桥梁震害及其加固措施的研究

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摘 要：地震是破坏力非常强的自然灾害之一，桥梁作为震后救援工作和震后重建工作的重要通道，其抗震性能的强弱决定着救援人员和救灾物资能否在第一时间赶到救灾现场。因此研究桥梁在地震中的破坏形式就显得尤为重要。本文针地震过程中受灾桥梁的破坏进行研究，提出了抗震的基本加固措施。

关键词：桥梁破坏；桥梁加固；发展趋势

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.101

1 引言

2008年5月12日四川汶川发生大地震，地震破坏力特别大，灾后受灾区一片混乱，地震给当地带来了严重的经济损失，许多人也在这次地震中受伤或者丧命。汶川地震发生后，交通系统全面瘫痪，特别是桥梁的毁坏，给抗震救灾带来了前所未有的困难，救援人员和救灾物资无法在第一时间到达救援现场，大大加大了人员伤亡和经济损失。

2 地震中桥梁的破坏

地震造成这样严重破坏的原因主要有：（1）此次地震的地震强度大于设防标准；（2）桥梁的结构设计不合理或者桥梁的施工不合理；（3）地震引起桥梁所处的地基失效或者地基的变形；（4）桥梁结构本身抗震能力的不足。

（1）梁部结构破坏。桥梁上部结构震害按照其原因可以分为上部结构本身的破坏、上部结构的移位震害和上部结构的碰撞震害。其中，上部结构本身的破坏比较少见，大多发生在竖向地震动很明显的地区。常见的有钢结构桥梁的局部屈曲破坏。

（2）支座的限位装置等连接构件失效破坏。桥梁的支承连接件如桥梁支座、伸缩缝、以及剪力键等是桥梁抗震中的相对比较弱的地方，震害现象比较普遍，如果支承连接构件不能够承受上部结构和下部结构的相对位移，那么此支承连接构件很可能已经失效了。

（3）桥梁下部结构破坏。桥梁下部结构的破坏主要指的是桥墩的破坏和桥台的破坏，而桥墩的破坏又分为弯曲型破坏和剪切型破坏，遭受剪切型破坏的多为低矮的桥墩，高柔的橋墩多为弯曲型破坏，两者之间的则是混合型破坏。由墩柱延性不足、横向箍筋的约束不当、纵筋过早的被切断、锚固长度不够、箍筋端部没有弯钩等等可以引起墩柱弯曲破坏。而墩柱的剪切破坏则是由于截面的抗剪强度的不足引起的。

（4）基础破坏。桩基础的破坏主要分为：液化破坏、剪切破坏、桩帽脱落这三种形式。地基液化破坏会使桩基整体位移过大以至于发生整体破坏，地基的土层交界处刚度的突变能够使桩基发生水平的剪切破坏，桩帽和桩顶的连接处一直是桩基础的薄弱的环节，桩基的震害中桩帽的脱落也是非常常见的。

3 简支梁桥的抗震加固措施

（1）上部结构的加固措施。对上部结构而言，落梁是在地震中经常发生的事故，多跨简支梁桥相对于单跨简支梁和连续梁来说，其结构整体性差，发生落梁的几率比单跨简支梁和连续梁大得多，因此在抗震设计中，要着重注意多跨简支梁的落梁现象的发生。对于落梁现象，要着重加强其上部结构的整体性，限制其横向位移，还要加强各联之间的横向联系，将桥面直接做成连续或者采用先简支后连续的构造措施。

（2）桥墩的加固措施。“强墩弱梁”一直是桥梁抗震中所提倡的，因为桥梁的下部结构的维修远比上部结构复杂的多。总体来说，空心截面桥墩的延性比实心截面桥墩的延性要好，钢筋混凝土桥墩的延性要比素混凝土桥墩的延性好一些。但是对于已经建成的桥梁，更换桥墩的类型显然已经是不可能的了，但是可以提高柱式桥墩的纵向和横向刚度，加大桩的直径，设置一些横系梁等多种方法，来防止桥墩先于梁体损伤前破坏。

（3）桥台的加固措施。在本次地震中，重力式桥台的抗震能力凸现出来了，他们的震害较轻，其中四川地区多岩石，发生沙土液化的现象很少也是很大一部分原因，并且重力式桥台施工方便，造价低廉，在四川地区乃至全国的应用都比较广泛，历次地震研究表明，重力式桥台的抗震性能比柱式桥台和带耳墙的埋置式桥台的抗振性能要好得多，因此，在条件允许的范围内，我们应当首先选用重力式桥台。

（4）挡块的加固措施。在我国防止落梁的采取最多的构造措施是挡块，在现行的规范中也规定了，在地震烈度大于七度的地区，桥梁应该设置挡块。

（5）支座和伸缩缝的加固措施。可以通过简支变连续来减少伸缩缝的使用，当上部结构与下部结构的相对纵向位移较大，这些连接件不能满足位移的要求时，往往会造成螺栓拔出或者剪断，支座附近的混凝土开裂，以及活动支座的脱落等现象，所以，我们选择伸缩缝时，要使其变形能力满足抗震设计规定的位移，同时也可以设置一些限位装置和剪力键等。

4 结论

地震直接引起了桥梁落梁、墩柱的破坏。梁体的位移以及支座的脱落等震害。通过对本次汶川地震的分析，我们应当加强桥梁两侧山体的边坡防护，连接简支梁的各梁体，扩大台座、加大桥墩的截面、将普通支座更换为铅芯-橡胶支座、重新设计和使用伸缩缝以及加大挡块的尺寸等措施来抵抗震害。

参考文献：

[1]范立础，王志强.桥梁减隔震设计[M].北京： 人民交通出版社， 2001.

[2]刘建新，胡兆同，李子青.桥梁结构减震设计方法研究[J].中国公路学报，2000（04）.