前言

盡管我國依據近年來頻發(fā)的地震災害制訂了橋梁抗震設計規(guī)范，并針對橋梁抗震性能提出了較高的要求，但我國大多數(shù)在役公路橋梁并不能達到設計規(guī)范所制定的標準，抗震能力值得懷疑，這也導致我國目前公路網中橋梁的抗震能力較弱。這種背景下已修建橋梁，特別是處于地震多發(fā)地帶的橋梁，需要按照更為先進的設計思想進行抗震性能評價，并根據評價的結果采取相應的抗震加固措施，加快研究公路橋梁抗震加固技術。

1.橋梁震害種類

地基震害：地震發(fā)生后橋梁的地基發(fā)生沉降或不均勻沉降的情況，使地面發(fā)生較大的變形，地層也隨之發(fā)生水平滑移、下層、斷裂等現(xiàn)象。如果發(fā)生地基震害，將會使橋梁坍塌，給震后的橋梁修復工作帶來極大的困難。

橋臺震害：主要表現(xiàn)為橋臺與路基一起滑動，移向河心，導致橋頭、重力式橋臺的胸腔及樁柱式橋臺的樁柱發(fā)生不同程度的沉降、開裂、傾斜和折斷等情況。

支座震害：某些橋梁的支座設計，并沒有充分考慮到抗震的需求，所以在某些支座形式和材料上存在著缺陷，在連接與支擋等構造措施上存在不足，導致支座在地震能量的作用下會發(fā)生較大的變形和位移。

橋墩震害：當?shù)卣鸢l(fā)生后，橋墩在地震能量的作用下，會發(fā)生不同程度的傾斜、沉降、滑移、開裂、剪斷和鋼筋裸露扭曲等問題，嚴重影響到橋梁的平衡和牢固，橋梁面臨隨時倒塌和傾倒的情況。

2.橋梁抗震加固的意義

如今我國很多橋梁特別是依據舊規(guī)范修建的老橋，或因設計、施工以及使用上的種種原因存在不同損傷的橋梁，均處于無法滿足交通擁擠、車輛猛增的狀況。與其選擇耗費大量人力、物力去重建這些橋梁，不如采用適當?shù)募庸碳夹g，可有效恢復和提高舊橋的承載能力和通行能力、延長橋梁的使用壽命。采用此法不但可以節(jié)省大量投資，亦可通過維修和加固舊橋消除交通安全隱患，以提高公路通行能力和服務水平、滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枨蟆?/p>

3.橋梁抗震加固技術現(xiàn)狀

3.1國外抗震評估研究現(xiàn)狀

總結國內外橋梁抗震加固文獻可以發(fā)現(xiàn)，在開始橋梁抗震加固設計時，通常分為兩個固定階段： 首先是對既有橋梁進行抗震能力評價，識別易損部位或構件，確定需要加固的結構，可稱為優(yōu)先研究階段；其次是對需要加固的橋梁進行詳細的結構分析階段。

美國"日本等地震區(qū)國家在上世紀七八十年代就開展了橋梁抗震加固方面的研究，并進行了大量橋梁構件抗震加固試驗和數(shù)值分析研究，特別是在防落梁裝置和橋墩加固技術方面的研究，已取得很好的成果，并編制了相應的橋梁抗震加固手冊或指南，用于指導既有橋梁的抗震加固。在抗震評估的優(yōu)先研究階段，美國和日本等國主要從以下幾個主要方面著手：橋梁結構的重要性；結構本身的特點及結構的易損性；基礎及場地的特征，主要包括砂土液化的可能性、場地土的類型等；橋梁所在地區(qū)的設防烈度及近斷裂基巖對橋址的影響。

3.2我國抗震評估研究現(xiàn)狀

近年來，隨著地震對橋梁造成災害損失的增多，我國學者也開始對橋梁的抗震加固技術和理論進行研究，楊新寶對橋墩的抗震加固技術進行了試驗研究，同時對橋梁抗震性能評價方法進行討論； 國內其他一些學者也對國內外橋梁抗震加固技術進行了介紹和討論。

然而，必須承認的是，我國目前在橋梁抗震評估方面的研究工作處在起步階段， 在橋梁抗震加固技術的研究和實踐上，我國與國際水平相比仍有相當?shù)木嚯x。公路橋梁的抗震評估和加固至今仍沒有相應的標準，對哪些橋梁可能會在地震中損壞甚至倒塌尚不清楚。在確定需要加固的橋梁后，須對其現(xiàn)有的抗震性能進行詳細的評估，這是選擇加固方法和措施的基礎，而我國面臨的問題恰恰是如何進行既有橋梁抗震能力的評價，特別是對有缺陷構件的抗震能力如何進行評價，需要相關的指南以及分析方法等，按照這些指南或規(guī)范提供的方法對其進行分析，進而按照所得的詳細地震分析結果來判定失效或損傷的危險程度，以及是否需要進行加固設計。

3.3橋梁抗震加固現(xiàn)有具體措施

針對橋梁在地震中的震害類型，目前，國內外橋梁抗震加固主要采取以下技術措施： 在伸縮縫、鉸和梁端等上部接縫處采用拉桿、擋塊或者增加支承面寬度等措施，以防止落梁震害的發(fā)生； 增加鋼筋混凝土橋墩的橫向約束，提高其抗彎延性和抗剪強度，防止橋墩彎曲和剪切震害； 采用減隔震技術及專門的耗能裝置，提高橋梁的抗震性能。例如采用鉛芯橡膠耗能支座等。

以美國為例，橋梁抗震加固分三個階段：第一個階段包括在伸縮縫和鉸處安裝阻尼裝置，以防止落梁震害。這一階段的主要目的是加強上部結構和下部結構的聯(lián)系，以抵抗豎向加速度，以防止上部結構構件從支承上滑落。第二階段是加固獨柱式橋墩，第三階段是加固多柱式橋墩。這兩個階段幾乎是同時進行的，主要方法是提高墩柱的抗彎延性和抗剪強度、提高蓋梁、上部結構基礎與橋臺的承載能力，提高結點的抗剪強度。

4.橋梁抗震加固技術發(fā)展趨勢

從橋梁震害調查中發(fā)現(xiàn)，遭受嚴重破壞和倒塌的橋梁結構，絕大部分是源于落梁和抗彎延性不足。因此，強調橋梁結構整體的延性能力，或是在原有規(guī)范的基礎上，相應地對保證橋梁結構整體的延性能力，并通過設計和構造保證橋梁結構的整體延性能力，這已成為世界主要的多震國家地震工程界的共識。從加固的對象上來看，美國、日本等橋梁抗震加固水平較高的國家，已經把加固的重點從以前單一的防落梁構造措施，轉移到重視橋墩整體延性上來，以保證加固后的橋梁與新建橋梁的抗震能力相當。

另外，過去單純“強度抗震”設計的指導思想在今天也被提出改進。國內外地震工程研究人員總結了近年來國內外的震害資料，研究考慮基于性能的抗震設計原則。這將會成為未來結構抗震設計規(guī)范的基本思想。抗震設計的性能指標，可以是單一指標，也可以是多指標或組合指標。

在研究手段方面，整個抗震工程學都出現(xiàn)了越來越重視和依靠地震模擬試驗的發(fā)展趨勢。應該注意到現(xiàn)在的試驗已經不再是傳統(tǒng)意義上的簡單試驗，而是和現(xiàn)代科技融為一體的高科技試驗，譬如大比例尺甚至足尺結構和構件的地震模擬試驗等。

5.結束語

橋梁的抗震加固并不是一時的工作，恰恰相反，橋梁加固耗時良久并需要不斷進行檢查糾正。在相關橋梁抗震加固的領域中，國外技術研究已經打下了堅實的基礎，有利于我國技術人員參考吸收相關經驗，并結合本地橋梁特有的結構，在經過反復試驗后總結出有著鮮明中國特點的橋梁抗震加固技術，大面積進行推廣應用，為提高我國公路橋梁的抗震性能和抵御地震災害的能力提供可靠的技術保證。

本文名稱：橋梁抗震加固技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析
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