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摘要:道路作为国民经济发展的命脉,我国山区的经济发展仍旧需要道路桥梁作为基础支持。目前,我国的山区公路桥梁工程正处于一个稳步发展的态势下,但因为山区地质环境较为复杂,很容易因为地震影响到桥梁工程的使用寿命、安全性。本文在分析探讨山区公路桥梁震害受损部分的基础上,研究了公路桥梁的抗震设计及加固措施。
关键词:山区公路桥梁;受损部分;抗震设计;抗震加固
1、山区公路桥梁震害受损部分分析
纵观国内外的山区公路桥梁工程,在地震灾害下,容易受损的部位如下:第一,上部桥梁结构。一般而言,上部结构在地震中遭到的损害较小,主要出现的问题就是结构梁的位移,主要的表现就是桥梁的支柱结构和支座出现碰撞。第二,桥梁支柱支座部分。在地震发生时,该部分因为受到地震影响较大,再加之桥梁出现位移,导致支座受力状态不均衡,出现了变形甚至于完全损坏的问题[1]。第三,下部桥梁结构。这部分因为是由混凝土浇筑形成的,很容易在地震的影响下出现桥墩弯曲损坏,断裂的情况,最终带来的就是下部桥梁结构剪切失效,上部的桥身垮塌。第四,桥梁的承台部分。因为这一部分属于桥梁的基础支撑部分,地震对其影响相对较小。
2、山区公路桥梁抗震设计工作要点
2.1桥梁位置、桥型的合理选择
山区因为道路崎岖,且地势高低起伏较大,各个路段地质条件也存在着较大的差异,在设计公路桥梁的时候,需要在不对总体设计工作不产生影响的前提下,选择地质条件稳定的区域进行桥梁的施工建造,并且需要尽可能避免地震时产生破坏的地基,选择在基岩等坚硬的地质上落实公路桥梁的施工工作。对于山区而言的,地质通常都较为坚硬,但需要在桥位选择的过程中,避免建设在滑坡及泥石流等灾害的多发地带,提高公路桥梁建设过程中的安全性。在山区公路桥梁抗震结构设计过程中,桥型的设计也是其中的重要组成部分。设计人员需要在选择桥梁桥型的过程中,以当地的地质条件和实际的施工要求作为基础,选择抗震性能较为优秀的桥型,可以选择结构稳定度较高的大跨度连续梁桥,将伸缩缝的设置数量合理地进行降低,同时也可以选择隔震、减震性能较为优秀的新型钢桁架结构,在确保公路桥梁符合当地建设要求的前提下,选择一些技术较为先进的抗震桥型,同时整个桥型也需要在地震之后为结构修复提供便利,最大程度降低因为地震带来的经济损失。
2.2桥梁结构的合理设计
在实际桥梁结构的设计工作过程中,设计人员需要尽可能选择呈现规则或者对称分布的桥梁结构类型,以此来降低结构本身的自重重心、刚度重心,确保二者能够始终处于同一个中心线上,更好的降低因为地震所带来的冲击力,维持结构本身的稳定性[2]。除此之外,桥梁结构本身的刚度水平需要尽可能降低,尽量使用带有延展性质的材料,以此降低因为地震带来的脆性破坏效果,显著提高桥梁结构的抗震性能以及抵抗形变的能力水平。
3、山区公路桥梁抗震加固工作措施
3.1桥梁的上部结构加固措施
之所以山区公路桥梁的上部结构会出现抗震性能不足的现象,主要原因是梁端到盖梁的距离数值小于主梁地震反应的纵向位移数值,在这种情况下,便可以使用拉杆限位器对桥梁进行抗震加固,具体而言,在实际使用的过程中,拉杆的选用可以分为拼接板和缆索两种形式,其中最为常用的便是拼接板[3]。这种形式的拉杆能够连接相邻主梁的腹板,从而保证了彼此之间的连续性,拉杆的强度数值,则需要以落梁时候产生的剪力数值作为基础进行设计,并通过槽形孔与腹板进行固定,但需要注意的是,这种方式更加适用于直线桥,对于那些曲线桥以及一些截面变化相对较大的异形桥梁并不具备显著的加固效果。
3.2桥梁下部结构加固措施
山区的公路桥梁抗震性能提高的关键便是桥梁墩柱的抗弯能力提高。在墩柱抗弯能力不足,以及塑性铰位置不明确的情况下,设计人员需要对桥梁进行合理的加固,通常而言,在加固山区公路桥梁下部结构的过程中,可以使用钢管套增加其截面面积,又或者使用复合材料、配预应力钢绞线等进行加固,主要的原理便是通过进一步强化桥梁下部结构的强度,确保能够显著提升桥梁结构抵抗地震的荷载能力水平。
3.3减隔震加固措施
减隔震措施就是在山区公路桥梁的下坡结构和桥梁的基础工程之间增加一个隔震系统,进一步增大桥梁的固有周期,显著调低在地震过程中桥梁结构的地震力,在墩柱加固等传统加固方式无法满足桥梁抗震性能水平要求的情况下,这种方式可以有效地提高山区公路桥梁的抗震能力水平。这种方式本身能够在降低桥梁结构地震力以及控制其结构位移的前提下,显著提高山区桥梁整体的抗震性的,在具体加固的过程中,可以使用减隔震支座替换原有的桥梁支座,并在桥梁的上部和下部结構之间增加阻尼装置。
3.4主梁的有效加固措施
在加固山区公路桥梁主梁的过程中,可以使用截面增大加固以及钢板粘贴加固两种,为了更好的提高公路桥梁主体结构的抗震性能,可以将钢筋设置在梁板下,以此提高主梁结构本身的延展性,但是如果钢筋数量增加过多则会导致混凝土结构出现损坏。在这种情况下,必须要通过桥梁下部结构截面增大的方式来持续提高整个桥梁结构的整体性能。在具体操作的过程中,可以使用增大马蹄高度和宽度的方式,有效提升梁板的截面面积。在主梁的梁底产生横向和纵向裂缝的情况下,便可以使用钢板粘贴的方式进行加固,这种方式不但操作较为简便,并且能够提升桥梁主体结构的抗震性能,但在操作的过程中,钢板的牢固位置和粘结剂类型必须要符合相关规范的具体要求,以此有效强化结构稳定性。
4、总结
山区公路桥梁是当地经济发展必须的重要基础因素,但因为山区地质环境相对较为复杂,在遭遇地震灾害的情况下,山区公路桥梁本身的抗震性能决定了灾后的通信以及交通恢复时长。设计人员需要在山区公路桥梁设计的过程中。合理的选择及位置、桥型以及结构,并针对桥梁的上部和下部结构等实施合理的加固措施,强化山区公路桥梁整体抗震性水平。
参考文献
[1]李海洋.山区高速公路桥梁圆柱式墩抗震设计[J].河南科技,2021,40(06):104-106.
[2]冯杰,田彦.山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究[J].交通世界,2020(31):97-98.
关键词:山区公路桥梁;受损部分;抗震设计;抗震加固
1、山区公路桥梁震害受损部分分析
纵观国内外的山区公路桥梁工程,在地震灾害下,容易受损的部位如下:第一,上部桥梁结构。一般而言,上部结构在地震中遭到的损害较小,主要出现的问题就是结构梁的位移,主要的表现就是桥梁的支柱结构和支座出现碰撞。第二,桥梁支柱支座部分。在地震发生时,该部分因为受到地震影响较大,再加之桥梁出现位移,导致支座受力状态不均衡,出现了变形甚至于完全损坏的问题[1]。第三,下部桥梁结构。这部分因为是由混凝土浇筑形成的,很容易在地震的影响下出现桥墩弯曲损坏,断裂的情况,最终带来的就是下部桥梁结构剪切失效,上部的桥身垮塌。第四,桥梁的承台部分。因为这一部分属于桥梁的基础支撑部分,地震对其影响相对较小。
2、山区公路桥梁抗震设计工作要点
2.1桥梁位置、桥型的合理选择
山区因为道路崎岖,且地势高低起伏较大,各个路段地质条件也存在着较大的差异,在设计公路桥梁的时候,需要在不对总体设计工作不产生影响的前提下,选择地质条件稳定的区域进行桥梁的施工建造,并且需要尽可能避免地震时产生破坏的地基,选择在基岩等坚硬的地质上落实公路桥梁的施工工作。对于山区而言的,地质通常都较为坚硬,但需要在桥位选择的过程中,避免建设在滑坡及泥石流等灾害的多发地带,提高公路桥梁建设过程中的安全性。在山区公路桥梁抗震结构设计过程中,桥型的设计也是其中的重要组成部分。设计人员需要在选择桥梁桥型的过程中,以当地的地质条件和实际的施工要求作为基础,选择抗震性能较为优秀的桥型,可以选择结构稳定度较高的大跨度连续梁桥,将伸缩缝的设置数量合理地进行降低,同时也可以选择隔震、减震性能较为优秀的新型钢桁架结构,在确保公路桥梁符合当地建设要求的前提下,选择一些技术较为先进的抗震桥型,同时整个桥型也需要在地震之后为结构修复提供便利,最大程度降低因为地震带来的经济损失。
2.2桥梁结构的合理设计
在实际桥梁结构的设计工作过程中,设计人员需要尽可能选择呈现规则或者对称分布的桥梁结构类型,以此来降低结构本身的自重重心、刚度重心,确保二者能够始终处于同一个中心线上,更好的降低因为地震所带来的冲击力,维持结构本身的稳定性[2]。除此之外,桥梁结构本身的刚度水平需要尽可能降低,尽量使用带有延展性质的材料,以此降低因为地震带来的脆性破坏效果,显著提高桥梁结构的抗震性能以及抵抗形变的能力水平。
3、山区公路桥梁抗震加固工作措施
3.1桥梁的上部结构加固措施
之所以山区公路桥梁的上部结构会出现抗震性能不足的现象,主要原因是梁端到盖梁的距离数值小于主梁地震反应的纵向位移数值,在这种情况下,便可以使用拉杆限位器对桥梁进行抗震加固,具体而言,在实际使用的过程中,拉杆的选用可以分为拼接板和缆索两种形式,其中最为常用的便是拼接板[3]。这种形式的拉杆能够连接相邻主梁的腹板,从而保证了彼此之间的连续性,拉杆的强度数值,则需要以落梁时候产生的剪力数值作为基础进行设计,并通过槽形孔与腹板进行固定,但需要注意的是,这种方式更加适用于直线桥,对于那些曲线桥以及一些截面变化相对较大的异形桥梁并不具备显著的加固效果。
3.2桥梁下部结构加固措施
山区的公路桥梁抗震性能提高的关键便是桥梁墩柱的抗弯能力提高。在墩柱抗弯能力不足,以及塑性铰位置不明确的情况下,设计人员需要对桥梁进行合理的加固,通常而言,在加固山区公路桥梁下部结构的过程中,可以使用钢管套增加其截面面积,又或者使用复合材料、配预应力钢绞线等进行加固,主要的原理便是通过进一步强化桥梁下部结构的强度,确保能够显著提升桥梁结构抵抗地震的荷载能力水平。
3.3减隔震加固措施
减隔震措施就是在山区公路桥梁的下坡结构和桥梁的基础工程之间增加一个隔震系统,进一步增大桥梁的固有周期,显著调低在地震过程中桥梁结构的地震力,在墩柱加固等传统加固方式无法满足桥梁抗震性能水平要求的情况下,这种方式可以有效地提高山区公路桥梁的抗震能力水平。这种方式本身能够在降低桥梁结构地震力以及控制其结构位移的前提下,显著提高山区桥梁整体的抗震性的,在具体加固的过程中,可以使用减隔震支座替换原有的桥梁支座,并在桥梁的上部和下部结構之间增加阻尼装置。
3.4主梁的有效加固措施
在加固山区公路桥梁主梁的过程中,可以使用截面增大加固以及钢板粘贴加固两种,为了更好的提高公路桥梁主体结构的抗震性能,可以将钢筋设置在梁板下,以此提高主梁结构本身的延展性,但是如果钢筋数量增加过多则会导致混凝土结构出现损坏。在这种情况下,必须要通过桥梁下部结构截面增大的方式来持续提高整个桥梁结构的整体性能。在具体操作的过程中,可以使用增大马蹄高度和宽度的方式,有效提升梁板的截面面积。在主梁的梁底产生横向和纵向裂缝的情况下,便可以使用钢板粘贴的方式进行加固,这种方式不但操作较为简便,并且能够提升桥梁主体结构的抗震性能,但在操作的过程中,钢板的牢固位置和粘结剂类型必须要符合相关规范的具体要求,以此有效强化结构稳定性。
4、总结
山区公路桥梁是当地经济发展必须的重要基础因素,但因为山区地质环境相对较为复杂,在遭遇地震灾害的情况下,山区公路桥梁本身的抗震性能决定了灾后的通信以及交通恢复时长。设计人员需要在山区公路桥梁设计的过程中。合理的选择及位置、桥型以及结构,并针对桥梁的上部和下部结构等实施合理的加固措施,强化山区公路桥梁整体抗震性水平。
参考文献
[1]李海洋.山区高速公路桥梁圆柱式墩抗震设计[J].河南科技,2021,40(06):104-106.
[2]冯杰,田彦.山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究[J].交通世界,2020(31):97-98.