公路结构物抗震加固改造－桥梁

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1、公路结构物抗震加固改造－桥梁长安大学公路学院桥梁系胡兆同2008.09.五、桥梁抗震加固概述地震可能导致桥梁倒塌，造成交通中断，使救援和重建工作受阻。为了防止这种情况的发生，需要对已有的、抗震能力不足的桥梁结构进行加固或更换。哪些桥梁需要加固，可通过对桥梁风险性识别、评估它们的倒塌或严重震害的易损性以及启动降低这种风险的研究项目来实现。5.1需要加固桥梁的确定加固是减轻风险的最普遍的方法，然而，从加固的造价方面考虑，对一些桥梁放弃加固（全部或部分限制通行）或者更换为新结构更可取。另一个可能的选择是不采取任何加固措施并接受桥梁损坏的后果。可根据桥梁的重要性和结构易损性的

2、详细评估结果，对桥梁是否加固、弃用、更换、或不采取任何措施进行决策。由于资源有限，因此，桥梁抗震加固应采用优先加固的原则，位于高地震危险性区域的重要桥梁应为最优先加固的桥梁。公路桥梁加固过程流程图两个地震动水平的抗震加固过程P9在地震动水平II下的加固流程P165.2桥梁抗震加固的措施横隔梁的加固;l能量耗散延性横撑;l在简支梁桥中的纵向连接;l支座更换;l隔震支座;l能量耗散装置;l在梁支承处支座支承面的加宽和挡块;5.2桥梁抗震加固的措施（续）l在梁支撑和连接铰处的减震装置；l墩柱的更换；l墩柱加固的混凝土壳、钢和纤维复合外壳；l在排架中填充剪力墙；l用预应力对

3、盖梁补强；l副梁（Supergirders）；l在桥台后面设置锚板；l土层锚杆和重力式锚杆；5.2桥梁抗震加固的措施（续）l桥台剪力键；l更换承台；l承台加厚；l增加桩的抗拔能力；l补桩；l针对横跨断层的连接；l针对不稳定斜坡和液化的场地改良；l振冲土柱和碎石桩。六、上部结构与支座加固桥梁上部结构必须能够在不影响梁体稳定性的前提下，将惯性力传递到下部结构中。还有几种上部结构的加固措施可以用于减小或重新分配下部结构的荷载，包括：使用特殊的耗能装置或隔震支座、减小上部结构的静荷载以及保证桥梁上部结构的连续性。桥梁的支座与支座垫石存在的抗震缺陷是最常见。这些缺陷有可能导致桥

4、梁失去支承，甚至落梁、倒塌。其加固措施包括：约束装置、扩大支座垫石、加强支座以及更新支座。6.1桥面系与梁隔板的加强与加固P157钢梁桥延性端隔板P159钢梁桥隔板的加固混凝土梁隔板的加固－1混凝土梁隔板的加固－2简支梁改变为连续梁－1将原两跨及两跨以上简支梁的梁端连接起来，使受力体系由原来的简支转换为连续，减小跨中正弯矩，提高结构的承载能力，同时减小了伸缩缝数量，提高了行车舒适性。这种方法主要适用于多跨简支梁桥简支梁改变为连续梁－2P160混凝土箱形梁抗弯加固－1P161混凝土箱形梁抗弯加固－2混凝土箱形梁抗弯加固－3刚架拱桥的加固肋拱桥的加固6.2支座加固与更换由

5、于支座的养护较难，因此,一般不会加固钢制摆动支座，而是采取更换支座的措施。但有些情况下加固也可能成为最佳选择，此时应重点加固最有可能破坏的支座构件。需要注意的是加固支座后，可能发生的破坏或屈服也许会转移至结构的其他部位——通常是桥墩。设计师应验证这个新部位的塑性变形可以接受，并有足够的强度和延性来满足桥梁性能。支座的加固支座底板与梁的连接加固P163提高锚板承载能力的加固方法P165通过钢套对支座进行加固P166支座的更换由于地震中容易损坏的支座，在日常维护过程中都存在问题，所以，在过去地震中性能比较差的支座，可采用更换的方式进行加固。但是，通常新支座的竖向尺寸要比原

6、有支座小一些，所以，在更换过程中，需要弥补由此产生的高差。为此，可以采用一个钢基座或混凝土基座。若使用后者，可以在梁间设置一个较高的基座，从而提供一个横向剪力键，而竖向限位器可以固定在基座上。采用混凝土基座对支座进行置换P167整体顶升后更换支座支承水平加固钢支座换为橡胶支座更换为隔震支座采用隔震支座进行加固，在替换易损支座的同时可保护其它构件免受损坏。在美国，采用这种方法对150多座桥梁成功进行了加固。采用隔震支座可延长桥梁的基本振动周期，从而减小桥梁的地震反应。隔震支座可减少桥梁上部结构的加速度以及传递至下部结构的惯性力。但采用隔震支座会使桥梁上部结构与下部结构之

7、间的相对位移增加。利用支座的耗能特性，可以将相对位移限制在可接受的范围内。铅芯橡胶隔震支座摩擦摆动隔震支座P168铅芯橡胶隔震支座实物摩擦摆动隔震支座Eradiquake隔震支座P1686.3加强上部结构与下部结构的连接钢管剪力键（锚栓）P170防止落梁的方法桥台支座支承面的拓宽P171(2)套管延伸器设置连梁装置或限位器－1设置连梁装置或限位器－2P176耗能型连梁装置示意图防止落梁装置－拉杆（梁－梁）防止落梁装置－拉杆（梁－墩）有效支承宽度P181加宽墩帽设连梁装置钢绞线拉杆横向剪力键（挡块）P187纵向防震挡块七、下部结构加固除了对上部结构进