山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施初探

2021-04-03

建筑与装饰 2021年8期

永顺县溪州公路桥梁勘察设计有限责任公司湖南永顺 416700

现阶段，随着我国交通基础工程建设规模不断扩张，公路桥梁工程已经逐渐覆盖到我国各个偏远地区，为人们的日常出行提供了诸多便利，同时带动当地区域经济的快速向前发展。在我国部分山区地区公路桥梁设计工作中，由于受到地质条件因素的影响，必须要充分考虑到山区公路桥梁的抗震设计内容，同时需要有效做好抗震加固处理工作，有效预防部分区域可能受到地震灾害问题的影响，避免山区公路桥梁在遇到地震灾害时产生严重的倒塌事故，延长山区公路桥梁工程的使用寿命，同时为人们的日常出行安全提供重要保障。

1 山区公路桥梁抗震设计工作原则与方法

1.1 山区桥梁抗震设计工作原则

通过对我国部分山区桥梁工程病害问题勘查分析可以看出，我国很多山区内部公路桥梁工程经常会出现桥墩基础结构抗震能力不足问题，如果对桥梁的支座、桥墩以及盖梁等部分直接进行全面加固处理，不但需要投入大量的经济成本，同时在加固施工效率较低，耗费的时间相对较长，并且在桥梁加固工作过程中会影响到车辆的正常通行。因此，在针对山区桥梁抗震设计工作中必须要遵循以下几个方面原则：第一，需要对抗震能力较弱的桥梁构件进行针对性加固处理，通过增加桥梁抗震能力以及控制地震灾害问题，对桥梁结构所产生的影响程度两方面进行处理，制定出更加经济合理的桥梁加固措施来进行解决。第二，需要根据山区桥梁工程的结构布局情况，对桥梁加固工作方案进行针对性选择，在桥梁加固工作之前需要对桥梁的实际使用条件情况进行综合分析和考虑[1]。

1.2 桥梁工程抗震设计工作方法

现阶段，在我国国内外山区公路桥梁抗震设计工作中，设计工作方法处于不断完善和发展的工作状态，同时已经慢慢呈现出从强度控制设计，转化为桥梁基础位移、延展性以及桥梁结构性能与能量掌控等设计工作方向上。但是对于桥梁的受力性能以及能量控制设计，仍然处于初步研究和发展阶段，因此在山区桥梁抗震设计工作中应用相对较少。现阶段，在山区公路桥梁抗震设计工作中，比较常用的设计方法包含静力设计法、反应普法和时程分析法等。

通过静力分析法，在设计计算工作方面相对比较简单，但是该方法没有将桥梁在地震波作用条件下，所产生的基础变形和动力特点考虑其中，因此通常只适用于桥台挡土墙等一些质量相对较大的刚性结构设计工作中。反应普法在山区桥梁抗震设计工作中应用最为普遍，通过该方法的使用，可以将桥梁所在区域产生的地震能量当成反应谱信息进行输入，从中可以有效得到桥梁结构对于地震的动态响应规律。但是通过反应普设计法，没有充分考虑到地震灾害所具有的随机性，因此在计算方式上仍然是基于线弹性设计理论，不能有效计算出桥梁结构进入塑性屈服之后所产生的变形和受力特征。

2 山区公路桥梁抗震加固处理措施

针对山区公路桥梁采取针对性的抗震加固处理措施，主要工作目标是防止桥梁出现垮塌，保证桥梁结构在受到地震灾害影响和破坏控制在合理范围之内。在最近几年的发展过程中，针对山区公路桥梁抗震加固设计工作，通常主要是基于桥梁上布局构为弹性，将桥梁下部结构视为延性抗震设计体系。山区公路桥梁上部结构经常会出现落梁、倒塌以及严重撞击等事故问题，主要原因是因为在受到地震灾害的影响条件下，桥梁结构下部稳定性不足，各桥梁墩柱之间运动存在差异性，同时桥段伸缩缝会出现不断撞击现象，因此在确定桥梁抗震加固处理工作中，需要充分重视桥梁下部结构的抗震性能[2]。

现阶段，山区公路桥梁抗震加固处理工作方法主要包含两种形式：第一，需要全面提高桥梁结构的抗震能力，使其保证具有足够的支撑强度，可以抵抗地震波所产生的影响；第二，有效降低桥梁结构对地震波动态响应所产生的影响，可以通过在基础部分增加隔震支座的方法，使得桥梁结构的基础支撑性和稳定性满足抗震设计工作要求。因此，针对山区公路桥梁抗震加固处理工作，可以将其分为上部结构加固、下部结构加固以及减震隔震加固处理三种形式。桥梁墩柱的抗弯折能力是桥梁抗震设计工作的关键要点，当桥梁墩柱的抗弯能力不足条件下，很有可能会受到地震灾害的影响出现倒塌。针对下部结构的加固处理方法，主要包含使用钢套管增加墩柱的截面面积，同时使用复合材料配合预应力钢绞线，或者使用高强度混凝土材料等进行加固和处理。

下部基础结构加固工作原理，主要是通过增强桥梁下部结构的稳定性，保证桥梁结构具有更高的抵抗地震荷载的能力和效果。减隔震抗震加固处理方法，主要是在桥梁下部结构和桥梁基础结构之间增加隔震系统，保证桥梁固有的周期增大，以此来降低桥梁结构的地震力作用，效果增大隔震系统的变形量。在具体的加固处理工作中，相关工作人员需要根据不同地区地质条件构成的不同，以及桥梁工程的建设形式差异性，对加固处理方案进行针对性选择，充分发挥出山区公路桥梁抗震加固工作优势，在遇到地震灾害的情况下可以将损失降到最低。