隨著我國各區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)發(fā)展,區(qū)域交流與往來快速增加,為滿足區(qū)域間的往來活動需求,加強(qiáng)彼此間的聯(lián)系,我國公路建設(shè)里程空前,作為公路建設(shè)重要組成部分的橋梁建設(shè)也得到相應(yīng)發(fā)展。由于我國處于兩大地震帶之間,地震發(fā)生頻率高、強(qiáng)度大,實(shí)際生產(chǎn)生活當(dāng)中,橋梁因地震損毀時有發(fā)生,使得道路交通網(wǎng)絡(luò)被迫中斷,這不僅會造成直接的經(jīng)濟(jì)損失,還會給震后救災(zāi)工作帶來巨大困難。
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以往的大量資料表明,橋梁合理的結(jié)構(gòu)型式和較強(qiáng)的抗震能力可以大大降低甚至避免震害給橋梁所造成的影響,為了降低地震災(zāi)害對橋梁工程造成的危害,對于橋梁抗震性能的相關(guān)研究逐漸得到更多的重視。為了增加橋梁的抗震性能,以應(yīng)對地震給公路橋梁帶來的致命性傷害,各類新技術(shù)、新方法也不斷地應(yīng)用到橋梁工程建設(shè)與運(yùn)營維護(hù)當(dāng)中。
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抗震設(shè)計
對于橋梁的抗震設(shè)計,多個文件均有明確涉及,《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》(JTG/T B02-01—2008)中列出了橋梁抗震設(shè)防類別及對應(yīng)的設(shè)防目標(biāo):
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各設(shè)防類別橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)
橋梁抗震設(shè)防類別 |
設(shè)防目標(biāo) |
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E1地震作用 |
E2地震作用 |
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A類 |
一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用 |
可發(fā)生局部輕微損傷,不需修復(fù)或經(jīng)簡單修復(fù)可繼續(xù)使用 |
B類 |
一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用 |
應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷,經(jīng)臨時加固后可供維持應(yīng)急交通使用 |
C類 |
一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用 |
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D類 |
一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用 |
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橋梁抗震設(shè)防分類也并非隨心所欲,而是要根據(jù)各橋梁抗震設(shè)防類別的適用范圍來定。同時,對抗震救災(zāi)以及在經(jīng)濟(jì)、國防上具有重要意義的橋梁或破壞后修復(fù)(搶修)困難的橋梁,可按國家批準(zhǔn)權(quán)限,在報請批準(zhǔn)之后相應(yīng)提高設(shè)防類別。在對公路橋梁抗震設(shè)計時,不僅要考慮包括地震動的作用和地震土壓力、水壓力等的地震作用,還要考慮到包括結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、土壓力、水壓力等在內(nèi)的永久作用。
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抗震性能評價要點(diǎn)
抗震性能評價是通過檢查既有橋梁的設(shè)計、施工質(zhì)量、運(yùn)營維護(hù)記錄和現(xiàn)狀,按照規(guī)定的抗震設(shè)防要求,綜合考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)造、構(gòu)件力學(xué)指標(biāo)、變形等因素,對其在相應(yīng)設(shè)防水準(zhǔn)地震作用下的構(gòu)件和體系抗震性能及安全性進(jìn)行的評價。其主要分為橋梁抗震性能初步評價和橋梁抗震性能詳細(xì)評價兩部分內(nèi)容。
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01.初步評價
橋梁抗震性能初步評價以橋梁使用狀況、抗震措施和構(gòu)造細(xì)節(jié)評價為主,其內(nèi)容應(yīng)包括橋墩(臺)和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施評價,以及支座、墩梁支承長度、防落梁措施、防撞措施和場地地震地質(zhì)災(zāi)害評價等。
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初步評價首先是對橋墩細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行評價,主要包括橋墩縱向鋼筋配筋率限值、橋墩(含墩梁節(jié)點(diǎn))箍筋最小配箍率和布置、橋墩縱向鋼筋在蓋梁和承臺里的錨固長度等內(nèi)容。
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由于支座破壞時歷次地震中農(nóng)典型的震害形式,在做好相關(guān)前期工作后,對于支座性能的評價必須重視。橋臺和墩上的支座系統(tǒng)常見的震害有支座系統(tǒng)的傾覆、滑落、螺栓剪切破壞或松動,以及支座墊石破壞等。而對于防落梁,要看梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣距離的實(shí)測值與按照相關(guān)公式確定的最小支撐長度的關(guān)系是否滿足要求。
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02.詳細(xì)評價
橋梁抗震性能詳細(xì)評價以結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震計算分析、構(gòu)件強(qiáng)度和變形檢算為主,評價時可將橋梁分為規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁兩類,宜根據(jù)公路橋梁結(jié)構(gòu)形式規(guī)則性及抗震性能水平,采用適當(dāng)?shù)姆治龇椒ā?/p>
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由于橋梁各組成部分受力及在整體結(jié)構(gòu)中的作用等存在差異,應(yīng)對基礎(chǔ)、橋臺、橋墩、支座、梁部和節(jié)點(diǎn)區(qū)域的抗震性能分別評價。
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基礎(chǔ)抗震性能評價應(yīng)評價擴(kuò)大基礎(chǔ)、柱式樁基礎(chǔ)、排架樁基礎(chǔ)對橋梁結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響。基礎(chǔ)破壞對橋梁結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響不容忽視,對于樁基礎(chǔ),宜根據(jù)實(shí)際涂層鉆探資料和現(xiàn)場土性試驗(yàn)資料,建立考慮土—樁—結(jié)構(gòu)相互作用影響的合理計算模型,并采用不同的分析方法。
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橋臺破壞機(jī)理與地震動特性、橋臺結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)類型、岸坡特性、臺背填土特性等多種因素相關(guān),其震害形態(tài)也有多類,評價橋臺的抗震性能,應(yīng)計算橋臺各種潛在破壞模式對應(yīng)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性的能力/需求比,并判別其對橋梁結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響。
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結(jié)語
公路橋梁抗震性能評價涉及的面比較多,一定要注意其中的細(xì)節(jié)問題,但更多細(xì)節(jié)本文并未一一列舉。在評價過程中對于易損部位和缺乏更多資料的部位應(yīng)給予更多關(guān)注,例如,橋梁結(jié)點(diǎn)區(qū)域是地震的易損部位之一,其損壞又會給整橋的抗震性能帶來較大的影響,但由于國內(nèi)此方面研究資料有限,所以在進(jìn)行評價時應(yīng)更加慎重。
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