第一篇：最新空心预制板桥梁的加固设计分析论文
在先简支后结构连续桥梁中，墩顶现浇连续负弯矩段所承担的负弯矩和剪力是最大的。为弄清现有预制空心板板端负弯矩受力筋的实际握裹力大小，随机抽出６块空心板分别进行箍筋内、外侧负弯矩受力筋握裹力的抗拔试验。从最后的检测报告可知，箍筋外侧负弯矩受力筋在达到８０ｋＮ的设计抗拔力下，负弯矩钢筋及混凝土结合处没有任何变形和裂缝产生；箍筋内侧负弯矩受力筋在达到８０ｋＮ的设计抗拔力下，负弯矩钢筋和混凝土结合处有新裂缝产生，原有裂缝缝宽有加大现象。这说明箍筋外侧的负弯矩受力筋的握裹力损失较大。因施工原因，空心板板端负弯矩受力筋的握裹力受到一定程度的损失，使２０ｍ空心板弯矩受力区强度和耐久性受到影响，为保证空心板的强度和耐久性不低于原有设计标准，需要对现有预制空心板进行补强设计。
在掌握２０ｍ空心板的结构现状的基础上，结合结构分析验算，本着安全可靠、方便施工、经济合理的原则，提出预应力的套箍镶嵌补强措施。首先，为增强板端腹板的受弯能力，可将现浇段混凝土沿空心板空腔向内延伸，穿过８０ｃｍ的平滑段，到内腔膨大部分纵向３０ｃｍ，形成一个楔子一样的套箍镶嵌体。同时，当楔形体混凝土自然干燥时还会产生收缩作用，楔形体的反八字墙会与其两侧腹板紧紧咬合，将现浇连续段与空心板板端紧紧扣在一起，起着类似螺母作用，形成板端和现浇连续段整体受力的良好局面，不仅抵抗很大部分剪力，还能产生很好的抗弯效果。这样空心板板端不足的负弯矩由楔形体与两侧腹板紧紧咬合作用提供。由于套箍镶嵌体的存在，增加了空心板空腔内壁保护层的厚度及空心板腹板内壁混凝土与钢筋的握裹力，可防止内侧负弯钢筋受力出现侧崩现象，提高了负弯矩区强度的安全储备。
为防止楔形体对空心板顶板的翘顶作用，可将空心板空腔顶贴一层１ｃｍ厚塑料泡沫。空心板跨中允许正常挠度值１．５ｃｍ，极限挠度值３．３ｃｍ，按直线内插，在极限挠度情况下，楔形体最外端与板顶距离１－３．３×（１．１＋０．３）／１０≈０．５ｃｍ；同时，考虑到楔形体混凝土收缩和重力作用，楔形体最外端与板顶间空隙会远大于０．５ｃｍ，所以楔形体不会对空心板顶板形成翘顶作用。楔形体构造见图２。考虑到空腔顶贴膜和混凝土收缩，竖向仅考虑６５ｃｍ受压高度（实际空腔高７０ｃｍ）；查设计文件，Ｃ５０混凝土受压设计强度２２．４ＭＰａ，可得出，楔形体提供最大弯矩为（２２．４＋０）×１０６／２×０．３×０．６５×（０．６５×２／３）×２×０．８５＝１ ６０８ｋＮｍ。经过桥梁博士软件试算，在达到公路Ｉ级设计荷载情况下，桥梁仅需２３０ｋＮｍ负弯矩即可满足设计条件，而补强措施提供的１ ６０８ｋＮｍ的弯矩能极大地满足设计要求，并且具备较多的安全储备。空心板板端经上述补强后，经计算，其结构抗剪力满足设计要求，但现浇连续段墩顶的裂缝还是有些超标，说明墩顶的结构还不能满足抵抗负弯矩要求。
在墩顶纵向２．８ｍ范围内施加预应力直径３２ｍｍ的冷拉ＩＶ级精轧螺纹钢筋（中板２排，边板３排，每个锚固端控制张拉力１５０ｋＮ左右），以抵抗桥梁施工、运营阶段所产生的裂缝。墩顶施加预应力后，经计算，现浇连续段墩顶的裂缝满足设计要求，同时为增强预制空心板板端与现浇连续段的整体受力性能，建议在第３排和第４排（其他位置受锚具干扰）负弯矩受力钢筋下增加２排横向直径３２ｍｍ精轧螺纹粗钢筋，这样不仅增强预制空心板板端与现浇连续段的整体受力性能，也增强现浇连续段的横向刚度，对提供预制空心板板端抗剪能力也起一个有利的“扁担”作用。经过计算分析表明：①对于承载能力极限状态下，加固后的负弯矩值为１ １２０ｋＮｍ，大于设计要求的９７０ｋＮｍ，因此使用套箍镶嵌加固的弯矩满足设计的要求；②对于正常使用极限状态下，使用套箍镶嵌加固后的空心板现浇段上缘裂缝宽度为０．０２ｍｍ，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧ Ｄ６２—２００４）要求的０．２ｍｍ。上述结果表明，通过预应力的套箍镶嵌加固后，在承载能力极限状态下，加固后的弯矩得到了很大程度的提高，满足了设计要求。在正常使用极限状态下，现浇连续段的裂缝得到了很好的控制，满足原设计要求。经过补强后，空心板现浇段抗弯、抗剪能力得到了很大的改善，且具有较好的安全储备，使得桥梁能够满足以后的行车需要。
桥梁病害产生的原因多种多样，每一种桥梁病害都有其特殊性，需要根据具体桥梁病害的特点，结合现有的桥梁加固方法，提出适合具体桥梁的加固方法。本文针对某空心预制板桥梁病害特征，提出了一种桥梁加固的套箍镶嵌法，结果表明，该加固方法的加固效果理想，对今后类似桥梁的加固有一定的借鉴意义。（本文作者：汪进玉 单位：中铁十九局集团第六工程有限公司）
第二篇：桥梁加固通讯稿
桥梁加固工程施工组织设计
目录
一、编制依据..........................................2
二、工程概况..........................................2
三、设备人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法.4
四、主要工程的施工方案、施工方法.6
六、重点（关键）和难点工程的施工方案、方法及措施........13
七、雨季施工施工安排..................................16
八、质量、安全保证体系................................17
九、安全、文明生产措施................................21
十、交通组织方案......................................24
一、编制依据
《桥梁结构用碳纤维片材》（jt/t 532－2004）《公路路面基层施工技术规范》（jtj 034－2000）
《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（jtg f30－2003）
《公路工程质量检验评定标准》（jtgf80/1－2004）
《公路土工试验规程》（jtj 051－93）
《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（jtj 073.1－2001）
《公路工程技术标准》（jtg b01－2003）
《公路桥涵施工技术规范》（jtj 041－2000）－01－2006）
《混凝土结构加固技术规范》（cecs 25:90）
《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（cecs 146：2003）有关安全作业规程及法律、法规
二、工程概况 1.概况： **********桥为跨越朱家山河上的一座新建桥梁，桥梁横断面分配为：4m（人行道）+16m（车行道）+14m（观江平台）=34m（由北向南）。该桥于2004年8月施工结束，由于征地原因东岸桥台台后路基及搭板未完成。桥梁与河道正交，桥梁上部结构为3×16m钢筋混凝土空心板梁，梁高85cm，中板宽99cm，全桥共93片中板；边板宽149.5cm，悬臂长50cm，全桥共6片，预制梁设2cm的预拱度。简支连续桥面，下部结构采用
柱桩式墩台，桩基采用直径1.2m的钻孔灌注桩，桥墩桩柱同径，并设80*100cm的横系梁，桥墩桩长37m，立柱高4m，桩间距4.25m，每个墩共有8根桩；桥台桩长31m，桩间距4.25m，每个墩共有8根桩。
2.根据市质监站 12月 19 和东南桥梁诊治研究中心联合编写的《南京市栖霞大桥等43座城市桥梁检测项目（三标段）朱家山桥检测评估报告》，桥梁的主要病害情况如下： 2.1桥面系
部分桥面铺装未完成，1#、2#墩顶位臵处有贯通裂缝； 上下游人行道防撞石墩各缺失一个；
伸缩缝内杂物填塞。2.2梁体部分 梁体底面存在大量的横向裂缝，宽度为0.05～0.15mm之间，部分裂缝存在渗水现象，部分有白色结晶体析出。有一块板砼强度推定值27mpa，低于设计30#砼强度值。
梁体炭化深度约2mm，盖梁炭化深度2.5～3mm之间。
梁体底面砼局部存在麻面。
部分板梁底板主筋保护层偏厚。2.3桥台及支座
桥台处桥面渗水，部分支座存在脱空现象，个别支座缺失。3加固。
三、设备人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法
（一）在人员动员方面：组织保障有力，项目班子精干
公司非常重视项目经理部的人员组成，挑选经验丰富，组织管理能力强的同志出任项目经理，同时集中大量素质精良并具备桥梁施工养护经验的专业技术人员、管理人员及各类熟练技工参加施工，为工程创优提供组织保障。
（二）在设备方面：正规化管理，机械化施工
在项目的管理上，建立并完善质量管理体系，规范管理制度，进一步加强施工质量管理和安全管理，层层落实责任制，努力使工程质量跨上新的台阶；项目经理部将时刻关注施工队的进度、质量及安全施工，坚持旬报制度，及时协调各方面工作。
在设备配臵方面，我们将配备足够的进口及国产优质机械和设备； 一切为工程需要服务，合理安排工期，确保施工质量达到标准要求，力争提前完成施工任务。
（三）设备、人员、材料运到施工现场的方法：
本地区的路网条件发达，纵向地方道路相通。材料运输、施工机械进出场较为方便。
项目经理部配备足够的设备和人员用于运输道路的修整和维护，保障工程材料的运输。
项目经理部以及各工程施工队配备足够的程控电话、移动电话 篇二：俸伯桥 桩基钢筋加工-通讯稿
不懈怠、共奋进、勇争先
----俸伯桥改建工程建设实记
北京鑫畅路桥建设有限公司俸伯桥改建工程项目部自2014年12月30日开工以来，面对地方政府征地拆迁难的问题，项目部不等不靠因地制宜，主动出击，在减河公园树木暂时不能挪移的情况下，争得园林中心同意在不破坏植被的情况下可以进场施工，在公园内修建了临时施工便道，确保了前期桥梁施工平台的填筑。
自2014年12月30日开工以来，项目部全体人员全力以赴投入到紧张的工作之中，在搞好了驻地建设之后，又积极参与征地拆迁，施工用电等对外协调并及时做好设备进场安装试运行等施工准备工作，由于工作主动，行动迅速，桥梁施工平台于2015年1月5日开始填筑；桥梁钢筋加工厂于2015年1月20日建设完成；桥梁桩基钢筋于2015年1月26日进场并开始进行加工。
工程建设伊始，我项目部领导精心组织、勇于开拓，带领项目部员工克服了冬季施工、分包队伍内部扯皮、拆迁不到位、协调难度大等诸多困难，积极开展工作，严格内部管理，加强协同作战，目前已完成桥梁施工平台300米，完成桥梁钢筋加工厂1座，进场桩基钢筋1067.917吨。
在加强现场施工与工程质量管理的同时，我们特别注重了安全管理工作，对发现的问题现场立即整改已形成共识，发现安全隐患绝不放过，把一切不利于安全生产的因素扼杀在萌芽阶段。开工以来，我项目部未发生一起安全事故。
俸伯桥改建工程工期紧、任务重，尽管目前遇到很多的困难，面临很大的压力与挑战，但我们有决心和信心，在项目部领导的带领和支持下，在全体员工同心协力的奋斗下，我们一定能击鼓奋进爬坡上行。
俸伯桥改建公工程项目部篇三：桥梁维修加固合同
郑州至漯河高速公路药侠河8#、9#桥梁维修加固工程
合同协议书
业 主：河南中原高速公路股份有限公司 承包人：宝鸡市路桥工程公司
二零零七年九月二十日
目 录
一、合同协议书
二、廉政合同
三、安全生产合同
四、合同专用条款
五、合同通用条款
六、工程量清单汇总表
一、合同协议书
合同协议书
为解决郑州至漯河高速公路药侠河8#、9#桥梁病害问题，受河南中原高速公路股份有限公司（以下简称业主）委托，宝鸡市路桥工程公司（以下简称承包人）承担郑州至漯河高速公路药侠河8#、9#桥梁维修加固施工任务。经双方协商，签订本协议如下：
1、工程内容：郑州至漯河高速公路药侠河8#、9#桥梁维修加固工程；
2、下列文件应视为构成并作为阅读和理解本协议书的组成部分，即：（1）合同协议书；（2）技术规范；
（3）工程量清单汇总表；（4）廉政合同；（5）安全生产合同。
3、上述文件将互相补充，若有不明确或不一致之处，以上列次序在先者为准。
4、根据工程量清单所列的数量和单价计算的本合同总价为人民币（大写）陆佰捌拾贰万贰仟玖佰元零伍分整（￥6822900.05元）。
5、由于业主按本协议书向承包人支付合同价款，承包人在此立约：保证在各方面按合同文件的规定承担本合同工程的实施和完成及其缺陷的修复。
6、作为对本合同工程的实施和完成及缺陷修复的报酬，业主在此立约：保证按照合同文件规定的时间和方式向承包人支付合同价款。
7、本合同工期为102日历天
8、本协议书由双方法定代表人或其授权代理人签署与加盖公章后生效。全部工程完工后经交工验收合格、缺陷责任期满，签发缺陷责任终止证书后失效。
9、本协议书正本二份，副本八份，合同双方各执正本一份，业主执副本六份，承包人执副本二份，当正本与副本的内容不一致时，以正本为准。
第三篇：桥梁设计论文
桥梁设计不仅要求结构合理，更重要的是符合美学的要求特点。众多的桥梁设计的灵感都是来源于生活当中，比如自然现象，仿生学，等等。下面举三座著名桥梁为例
1.西清桥
西清桥坐落在西清湖上的西清桥，是两江四湖上最为引人注目的桥梁之一，它的奇特与轻巧，就象一个精湛的工艺品，让人把玩不够和赞赏不已。
原西清桥建于一九八三年，桥长42.5米,宽4.3米,现浇混凝土作拱,方料石嵌面,栏杆也是混凝土的。人们注意到：那时的桥体，西半部仅是一段河堤而已，桥东端才是有着三个桥拱的桥，那三个拱也只能容得小竹排通过，平时起着通水作用。
新西清桥桥型设计灵感来源于英国伦敦剑河上的数学桥。伦敦数学桥是一座木质桁架桥，造型别致，有二百五十多年的历史。当地盛传，数学桥是大数学家牛顿在剑桥教书时，亲自设计并建造的，整座桥体原本未用一根钉子和螺丝固定。后来还传说，这是英国桥梁设计大师威廉姆.埃斯里奇的杰作，而且是他在游历东方以后，受中国桥梁的启发而设计的。实际上，这座桥是由詹姆斯.埃塞克斯根据埃斯里奇的设计而建造的。它展示出现代钢梁桥的雏形，其桥身相邻桁架之间均构成11.25度的夹角。在十八世纪，这种设计被称为几何结构，所以得名“数学桥”。新的西清桥取世界名桥之形，融桂林山水之魂，英国的数学桥是单拱桥，西清桥为两个拱的人行桥，双拱，不仅可以扩大通航水面，桥下十分通畅，而且在景观上显得轻巧剔透。桥长48.8米,宽4.5米,桥身装修全部采用名贵的红松木，它色彩醒目，体量轻巧，结构奇特，线条流畅，在蓝天、碧水、青山、绿树中形成了亮点。
2.微型立交桥
大学生设计微型立交桥设计图，欲解北京拥堵 专家称会更堵。面对日益严峻的交通拥堵，交通专业大学生李旭用两年时间设计“微型立交桥”，在他的设计中，十字路口不停车，还能节省空间。该设计引发网友热议。一些网友认为，该方案有利于解决北京交通拥堵。李旭也表示其方案适合北京。但有专家指出，如果采用，只会加剧拥堵。“微型立交桥”也引发人们对北京现有立交桥的关注，部分市民列举一些立交桥存在设计问题导致堵车。
近日，“微型立交桥”设计图现身网上，引来众多网友发问。“北京的立交桥能不能用这种设计？”“这个方案没有红绿灯，所有车辆都可以直行、转向、掉头。”
现有的立交桥，比如北太平庄桥，主线直行无红绿灯，转向车辆需要等灯。“微型立交桥”的设计能解决这个问题。
该设计图一出，引发网友对北京现有立交桥的挑刺。网友Ttyin说，北辰立交桥缺少由北向东衔接北四环东向的引桥。北三环与北四环的万泉河桥，缺少万泉河桥由南向西连接北四环西行的引桥，造成西行北四环的车辆不得不到颐和园路立交桥下掉头绕行。还有网友指出，许多干道与五环衔接处的立交桥，或无法驶出五环，或无法进五环。网友们表示，上述问题导致立交桥周边拥堵。
双井桥设计存在问题，公交站、地铁站、购物中心集中，环线出口车辆与自行车、行人交织，非常混乱，并希望“微型立交桥”方案能帮双井桥治堵
对于该方案是否适用于北京，设计者李旭表示乐观。他说，该方案特别适合北京，因为北京的交叉路口多，且道路比较宽，四平八稳。
李旭说，在长安街上，左转弯是个大难题，长安街拥堵也越来越严峻。但李旭的方案也受到一些市民的质疑。市民李先生在看了该方案以后认为其设计无非是把向外扩张的左转环线合并到主路内部。这种设计使得两条主路忽然缩减车道。这在需要减速的路口会造成大拥堵。
3.金门大桥
金门大桥金门大桥是世界著名的桥梁之一，是近代桥梁工程的一项奇迹。大桥雄峙于美国加利福尼亚州宽1900多米的金门海峡之上，历时4年和10万多吨钢材，耗资达3550万
美元建成，由史特劳斯设计。
1579年英国探险家FrancisDrake发现了连结太平洋和旧金山的一个海峡，这就是后来的金门。尽管这个名字在1849年的淘金潮以前早就使用，但淘金潮使得金门（进入北加利福尼亚的入口）成了加利福尼亚神秘魅力不可缺少的一部分。早在1872年就讨论过要在金门海峡修建一座大桥的想法，但是直到1937年才在海峡上修了一座悬索桥。金门大桥横跨南北，将旧金山市与Marin县连结起来。花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。它已不是世界上最长的悬索桥，但它却是最著名的。金门大桥的巨大桥塔高227米，每根钢索重6412公吨，由27000根钢丝绞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通车。
建筑简况
美国金门大桥金门大桥的北端连接北加利福尼亚，南端连接旧金山半岛。当船只驶进旧金山，从甲板上举目远望，首先映入眼帘的就是大桥的巨形钢塔。钢塔耸立在大桥南北两侧，高342米，其中高出水面部分为227米，相当于一座70层高的建筑物。塔的顶端用两根直径各为92.7厘米、重2.45万吨的钢缆相连，钢缆中点下垂，几乎接近桥身，钢缆和桥身之间用一根根细钢绳连接起来。钢缆两端伸延到岸上锚定于岩石中。大桥桥体凭借桥两侧两根钢缆所产生的巨大拉力高悬在半空之中。钢塔之间的大桥跨度达1280米，为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。从海面到桥中心部的高度约60米，又宽又高，所以即使涨潮时，大型船只也能畅通无阻。金门大桥包括从钢塔两端延伸出去的部分，全长达2000米，为此，又分别在两侧修建了两座辅助钢塔，使桥形更加壮观。大桥的桥面宽27.4米，有6条车行道和两条宽敞的人行道。大桥的设计者是工程师约瑟夫·斯特劳斯，人们为纪念他对美国作出的贡献，把他的全身铜像安放在桥畔。铜像形象生动，神情自若。落成时间
金门大桥于1933年动工，1937年5月竣工，用了4年时间和10万多吨钢材，耗资达3550万美元。整个大桥造型宏伟壮观、朴素无华。桥身呈朱红色，横卧于碧海白浪之上，华灯初放，如巨龙凌空，使旧金山市的夜空景色更加壮丽。可是，由于一下雨，钢塔就会生锈，粉刷匠只能日复一日地刷上油漆。
金门大桥落成七十周年
美国金门大桥美国旧金山的地标金门大桥在2007年5月27日度过了七十岁“生日”。金门大桥行政区日前发布一份正式的报告，给建桥之前一位名为艾里斯的主要工程师应有的荣誉。一直到上个星期，金门大桥的功绩簿里都没有他的名字。斯特劳斯作为该的首席工程师长期以来被封为金门大桥之父，享有二十世纪最伟大工程师之一的荣誉。金门大桥尾端有一座雕像，是一九三八年他逝世后为纪念他而设立的。但是金门大桥的设计和上千笔建桥所需要的重要数学计算，在24日发表的新书“金门大桥：总工程师报告2”，其实是由名为艾里斯的工程师完成的。艾里斯却在金门大桥开工前被解雇，斯特劳斯抢了所有的功劳。艾里斯回到大学教书，于1949年逝世。七十年后，建桥的功臣得到了迟来的肯定。神秘的传奇并不影响每天十万通勤族，跨桥往来旧金山与北边半岛。金门大桥的形象成为旧金山最佳的代言，根据统计，每个月约有一百万游客来到此地。现有两百个人“伺候”金门大桥，包括收过桥费、维修和油漆钢索等工作。金门大桥的颜色并不是正红，而是红、黄和黑混合的“国际橘”，油漆工必须在移动的鹰架上油漆，先用压力清洗，然后上三层油漆，另一位同事绑在依附于钢索的蜘蛛网，做油漆检查的工作。金门大桥有美感也有问题。金门大桥以浓雾闻名，但雾和冬雨都是结构钢铁的最大敌人，严重的生锈，所有五百条悬吊钢索分时分段都更新过。七十年来有三次因为风太大，“风”锁大桥。
建筑美学
金门大桥桥身的颜色为国际橘，因建筑师艾尔文·莫罗认为此色既和周边环境协调，又
可使大桥在金门海峡常见的大雾中显得更醒目。由于这座大桥新颖的结构和超凡脱俗的外观，它被国际桥梁工程界广泛认为是美的典范，更被美国建筑工程师协会评为现代的世界奇迹之一。它也是世界上最上镜的大桥之一。金门大桥维护工作中，给桥身不断涂刷油漆是其中一项内容。金门大桥的维护工作还包括不断的加固工作，在1989年底发生Loma Prieta大地震后，当局聘请专家对金门大桥的脆弱性进行了详细评估，并制定了加固计划，分三期工程实施，第二期加固工程已于2006年中完成。
金门大桥装防自杀网
金门大桥虽然不是世界上最长的悬索桥，但金门大桥因其雄伟壮阔的造型而被世人所熟知。然而，导致这座大桥闻名遐迩的另一个原因则是它“自杀圣地”的称号。据统计，自大桥建成以来，共有1200多人从桥上一跃而下，诀别于世。由于桥面到海面的距离长达60米，再辅以人坠落时巨大的冲击力，自杀者基本上没有生还的可能性。仅去年一年就有39人在这里跳桥身亡，今年的自杀人数则暂为19人。居高不下的自杀人数使旧金山相关部门头痛不已。其实早在20世纪70年代，就有人提议在大桥上装上特定设施以阻止人们跳桥。当地桥梁管理部门于2008年10月10日投票决定在大桥上安装不锈钢网，这样整座大桥都会被网“兜”起来，自杀者就不会直接坠落到海面了。这项工程的造价约为400万到500万美元。当地的环保部门还要对工程进行进一步审查，确保其不会对环境造成破坏，也不会影响到金门大桥的美观。虽然给大桥围网的初衷是好的，但此计划还是招致了一些异议。批评人士指出，与其在大桥上一掷千金，还不如用这笔钱来帮助自寻短见者战胜心理疾病，提高他们的心理健康水平，这样才能从根本上解决问题。
第四篇：桥梁抗震加固设计方案
桥梁抗震加固设计方案
引言
随着我国现在化城市和经济的飞速发展,交通线路的重要性越加突出,公路交通是国民经济大动脉,同时,也是抗震救灾生命线工程之一。桥梁工程是公路工程的咽喉要道,在保障公路通畅中起着至关重要的作用。而一旦地震使交通线路瘫痪,将会给国家和人民带来极大的损失和不便。大跨度桥梁是交通运输的关键枢纽,对其进行有效的抗震设计,确保其抗震安全性意义深远。
一、大跨度桥梁抗震设计发展
大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作,反应比较复杂,相应的抗震设计也比较复杂。目前,国内外现有的大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨径的桥梁,超过使用范围的大跨度桥梁则无规范可循。我国公路大跨度桥梁的抗震设计规范仍在初步阶段,存在许多需要进一步解决的问题。近年来,美国、日本等一些国家的地震工程专家提出了分级设防的抗震设计思想,一般可概括为:小震不坏、中震可修、大震不倒。我国《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须抗震设防。其中,最主要的建议是要采用两水平的抗震设计方法,即要求结构在两个概率水平的地震作用下,分别达到两个不同的性能标准。
二、抗震设计
“小震不坏,中震可修,大震不倒”的分类设防抗震设计思想已广为接受,而能力设计思想也越来越广泛地被国内外专家学者所接受。能力设计思想要求在一座桥梁内部建立合理的强度级配,以保证地震破坏只发生在预定的部位,而且是可控制的。具体来说,要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力;而不利的塑性铰位置或破坏机制(脆性破坏)则要通过提供足够的强度加以避免。大跨度桥梁的抗震设计应分两阶段进行:1)在方案设计阶段进行抗震概念设计,选择一个较理想的抗震结构体系;2)在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计,并根据能力设计思想进行抗震能力验算,必要时进行减、隔震设计提高结构的抗震能力。
1、抗震概念设计
对结构抗震设计来说,“概念设计”比“计算设计”更为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性,再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异,使“计算设计”很难控制结构的抗震性能,因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此,在桥梁的方案设计阶段,不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍,还应考虑桥梁的抗震性能,尽可能选择良好的抗震结构体系。在抗震概念设计时,为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性,要特别重视上、下部结构连接部位的设计,桥墩形式的选取,过渡孔处
连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态,在预期的部位形成塑性铰以耗散能量,但不允许出现脆性破坏,如剪切破坏。为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系,必须进行简单的分析(动力特性分析和地震反应评估),然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位,并
进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后,根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣,决定是否要修改设计方案。
2、延性抗震设计
桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行:1)对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计;2)对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算,确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复,直到通过抗震能力验算,或进行减、隔震设计以提高抗震能力。
3、桥梁减、隔震设计
减、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减、隔震装置是通过增大结构主要振型的周期使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。在进行抗震设计时,要根据结构特点和场地地震波的频率特性,通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案,合理分配结构的受力和变形。一方面,应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力
上,不可过分追求加长周期。另一方面,应选用作用机构简单的减、隔震体系,并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果,需
要进行非线性地震反应分析来验证。
大量研究表明,最适宜进行减、隔震设计的情况主要有:
1)桥梁墩柱较刚性,即自振周期较小;
2)桥梁很不规则,如墩柱的高度变化较大,有可能导致受力不均匀;
3)预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量,而低频分量的能量较少(浅震、近震、岩石地基)。因此,要根据结构特点和场地震动特点决定是否要进行减、隔震设计,以及采取什么减、隔震装置。
近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能,已在多座桥梁中得以应用。有研究表明:将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力,又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。
三、抗震加固技术
在决定一座桥梁是否如何加固以前,应先评估其抗震能力。主要是先决定墩柱的破坏形式及墩柱的最大延性能力,其次计算整体屈服的地震加速度及整体的最大延性能力,最后算出桥梁的抗震能力Ac值。
1、桥梁震害介绍
从我国历次破坏地震中,调查得到的公路桥梁震害产生的主要原因有以下几类:
(1)支承连接件失效———由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移,使支承连接件失效,上部与下部结构脱开,导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力,下部结构将遭受严重破坏。支承连接件失效的原因,主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题,目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。
(2)下部结构失效———主要是指桥墩和桥台失效。桥墩和桥台如果不能抵抗自身的惯性力和由支座传递来的上部结构的地震力,就会开裂甚至折断,其支承的上部结构也将遭受严重的破坏。
钢筋混凝土柱式桥墩大量遭受严重损坏,是近期桥梁震害的一个特点。其原因主要是横向约束箍筋数量不足和间距过大,因而不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈曲。目前的解决办法是通过能力设计和延性设计,使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位,其余结构保持弹性。
(3)软弱地基失效———如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱,下部结构就可能发生沉降和水平移动。如砂土的液化和断层等,在地震中都可能引起墩台的毁坏。地基失效引起的桥梁结构破坏,有时是人力所不能避免的,因此在桥梁选址时就应该重视,并设法加以避免。如果无法避免时,则应考虑对地基进行处理或采用深基础。
2、研究现状
针对桥梁在地震中的震害类型,目前,国内外桥梁抗震加固主要采
取以下技术措施:
(1)在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块或者增加支承面宽度等措施,以防止落梁震害的发生;
(2)增加钢筋混凝土桥墩的横向约束,提高其抗弯延性和抗剪强度,防止桥墩弯曲和剪切震害;
(3)采用减隔震技术及专门的耗能装置,提高桥梁的抗震性能。例如采用铅芯橡胶耗能支座等。对隔震而言,利用周期、阻尼与位移等相依变量进行参数分析,配合加固目标的订定,最后提出结合位移设计法的隔震装置加固设计程序。隔震装置的分析采用铅芯橡胶支座(LRB)以及摩擦单摆支座(FPS)两种。对减震而言,亦可结合位移设计法进行减震加固设计。可使用替代结构法,将结构以等效劲度及等效阻尼比以线性迭代的方式来进行粘滞性阻尼器的加固设计。
3、发展趋势
从桥梁震害调查中发现,遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构,绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足。因此,国外主要的多震国家,开始强调桥梁结构整体的延性能力,其它一些国家则在原有规范的基础上,也相应地对保证桥梁结构整体的延性能力,并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力。为了保证结构的整体延性能力,目前通常的做法是增加防落梁构造措施和在预期出现塑性铰的关键部位增加横向约束,以提高桥墩的抗弯延性和抗剪强度。从加固的对象上来看,美国、日本等桥梁抗震加固水平最高的国家,已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施,转移到重视桥墩整体延性上来,以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。国内外地震工程研究人员总结了近年来国内外的震害资料,开始检讨过去单纯“强度抗震”设计的指导思想,研究考虑基于性能的抗震设计原则。基于性能的设计被广泛的认为是未来结构抗震设计规范的基本思想。抗震设计的性能指标,可以是单一指标,也可以是多指标或组合指标。在研究手段方面,整个抗震工程学都出现了越来越重视和依靠地震模拟试验的发展趋势。应该注意到现在的试验已经不再是传统意义上的简单试验,而是和现代科技融为一体的高科技试验.四、结语
随着对地震机理认识的逐步加深,提高和完善桥梁结构物的各项功能,以及桥梁抗震构造措施进一步的改进和完善,可以很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果。而桥梁抗震加固技术研究已经有了较好的基础,建议针对我国公路桥梁的特点,得出适合于我国公路桥梁的抗震加固技术,并推广应用,为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。
第五篇：某高速公路部分桥梁加固设计专题
某高速公路部分桥梁加固设计
一、工程概况
加固范围内桥梁包括1座特大桥，4座大桥，2座中桥和4座小桥。上部结构型式有：钢筋混凝土连续梁、预应力混凝土连续箱梁、装配式预应力混凝土连续箱梁、钢筋混凝土现浇板梁；下部结构型式有：柱式桥墩、薄壁墩、柱式桥台、肋式桥台、薄壁桥台；基础为桩基础和扩大基础。
其中某大桥跨径组成为11×30m＋（65+3×100+65）+12×30m，主桥上部结构型式为变截面预应力混凝土连续箱梁，箱梁为三向预应力体系单箱单室结构，顶板宽13.25m，底板宽6.75m，箱梁梁高由2.5m至5.5m，箱梁顶板厚度26cm，底板厚度35cm～80cm，腹板厚度45cm～60cm。主桥下部采用薄壁空心墩，桩基础。桥面为水泥混凝土铺装，支座为QZ盆式橡胶支座。
图1 变截面预应力混凝土连续箱梁桥示意
二、桥梁主要病害
上部结构的钢筋混凝土连续梁桥病害主要表现为箱梁底板横向开裂，腹板竖向开裂及翼缘板横向开裂。预应力混凝土现浇箱梁桥的病害为：
1、预应力混凝土连续梁桥：顶板顺桥向裂缝，腹板斜向裂缝，横隔板裂缝，底板裂缝。
2、空心板桥：空心板底板纵向裂缝，箱梁底板横向裂缝，箱梁腹板竖向裂缝，箱梁翼缘横向裂缝。钢筋混凝土现浇板梁的病害主要有板底纵向开裂板底渗水、接缝渗水结晶。
3、下部结构采用空心薄壁墩和柱式墩。柱式桥墩病害表现为盖梁立面水平裂缝；盖梁出现钢筋锈胀、露筋、破损、麻面、蜂窝等病害；墩柱钢筋锈胀、砼剥落。墩身局部出现竖向、横向断续裂缝。
三、加固处理措施
针对变截面预应力混凝土连续箱梁桥病害，对11号墩和16号墩两墩附近的主梁腹板进行加固，先对11、16号墩处距离人洞内侧8.6m范围内的腹板凿毛，清洗干净，种植钢筋，浇筑25cm厚的腹板加厚段混凝土及2米渐变段混凝土；针对大桥箱内顶板板底裂缝，对裂缝灌浆封闭后，在顶板底面横桥向粘贴厚度为4mm的Q345钢板进行补强。
图2 连续梁腹板加厚构造
图3 顶板粘贴钢板构造
其余桥梁上部主体结构加固主要针对主梁承载力不足，采取局部补强措施： 对连续梁支点负弯矩区翼板横向裂缝，在桥墩连续支点处各腹板对应的箱梁 顶板顶面支点两侧各4.1m范围内凿出原箱梁内顶板顶层横向钢筋，布置Φ22的纵向加强钢筋，使其与横向钢筋焊接固定，对支点截面进行补强。
下部主体结构加固主要针对浆砌片石桥台砌体强度不足，薄壁墩墩身横向配筋不足以及局部构件开裂、变位的桥梁：
1、对发生不均匀沉降导致病害的桥台基础采用花管注浆加固，对浆砌片石桥台台身进行小孔注浆，注浆完成后外包40cm厚钢筋混凝土加厚层。
2、对薄壁台台身存在竖向裂缝的桥梁，首先对薄壁桥台台身凿毛处理，在台身上按30cm间距种植 16钢筋，然后绑扎钢筋，浇筑20cm厚C30混凝土加厚层。
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