公路橋梁抗震加固技術(shù)探析
2015-07-29
在世界上主要有兩個地震頻發(fā)的地帶，歐亞地震帶與環(huán)太平洋地震帶，其中環(huán)太平洋地震帶是相對比較活躍的，世界上百分之八十的地震都集中在這。我國大部分地區(qū)是處在歐亞地震帶上，地震發(fā)生的頻率也是比較多。公路交通的安全、穩(wěn)定性是開展抗震救災(zāi)工作的命脈，橋梁就是公路交通中比較重要的環(huán)節(jié)，是公路交通網(wǎng)中關(guān)鍵所在，當(dāng)發(fā)生地震的時候，橋梁工程遭到損壞，失去了正常使用的功能，阻礙了抗震救災(zāi)工作的開展，進(jìn)一步導(dǎo)致財產(chǎn)以及生命安全的損失。所以，一定要對公路橋梁的抗震加固技術(shù)進(jìn)行研究，并且已經(jīng)成為工程發(fā)展的必然結(jié)果。
一、研究抗震加固技術(shù)的意義
隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，交通量飛漲，車輛的載重也越來越大。很多橋梁尤其是一些按照舊規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)的老橋，由于設(shè)計、施工或者使用過程不當(dāng)而產(chǎn)生的不同程度的損壞，導(dǎo)致其使用功能無法達(dá)到目前交通現(xiàn)狀的需求。如果重建這些老橋，不僅會對目前的交通情況產(chǎn)生不良影響，還會消耗大量的物力、人力。通過實(shí)踐可以說明，采取恰當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)也可以提高老橋的使用性能與承載性能，進(jìn)而延長橋梁的使用年限。進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，不僅可以節(jié)約大量的成本，還可以利用加固處理解決橋梁使用過程中存在的安全隱患，進(jìn)而提高公路橋梁的通行能力以及服務(wù)性能，達(dá)到交通運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求。首先，要對公路橋梁的抗震性能進(jìn)行評估，掌握橋梁的損壞程度，方便進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)與加固。其次，隨著新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的推行，以及設(shè)計方法的改進(jìn)，對于一些老舊橋梁進(jìn)行新的抗震評估，根據(jù)相應(yīng)的評估結(jié)果提出有效的加固手段，改進(jìn)橋梁的使用性能，進(jìn)而提高公路橋梁的穩(wěn)固性，滿足實(shí)際抗震需求。一些老舊的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對于橋梁的抗震設(shè)計比較單一，沒有相應(yīng)的細(xì)則規(guī)定，導(dǎo)致橋梁的設(shè)計中存在著許多的不確定因素，而新頒布的相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中提出了預(yù)防為主的抗震設(shè)計理念，為公路橋梁的抗震設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。因此，為了確保財產(chǎn)以及生命安全，一定要提高公路橋梁的抗震性能。
二、抗震加固技術(shù)的現(xiàn)況
自美國Alaska地震之后，就開始研究橋梁抗震性能評估以及加固技術(shù)。近幾年來，隨著地震發(fā)生次數(shù)越來越頻繁的情況，各個國家都開始重視橋梁抗震加固技術(shù)的設(shè)計與研究?，F(xiàn)階段抗震評估工作大致包括兩個階段：一是，確定最需要與最危險結(jié)構(gòu)的加固，也可以將其稱之為優(yōu)先研究階段；二是，對需要加固的結(jié)構(gòu)開展詳細(xì)的分析工作，也可以將其稱之為調(diào)查研究階段。在優(yōu)先研究階段主要重點(diǎn)研究橋梁結(jié)構(gòu)重要性、基礎(chǔ)與場地的特點(diǎn)（砂土液化、場地土類型）、結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)易損性以及橋梁施工的選址等方面。我國現(xiàn)階段對于橋梁抗震評估工作還處在初期階段，還沒有形成統(tǒng)一、科學(xué)、系統(tǒng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在確定需要加固的結(jié)構(gòu)之后，一定要對目前結(jié)構(gòu)的抗震性能開展詳細(xì)的評估工作，選擇恰當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)與方法，盡可能的改進(jìn)公路橋梁的使用性能，滿足實(shí)際使用需要。對于我國目前的抗震加固技術(shù)水平而言，與一些發(fā)達(dá)國家還存在著不小的差距，實(shí)施的相應(yīng)抗震加固技術(shù)還處在經(jīng)驗(yàn)階段，因此，一定要多多借鑒一些成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的特點(diǎn)，開展有效的抗震加固處理，進(jìn)一步滿足公路橋梁抗震加固方面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
三、抗震加固技術(shù)的實(shí)施方法
?。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)連接構(gòu)件的加固
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有關(guān)的施工單位只是關(guān)注了公路橋梁工程施工過程中的質(zhì)量環(huán)節(jié)，而養(yǎng)護(hù)單位就只是關(guān)注公路橋梁的通行舒適情況以及整體線型等方面，忽視了結(jié)構(gòu)連接構(gòu)件的承載能力，以及支撐質(zhì)量。當(dāng)公路橋梁的上部、下部結(jié)構(gòu)之間的連接構(gòu)件無法承受相應(yīng)的荷載時，就會產(chǎn)生一定的位移，導(dǎo)致連接構(gòu)件失效，梁體墜毀的情況。
?。ǘ┥喜拷Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固
對于公路橋梁上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固的方法主要有三種：一是，增大截面法。為了增強(qiáng)主梁的抗彎性能，在梁板下部加置鋼筋，假如增加的主筋數(shù)量過多，防止發(fā)生超筋構(gòu)件的現(xiàn)象，可以適當(dāng)加大主梁下部的截面積。比如：梁橋，可以加大馬蹄的寬度與高度，以此來增加構(gòu)件的截面積。在工程施工的過程中，一定要注意增加的重量不要損壞原截面，并且在新老建筑材料之間一定要進(jìn)行錨固筋、傳力銷以及剪力鍵等可靠連接。二是，粘貼鋼板法。當(dāng)梁板橋的主兩部分出現(xiàn)比較嚴(yán)重的橫向裂縫時，可以采取此項措施，進(jìn)行簡單的操作，就可以達(dá)到加固的效果。但是對于纖維、鋼筋以及貼鋼板的位置一定要遠(yuǎn)離中軸加固區(qū)域，在可以開展錨固的時候，盡可能進(jìn)行錨固，同時考察橋梁結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性能。三是，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換法。在簡支梁的梁端安裝相應(yīng)的負(fù)彎矩承載鋼筋，讓相鄰的主梁連接起來就可以形成多跨式的連續(xù)梁。根據(jù)連續(xù)梁的相應(yīng)受力情況，減小跨中彎矩，進(jìn)而達(dá)到提升橋梁承載性能的目的。
?。ㄈ┫虏拷Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固
下部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞指的主要是橋臺以及橋墩的失效。如果橋臺以及橋墩不能再承受自身的慣性力以及支座傳遞的地震力，就會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂甚至是斷裂的情況。鋼筋混凝土的橋墩在發(fā)生地震的時候非常容易受到損壞，究其原因主要為箍筋的間距太大以及相應(yīng)的數(shù)量太少，無法滿足橋梁施工的實(shí)際需求，導(dǎo)致鋼筋受力彎曲。對于提高橋墩抗震性能的措施，主要就是利用增加截面積或者黏貼纖維、鋼板等，進(jìn)行抗震性能的提升，避免出現(xiàn)橋墩破壞性震害的情況。現(xiàn)階段進(jìn)行橋墩加固的技術(shù)主要有：增加混凝土構(gòu)件的截面積加固法、碳素纖維加固法、復(fù)合材料加固法、鋼纖維加固法以及玻璃纖維加固法等。對于一些早期用石、磚等材料建設(shè)的橋梁下部結(jié)構(gòu)構(gòu)件極易可能出現(xiàn)脆性損壞，需要采取相應(yīng)的抗震加固措施，通常采取的就是鋼板襯套法以及混凝土襯套法等。
結(jié)束語:
總而言之，隨著地震的頻發(fā)，越來越多的公路橋梁建設(shè)者意識到了抗震加固技術(shù)的重要性。對于公路橋梁的加固工作而言，是一項比較長期開展的工作。因?yàn)槿狈σ欢ǖ臉蛄嚎拐鸺庸虡?biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的性能評估指標(biāo)，我國橋梁抗震加固技術(shù)還有待改進(jìn)。所以，一定要充分吸收一些發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本國的實(shí)際情況，開展相應(yīng)的實(shí)踐工作，保證公路橋梁具有足夠的抗震性能，實(shí)現(xiàn)其使用價值的同時，節(jié)約相應(yīng)的抗震加固施工成本。
