橋墩選型對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)的影響

譚鋒

摘要：在連續(xù)剛構(gòu)橋前期推廣使用時(shí)，存在著或多或少病害，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展，其表現(xiàn)越來(lái)越明顯。有些病害由于設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)不足造成;有些是施工中未按相關(guān)規(guī)范、規(guī)程施工造成;有些則是后期運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中引起，這些均是早期預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋病害發(fā)現(xiàn)的高峰期，基于此，本文對(duì)橋墩選型對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)的影響進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：橋墩選型;連續(xù)剛構(gòu)橋;地震響應(yīng)

引言

連續(xù)剛構(gòu)橋是將墩身與主梁固結(jié)成一體的橋梁。由于墩身與主梁形成剛架，承受上部結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，主梁受力合理。連續(xù)剛構(gòu)橋一般位于深山峽谷之中，且跨越能力強(qiáng)，需要一定的抗震能力，而橋梁結(jié)構(gòu)在地震中的震害主要發(fā)生在橋梁下部結(jié)構(gòu)，因此，本文對(duì)橋墩選型對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)的影響研究具有十分重要的意義。

1連續(xù)剛構(gòu)橋的技術(shù)特點(diǎn)分析

首先，連續(xù)性較好。在傳統(tǒng)橋梁實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，施工步驟較為復(fù)雜、施工歷程較長(zhǎng)，建筑橋梁施工進(jìn)度較慢。而在現(xiàn)如今連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H研制過(guò)程中這一問(wèn)題加強(qiáng)了重視程度，在連續(xù)剛構(gòu)橋技術(shù)研究過(guò)程中加強(qiáng)了墩梁固與主梁的連續(xù)銜接程度，進(jìn)而在一定程度上使得其緊密程更好，施工復(fù)雜程度逐漸降低，現(xiàn)代橋梁建設(shè)的質(zhì)量更高。同時(shí)在一定程度上也有利于促進(jìn)減輕橋梁建設(shè)施工工作人員負(fù)擔(dān)量，使得現(xiàn)代橋梁建設(shè)能夠在科學(xué)有效的時(shí)間內(nèi)完成各項(xiàng)工作。其次，安全性能更好。連續(xù)剛構(gòu)橋的研發(fā)明，在一定程度上能夠有效減少橋梁實(shí)際建設(shè)過(guò)程中的各個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)，可以直接組裝，有效提高橋梁建設(shè)的安全性和便利性。最后，內(nèi)力布局較為合理化。在如今我國(guó)橋梁實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，內(nèi)力布局也起著重要的作用，只有合理的內(nèi)力布局才能在一定程度上推動(dòng)橋梁建設(shè)更加科學(xué)化和安全化，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中充分合理安排內(nèi)力布局，進(jìn)而在一定程度上能夠更加有序減少主梁中的彎距，進(jìn)而在一定程度上使得橋梁受力更加均衡，力度分布安全更加合理化，進(jìn)而在潛移默化中有效提高現(xiàn)代橋梁建設(shè)的安全性能，也使得現(xiàn)代橋梁工作建設(shè)更加高效化。

2橋墩選型對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)的影響

結(jié)構(gòu)自振頻率計(jì)算是結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)自振頻率取決于結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的剛度，計(jì)算結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出：1）橋墩類型不同會(huì)影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，三種工況中，矩形薄壁墩基頻最高，而雙肢墩基頻低，自振周期長(zhǎng)，說(shuō)明雙肢墩有效降低結(jié)構(gòu)剛度，延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)的自振周期，于抗震有利。2）連續(xù)剛構(gòu)橋一般受墩梁固結(jié)的影響，自振振型中墩柱橫彎的同時(shí)會(huì)伴隨主梁的橫彎，墩柱縱彎的同時(shí)均通常會(huì)伴隨有主梁豎向彎曲。3）橋梁的前十階振型中，前兩階振型分別為縱彎和橫彎，后八階振型以豎彎和橫彎為主。所以此橋主振型為豎彎和橫彎，因此此橋設(shè)計(jì)時(shí)還是要適當(dāng)增加橋墩橫向剛度。

3加強(qiáng)連續(xù)剛構(gòu)橋質(zhì)量控制的有效措施

3.1制定合理有效的質(zhì)量監(jiān)理制度

連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)ΜF(xiàn)如今橋梁建設(shè)有著重要的影響，因此在現(xiàn)如今我國(guó)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，不僅僅應(yīng)該注重其技能性得到新的發(fā)展突破，更應(yīng)該制定合理有效的質(zhì)量監(jiān)理機(jī)制，進(jìn)而在一定程度上使得連續(xù)鋼橋建設(shè)能夠更加科學(xué)完善，進(jìn)而有效推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代橋梁建設(shè)。例如：①工作人員具體施工過(guò)程中應(yīng)該合理有效劃分每個(gè)工作人員的工作職責(zé)和工作任務(wù)，進(jìn)而在一定程度上有效防止施工工作人員在實(shí)際工作中出現(xiàn)一系列的懶散和懈怠工作情緒，進(jìn)而有效提高工程進(jìn)度和工程質(zhì)量，促進(jìn)橋梁建設(shè)工作能夠在科學(xué)有效的時(shí)間內(nèi)完成。②在連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該做好相關(guān)審核驗(yàn)收工作，在施工工作人員實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工材料和施工設(shè)備的檢修工作，促進(jìn)連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)能夠更加合理有效。③在連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該采用高質(zhì)量的施工材料，在傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，在實(shí)際選購(gòu)材料的過(guò)程中經(jīng)常選擇價(jià)格相對(duì)低廉的材料，使得施工材料質(zhì)量得不到有效保障，為后續(xù)橋梁實(shí)際投入使用過(guò)程中，重復(fù)返修工作造成了一定的壓力，因此在現(xiàn)如今連續(xù)構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工材料的質(zhì)量檢測(cè)，采用高質(zhì)量材料，提高橋梁使用壽命和質(zhì)量。

3.2設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力

橫向預(yù)應(yīng)力主要設(shè)置在橋面板中，其主要作用在于使頂板處在受壓的實(shí)際狀態(tài)，避免頂板在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)后產(chǎn)生縱向開(kāi)裂。雖然在腹板框架效應(yīng)作用下橫向預(yù)應(yīng)力可能被削弱，但通過(guò)對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力的適當(dāng)設(shè)置還是十分重要和必要的，需要引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。一般情況下，橫向預(yù)應(yīng)力需要將橫向框架受力作為主要依據(jù)，對(duì)于懸臂部分的橫向預(yù)應(yīng)力，需布置在頂板上緣，而跨中處的橫向預(yù)應(yīng)力則在與頂板下緣相靠近的部位布設(shè)，在實(shí)際的布設(shè)過(guò)程中，因存在縱向約束，實(shí)際干擾較為嚴(yán)重，所以部分設(shè)計(jì)單位為了簡(jiǎn)化施工，直接將橫向預(yù)應(yīng)力布設(shè)于頂板上緣，對(duì)此，需對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力實(shí)際布設(shè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，橋面板上長(zhǎng)邊和短邊之比不能小于2。在計(jì)算過(guò)程中，將箱梁的整個(gè)橫截面視作一個(gè)整體框架，其縱向長(zhǎng)度確定為1m，在順橋向上按照50cm的間隔距離進(jìn)行布置。

3.3合理進(jìn)行加固設(shè)計(jì)

加固設(shè)計(jì)目的本著提高橋梁本身承載力，受力上滿足原設(shè)計(jì)規(guī)范要求，達(dá)到橋梁本身使用功能。同時(shí)還考慮以下幾點(diǎn)因素：（1）維持設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)，加固力求不過(guò)度增加主橋荷載;（2）解決當(dāng)前病害和關(guān)注長(zhǎng)遠(yuǎn)安全并重;（3）加固措施合理可行，針對(duì)性強(qiáng)，操作方便;經(jīng)濟(jì)性和加固有效性并重。通過(guò)施加體外預(yù)應(yīng)力改善結(jié)構(gòu)的整體性能和減緩跨中撓度，同時(shí)對(duì)梁體的主拉應(yīng)力進(jìn)行改善，避免箱梁腹板繼續(xù)開(kāi)裂，增強(qiáng)梁體整體抗剪承載能力。鋼束采用了多支點(diǎn)的轉(zhuǎn)束布置方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約了體外預(yù)應(yīng)力索的用量。（2）在錨固點(diǎn)和轉(zhuǎn)換點(diǎn)位置減少了對(duì)頂板及底板的受力影響，防止后期施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)二次破壞;（3）更好地將體外預(yù)應(yīng)力索斜向分力傳遞給腹板，對(duì)腹板裂縫發(fā)展有抑制作用，較好地達(dá)到了本次加固的目的;（4）施工方便，施工中的加工更方便，張拉鋼束的工作量也減少。在梁端部和跨中的索力單向較大處采用混凝土轉(zhuǎn)向塊方式解決其附加應(yīng)力。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著現(xiàn)如今我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的逐漸提高，相關(guān)科技工作人員經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)踐發(fā)明探究，進(jìn)而研制出連續(xù)剛構(gòu)橋技術(shù)，在現(xiàn)如今連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嵺`建設(shè)過(guò)程中不僅僅應(yīng)該注重提高其科學(xué)技術(shù)，更應(yīng)該完善各項(xiàng)監(jiān)督機(jī)制，進(jìn)而在一定程度上有效推動(dòng)現(xiàn)代橋梁建設(shè)技術(shù)和安全取得突破性進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張忠鋒，張凱凱，夏梅凱.不同入射角下高墩連續(xù)剛構(gòu)橋地震相應(yīng)分析[J].四川建材，2019，45（10）：165-166.

[2]唐楊.橋墩結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)單薄壁墩連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)的影響研究[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2019，17（05）：44-47+52.

[3]張澤宇，周逸，張森華.連續(xù)剛構(gòu)橋抗震性能影響因素分析[J].山西建筑，2019，45（14）：120-122.