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　随着我国城市化进程加快，作为城市基础设施之一的公路交通其重要性越来越**。同时，我国处于地震多发地带，尤其是近几年不断发生各种等级的地震。在地震发生时，不仅会有大量的地面建筑物及各种设施遭到破坏或倒塌，大量人员伤亡，而且还会严重造成交通中断。若作为抗震救灾生命线工程之一的公路交通（尤其是铁路桥梁、城市高架、公路桥梁等公路工程的咽喉要道）受到较大损坏，将会给后续救助工作造成较大的困难。此外，目前我国公路行业采用的抗震设防标准是《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）等，这些标准都比较单一，且没有采用能力设计的思想和足够的构造措施来防止桥墩等构件的剪切破坏和保证桥梁结构的整体延性。因此，本文结合笔者多年的施工经验，探讨分析了桥梁抗震设计及加固技术，以提高桥梁结构的防震和抗震效果。

　　桥梁的震害原因

　　结合国内外以往的地震，大部分桥梁都会受到不同程度的破坏，分析其震害主要有以下几点：

　　桥台震害。

　　其主要表现为桥台与路基一起滑动并移向河心，以致桥头、重力式桥台的胸腔及桩柱式桥台的桩柱不同程度沉降、开裂、倾斜和折断等。另外，桥头的沉降会导致翼墙损坏并开裂，而重力式桥台胸腔开裂会引起整个台体被移动并下沉。

　　桥墩震害。

　　在地震力作用下桥墩会不同程度的倾斜、沉降、滑移、开裂、剪断和钢筋裸露扭曲。

　　支座震害。

　　根据以往工作经验，会发现某些桥梁的支座设计并未充分考虑抗震的需求，如某些支座形式和材料上存在缺陷、在构造上连接与支挡等构造措施不足等，以致支座在地震力作用下会发生较大的变形和位移。

　　地基与基础震害。

　　在地震力作用下地基中的砂土会被液化，以致地基失效，基础沉降或不均匀沉降，从而导致地面较大变形，地层发生水平滑移、下层、断裂等。地基与基础震害会使桥梁发生坍塌，给震后修复工作带来困难。

　　梁的震害。

　　梁的震害主要是有桥台震害、桥墩震害、支座震害等引起的，其主要表现为主梁坠落，这也是较严重的震害现象。

　　桥梁的抗震设计

　　抗震概念设计。

　　由于地震的发生存在不确定因素和复杂因素，同时结构计算模型需要假定结果且与实际情况存在较大差异，以致“计算设计”在一定程度上较难控制结构的抗震性能，因此，对于结构抗震设计来说，不能完全依赖计算，“概念设计”其实比“计算设计”更加重要。而良好的“概念设计”将直接影响着结构抗震性能。良好的“概念设计”必须是，在设计桥梁方案阶段应根据功能要求、静力分析和桥梁的抗震性能等取舍抗震结构体系。

　　在抗震概念设计时，应重视上、下部结构连接部位和过渡孔处连接部位的设计及塑性铰预期部位和桥墩形式的选取；应对动力特性进行简单的分析、对地震反应进行评估，接着结合结构设计对结构的抗震薄弱部位、构造设计及是否能通过配筋等进行进一步地分析。以分别保证桥梁结构的经济性、抗震安全性和在桥址处的场地条件下所选择的结构体系是良好的结构体系。较后，应根据分析结果对抗震性能的优劣进行综合性评判，再决定是否对设计方案进行修改。

　　延性抗震设计。

　　桥梁的抗震设计主要是反复进行①仔细地对预期会出现的塑性铰部位进行配筋设计；②为保证抗震安全性应分析并验算整个桥梁结构的抗震能力这两个阶段，直到通过抗震能力验算。

　　桥梁减、隔震设计。

　　此设计可以较好地提高桥梁抗震能力，并且具有简便、先进、经济等优点。此种设计的装置主要是通过对结构的能量耗散能力的增大或者增大结构主要振型周期使其落在能量较少的范围内两种措施使结构地震反应减少。在进行减、隔震设计时应充分结合结构特点和场地地震波频率特性，选用适合的设置方案、相应参数、及减隔震装置，并对结构的受力和变形进行合理地分配。

　　桥梁的抗震加固技术

　　对于处于地震多发区的已经修建的桥梁，应根据更为先进的设计思想对其进行抗震性能评价，并结合评价结果考虑是否应给予相应的抗震加固措施。

　　维护结构连接件

　　当支承连接件不能承受桥梁上、下部结构产生的相对位移时可能会失去相应的作用，并导致梁体坠毁。而这种情况往往都是由施工单位和养护单位在桥梁支承连接件的性能质量的重视度不够所引起的。因此，我们应定期对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。在国内目前采用较多的维护方法有采用挡块、连梁装置等安装于伸缩缝等上部接缝处；安装限位装置于简支的相邻梁间；为耗散作用于机构的地震能量增加耗能装置及减隔震支座；增加支承面的宽度等措施。此外，在桥梁使用期间定期检查并维护支座时应随时清除伸缩缝内的杂物。

　　加固上部结构

　　加固上部结构主要有粘贴钢板加固法、增大截面加固法和结构体系转换法。粘贴钢板加固法主要在梁板桥的主梁底部出现严重横向裂缝时使用。在粘贴钢板、钢筋或纤维时应特别注意粘贴位置，即粘贴位置应尽量远离中性轴加固区。同时还应注意黏结剂的性能以保证锚固的可靠性；增加截面加固法主要是增设钢筋在桥梁下部以提高主梁的抗弯能力。同时，如果增设的钢筋较多可考虑将主梁下部的截面面积增大以避免**筋构件的出现。另外，应设置锚固筋、传力销、剪力键等可靠的连接物在新老结构材料之间以避免增加的重量破坏原截面；结构体系转换法主要指将可承受负弯矩的钢筋设置在简支梁的梁端，使相邻两主梁连起来就可形成多跨连续梁，进而达到提高桥梁承载力的目的。

　　加固下部结构

　　下部结构的加固主要有柱罩、填充墙、连梁、加固支座、加固帽梁、桥台和加固基础等措施。填充墙具有提高柱的横向能力和限制柱的横向位移等特点，可用于多柱桥梁；连梁可提高混凝土排架的横向能力。连梁可置于排架底部标高处替代墩帽，也可置于地面标高和排架底部标高之间的某个位置以调整特定排架的横向刚度；一直以来支座都是地震中受损较*的部位，而为加固支座现在一般都采用隔震支座加固桥梁的方式，此外还有用铅芯橡胶支座或者缆索与弹性支座配套使用代替弹性支座的方法；帽梁加固方法较常见的是给现有帽梁增设垫板；桥台加固主要有两种方法，一是支座延长装置，二是用木材、混凝土或钢

　我国处于地震带之上，我国是一个多地震国家。由于地震带的分布对于建筑的质量安全影响是非常大的，因此，高层建筑结构抗震设计之前必须从科学的角度全面考虑，以免造成较大人员伤亡和财产损失。那么，如何通过加固抗震的设计使人员伤亡、财产等各项损失降到较低呢？就此笔者谈谈自己的观点，供大家参考：

　　1 加固抗震应遵循的原则

　　在抗震结构的设计中，应通过对结构的整体特性、结构布置、结构刚度的分布等情况进行合理设置，控制结构在地震发生时的反应性能，达到减小地震反应的目的，一般需要遵循以下原则：

　　1.1 抗震建筑的设防目标一般应**传统建筑。合理设计的抗震建筑均可达到“小震不坏，中震不坏或轻微破坏，大震不丧失使用功能”的设防目标。

　　1.2 抗震建筑结构的定型基本规则。应该控制抗震支座的布置及结构的刚度，使其分布均匀。尽量使结构刚度中心与上部结构的质量中心的偏移小一些，这样做可以保证结构不致因为太大的扭转作用而发生意外破坏。

　　1.3 基础抗震技术对低层多层建筑较为适合，抗震建筑的房屋高度和层数应符合有关设计技术规范中的相应规定。

　　1.4 由于建筑抗震技术的特点，抗震建筑一般更适合于I、II、III类建筑场地，并且在结构设计中选用刚性较好的基础类型，以保证抗震层的稳定性和在地震中运动的一致性。

　　1.5 一般来说，抗震建筑抗震层的抗拉能力比较薄弱，根据剪切型结构的特点，为了保证抗震结构的稳定性，确保抗震结构的倾抗覆能力及地震时有效防止上部结构与抗震层之间的距离，应对抗震结构的高宽比加以控制。抗震结构的高宽比应满足下表的要求。当高宽比不满足要求时，应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。

　　同时还应对非地震作用的水平荷载（如风荷载）加以限制，一般说来，应控制非地震作用的水平荷载不**过结构总重力的10%。这样做也可以有效保证抗震建筑的舒适性。

　　1.6 合理设置抗震结构的基本周期，避开场地周期和上部结构的周期，有效地发挥抗震技术的效用。

　　1.7 基础抗震层一般应设置在结构**层以下的部位，抗震层在罕遇地震下应保持稳定，且不出现不可恢复的变形。控制抗震结构的节点构造，保证抗震层在地震时有效发挥作用。

　　1.8 穿过抗震层的设备配管和电器、通信系统的配线，应采用挠曲柔性连接等适应抗震层罕遇地震水平位移的措施；采用钢筋或钢架接地的避雷设备，应设置跨越抗震层的接地配线。

　　1.9 抗震建筑应具备当抗震支座在地震中意外丧失稳定性而不发生严重破坏的措施，一般也应考虑抗震支座的便于检查和替换的措施。

　　1.10 建筑抗震橡胶支座和抗震层的其他部件尚应根据抗震层所在位置的耐火等级采取相应的防火措施。

　　2 抗震建筑结构设计的技术

　　近代的基础抗震技术基本上可分为两大类,即弹性抗震和基础滑动抗震。在弹性抗震中,叠层钢板橡胶垫抗震技术应用较多。这类抗震方案主要是在房屋底层与基础**面之间增设一个侧向刚度很低的抗震层,使在地震过程中整个结构体系的周期变长,变形集中在底层,上部结构基本上是刚性运动。但主要用于抗震水平地震动,对于竖向震动则几乎没有隔离作用;另一方面,这种抗震体系实际上是在地震时对上部结构起着低通滤波的作用,地震中的中高频成分几乎全部可以滤掉,但并不能完全避免结构共振。

　　2.1 抗震技术。　　抗震技术不仅在新建工程中获得应用,而且已用于现有建筑的抗震加固改造。抗震装置可安装在结构的防火层或设备层,抗震层可设置在结构的不同部位,如基础、中间层等,也可设置在房屋的**层,同时起到结构加层和抗震加固的目的。由于传统的加固改造技术对结构震后的性能和不可靠程度缺乏准确地了解,故较难达到强度和延性的合理匹配。采用抗震技术对结构进行加固改造,通过在抗震层设置刚度很小的抗震装置,将地震变形集中到抗震装置上,相对于依靠结构本身的较高强度和较低变形来吸引地震能量而言,抗震结构的周期和阻尼都有很多的提高,故加速度和位移反应明显降低。同时,耗能减震加固改造技术,智能材料加固改造技术,以及吸振减震加固改造技术等开辟了房屋加固改造的新途径。

　　2.2 基础抗震。　　基础抗震是建筑抗震新技术家族中的*,大量试验研究及多次强震实践表明,基础抗震以其较少的投资换取很大的安全系数。基础滑动抗震效果受地面运动频率特性的影响较小,几乎不会发生共振现象。

　　所谓基础抗震,就是在建筑物的基础与上部结构之间增设高度很矮, 具有足够可靠性的抗震层,控制地面运动向上部结构传递,地震时其能量可反馈到地面或由抗震层吸收,以大大减小结构及构件的地震反应,确保建筑物的整体安全,其内部设备不发生破坏或丧失使用功能,室内人员不遭受伤害也不会有强烈震感。同时,还可防止结构内部的次生灾害。主震后*避震疏散,即使发生罕遇大震抗震房屋也不会倒塌。

　　在其中使用的橡胶抗震垫不仅有良好的抗震性能,而且该技术在造价方面也有其优越性。抗震结构与一般结构相比,费用增加的部分包括:抗震构件、抗震层上面的楼面、设备管道的柔性接头及相应的设计费用和施工费用。如果上部结构仍然按传统的抗震设计,其总工程费用略有增加。

　　采用基础抗震设计上应注意:

　　(1)在建筑物周边,抗震层部分要比基础大一圈,因此场地要宽裕;

　　(2)抗震层的周围设挡土墙,其上部有墙外狭道等,因此要确保地震时不因上部结构的移动而带来其它问题;

　　(3)方便检查和更换抗震装置;

　　(4)为使设备管线适应抗震层的位移和变形,常采用柔性连接或球型接点,但要考虑安放装置及检修的空间;

　　(5)抗震建筑物与其它建筑物之间的联系通道要适应相对变形,确保畅通无阻。