固期間會(huì)受到諸多限制性影響，老結(jié)構(gòu)體系容易在加固新結(jié)構(gòu)的情況下發(fā)生改變，無(wú)法全面整合，在此情況下，做好新結(jié)構(gòu)和老結(jié)構(gòu)的處理工作，才能保證鋼板加固技術(shù)的全面應(yīng)用。如果橋梁的跨度很大，加固期間就必須考慮基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)特點(diǎn)，統(tǒng)一剛性和延性，確保結(jié)構(gòu)的安全性，形成良好的加固工作機(jī)制和模式。

（二）部件加固技術(shù)

橋梁設(shè)計(jì)加固應(yīng)注重部件的加固處理，以免關(guān)鍵部件在橋梁使用期間發(fā)生位移或老化，預(yù)防在地震災(zāi)害期間有嚴(yán)重的損害問(wèn)題。部件加固過(guò)程中，應(yīng)注重連接處部件的伸縮性，保證伸縮性符合標(biāo)準(zhǔn)，在面臨地震災(zāi)害時(shí)，具有沖擊力的適應(yīng)性能，預(yù)防出現(xiàn)傳遞性裂痕。與此同時(shí)，在部件加固期間，還需要在地震災(zāi)害中可能出現(xiàn)位移現(xiàn)象的位置設(shè)置連接部件，并經(jīng)常開(kāi)展部件的檢查、維護(hù)和維修工作，保證抗震性能。需要注意的是部件設(shè)計(jì)人員應(yīng)該樹(shù)立正確觀念，遵循科學(xué)化的設(shè)計(jì)原則，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的局限性，提升橋梁部件的加固設(shè)計(jì)效果。

三、結(jié)語(yǔ)

在橋梁抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該統(tǒng)一工作標(biāo)準(zhǔn)，遵循因地制宜的設(shè)計(jì)原則，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)工作力度，確保有效完成各方面的設(shè)計(jì)工作。積極采用先進(jìn)的加固技術(shù)，將鋼筋、部件等加固技術(shù)應(yīng)用在橋梁工程中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的加固技術(shù)方式和形式，延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，形成系統(tǒng)化的工作模式。