RC桥墩抗震加固措施综述

介绍国内外桥梁抗震加固钢菸混凝土桥墩的几种加固措施,包括常规加固技术及新型加固修复技术,并对桥梁抗震加固方法进行了总结和评述,以期对我国现役桥梁的抗震加固提供一些参考和借鉴.     

钢筋混凝土梁桥抗震加固功能性与经济性关系研究

本文分别采用抗震(桥墩补强)和隔震(更换隔震支座)两种不同的理念进行桥梁抗震加固.其中,影响桥梁加固后性能的影响因素主要包括桥墩的刚度参数和隔震支座的力学参数两个方面.通过有限元分析采用变参数控制的方法对加固后的桥梁进行抗震性能评价,得出不同加固方法中参数变化对桥梁抗震性能的影响.同时对加固后的桥梁进行经济性对比,主要考虑的经济影响因素包括:桥梁重要性、人员成本、施工难易程度、材料成本价格、材料运输费用、施工周期等.最后,采用量化的性能评价参数和工程经济学中常用的“功能/成本”概念,找到两种不同加固方法中“功能/成本”最优的加固点,从而制定出最优的抗震加固方案,并将论文中的研究成果运用到具体的工程实例当中,为今后我国桥梁抗震加固领域研究与应用提供参考和借鉴.     

桥梁抗震加固方法评述

桥梁作为交通生命线的枢纽工程,一旦遭受地震破坏,将会导致巨大的经济损失,并影响震后灾区的救援和重建工作,使得人们对桥梁的抗震性能越来越重视。桥梁抗震性能研究主要有两个方面,一是对新建桥梁采取合理的抗震设计和抗震构造措施;二是对现役桥梁的抗震加固。本文介绍了国内外在桥梁抗震加固方面的一些研究成果,并对桥梁抗震加固的方法进行了总结和评述,以期对我国现役桥梁的抗震加固提供一些参考和借鉴。     

某砖混结构教学楼的抗震加固方案设计

砖混结构由于抗拉、弯、剪性能差,整体性和抗震性能不足,在地震作用下震害较为严重。尤其对于人流量较为密集的教学楼,必须加强此类房屋的震害防御研究,采取合理的抗震加固措施,以提高其综合抗震能力。文章结合工程实例,分析其既有现状,依据抗震鉴定结论采取相应的加固方案,以期为同类建筑结构的抗震鉴定和加固提供一定的参考价值。     

FRP加固钢筋混凝土桥墩的抗震性能分析

本文利用通用有限元程序建立了FRP加固钢筋混凝土桥墩的数值分析模型,对FRP加固钢筋混凝土桥墩的抗震性能进行了数值计算和分析。计算和分析结果表明,用FRP加固可以明显改善钢筋混凝土柔性墩的抗震性能;与全包裹相比,用FRP对桥墩墩底进行部分包裹可以更有效的利用FRP的强度,更为经济适用。     

桥梁的抗震检测与加固方法

指出我国公路桥梁新抗震规范的颁布实施,对桥梁的抗震能力提出新的要求,总结了桥梁抗震检测加固方法,对如何有效减轻桥梁因地震而造成的损害、提高结构的抗震性能进行了论述,以确保桥梁使用寿命。     

三元桥V型桥墩加固改造技术研究

基于北京市三元桥大修工程,对该桥V型桥墩的加固改造方法进行了调查与研究,其中包括:增大桥墩截面面积,墩身外包钢板和增设抗震销钉等方法;论证了在桥墩加固中,应综合考虑桥墩的承载力和延性的重要性。此外,通过有限元仿真模拟,对比研究了该桥在加固改造过程中结构体系改变对桥墩受力的影响。研究结果表明,用上述方法改造后的桥梁结构体系可以使主梁剪力突变减少而有利于主梁的抗剪设计。     

北京市城市桥梁抗震加固优先级评估及规划建议

城市桥梁抗震加固规划需要在已建桥梁抗震能力分析的基础上,给出桥梁抗震加固的优先顺序,以保证桥梁抗震加固工作有序进行。文章首先明确了桥梁抗震加固的优先原则,提出抗震加固优先等级及优先指数的概念,分析影响抗震加固优先等级的主要因素,包括桥梁位置重要性、抗震能力、加固难易程度及桥龄,通过计算抗震加固优先指数确定桥梁抗震加固优先等级。按照抗震优先等级评估方法,对北京市城市桥梁进行抗震优先等级计算分类,提出抗震加固规划建议。文章中的一整套评估体系,可为各地桥梁养护管理单位进行抗震加固规划提供参考。     

大跨体育馆抗震性能鉴定与加固研究

对已有建筑进行抗震性能鉴定,并对不满足现行规范要求的建筑采取适当的加固改造措施,可有效减轻地震带来的损失。以南京五台山体育馆为背景工程,简要介绍大跨公共建筑的抗震性能检测、鉴定与加固设计方法。首先,针对不同建筑的结构特点,采用适当的检测手段,并结合理论分析,对结构的抗震能力进行综合评价;再根据其抗震性能的薄弱环节,提出有效地加固方案,对加固后结构进行地震作用下的强度和变形计算。针对五台山体育馆存在的问题,提出设置消能支撑的加固方案,分析表明,消能支撑可有效降低结构地震反应,保障原结构的地震安全性。     

结合桥梁震害原因谈抗震设计

文章对桥梁震害的原因进行了详细的阐述,从设计的角度提出了合理的桥梁抗震、加固措施,从而很好达到桥梁结构的防震和抗震效果。     

Parametric study of seismic performance of super-elastic shape memory alloy-reinforced bridge piers

One of the important measures of post-earthquake functionality of bridges after a major earthquake is residual displacement. In many recent major earthquakes, large residual displacements resulted in demolition of bridge piers due to the loss of functionality. Replacing the conventional longitudinal steel reinforcement in the plastic hinge regions of bridge piers with super-elastic shape memory alloy (SMA) could significantly reduce residual deformations. In this study, numerical investigations on the performance of SMA-reinforced concrete (RC) bridge bents to monotonic and seismic loadings are presented. Incremental dynamic analyses are conducted to compare the response of SMA RC bents with steel RC bents considering the peak and the residual deformations after seismic events. Numerical study on multiple prototype bridge bents with single and multiple piers reinforced with super-elastic SMA or conventional steel bars in plastic hinge regions is conducted. Effects of replacement of the steel rebar by SMA rebar on the performance of the bridge bents are studied. This paper presents results of the parametrical analyses on the effects of various design and geometric parameters, such as the number and geometry of piers and reinforcement ratio of the RC SMA bridge bents on its performance.     

基底摇摆隔震桥墩振动台试验与数值模拟研究

为了研究不同构造形式的基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用下的响应规律和抗震性能，提出了设置高阻尼橡胶垫块和线性弹簧的两种基底摇摆隔震桥墩模型。通过振动台试验和数值模拟，对两种摇摆隔震桥墩的地震响应规律和抗震性能进行了对比研究。结果表明：两种基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用后，桥墩均没有出现严重的破坏，其破坏特征主要表现为限位钢板的弯曲变形和提离约束部件的移位，桥墩呈现出良好的抗震性能；两种基底摇摆隔震桥墩相对于传统桥墩能够显著降低墩顶加速度和墩底应变响应，但墩顶水平位移响应也会相应增加，在摇摆隔震桥墩的设计上，应将墩顶水平位移作为主要设计参数；提出了两种基底摇摆隔震桥墩改进的Winkler两弹簧数值计算模型，通过与振动台试验结果对比，证明了该模型能够较好地模拟两种基底摇摆隔震桥墩的摇摆行为及其地震响应规律。     

预制拼装桥墩地震易损性分析

为研究灌浆波纹管连接和带榫头的灌浆波纹管连接两种预制拼装桥墩的抗震性能并对其在地震作用下的易损性进行评估,根据预制拼装桥墩墩底接缝的特点,通过拟静力试验研究,以墩顶漂移率为损伤指标,对其不同的损伤破坏状态进行描述,并确定了对应不同破坏等级的损伤量化指标限值Dcr、Dcy、Dcm和Dcu。采用有限元软件对现浇及预制拼装桥墩进行不同地震作用下的时程分析并建立概率地震需求模型,对其易损性进行评估,并通过改变轴压比、纵筋配筋率,来进一步研究这些参数对预制拼装桥墩易损性的影响。结果表明：虽然预制拼装桥墩与现浇桥墩大部分的破坏形式都为弯曲破坏,但是损伤状态因为接缝而存在差异;采用波纹管连接的预制拼装桥墩与现浇桥墩的地震易损性差别不大,抗震性能基本一致;有榫头构造的预制拼装桥墩在各级地震作用下发生四种损伤破坏的概率最低,这种构造形式的抗震性能优于平面接缝的预制拼装桥墩;轴压比、纵筋配筋率这两种参数对桥墩的易损性影响较大,随着轴压比的增大或配筋率的减小,桥墩的损伤概率增大。     

基于配筋构造细节有效性评估的既有钢筋混凝土桥墩抗震性能评估方法

提出了一套基于构造细节有效性评估的既有钢筋混凝土桥墩抗震性能评估方法。该方法充分考虑到纵筋和箍筋锚固构造、箍筋阻止纵筋层间屈曲、箍筋阻止纵筋长距离屈曲以及箍筋约束混凝土等四个方面配筋构造细节对桥墩抗震性能的影响,并利用构造细节有效性评估结果得到的材料特性来计算桥墩抗剪能力、抗弯和延性变形能力。该方法不仅可以更加准确地评估桥墩的抗震性能,还可以预测箍筋、纵筋、混凝土等材料在桥墩破坏时力学性能,指出构件的抗震薄弱环节,为桥墩的抗震加固指明方向。     

高强钢筋实现低配筋铁路桥墩延性抗震研究

我国铁路桥梁目前仍在大量使用只配有护面钢筋的低配筋桥墩,这类桥墩的变形能力差,在地震作用下易发生脆性破坏。为了提高这类桥墩的抗震性能,提出了采用高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的思路。对1个配置HRBF500钢筋的低配筋桥墩试件进行低周反复荷载试验,研究试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、耗能性能和延性等。结果表明,试件的破坏模式为延性破坏。在试验研究的基础上,进一步分析高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的机理。     

Seismic performance of precast hollow bridge piers with different construction details

Currently the design scheme of precast hollow concrete bridge piers will be adopted in bridge design in China, but there is no code including specific design details of precast segmental piers in high seismic risk area. For comparative study of seismic performance of the hollow bridge piers which had different design details, six specimens of hollow section bridge pier were designed and tested. The specimens consist of the monolithic cast-in-place concrete bridge pier, precast segmental prestressed pier with cast-in-place joint and precast segmental concrete bridge pier with dry joints. Results show that all specimens have good displacement capacity. The bridge pier with bonded prestressed strands exhibits better energy dissipation capacity and higher strength. The un-bonded prestressed strand bridge pier displays less residual plastic displacement and energy dissipation capacity. The bridge pier with both bonded prestressed strands at the edge of the section and un-bonded in the center of the section not only exhibits more ductility capacity and less residual plastic displacement, but also shows better energy dissipation capacity. Compared with experimental results of prestressed bridge columns, analytical result demonstrates the developed numerical analysis model would provide the reasonable and accurate results.     

古交电厂配套工程屯兰河大桥的设计

结合古交电厂屯兰河大桥工程概况，在现场勘测的基础上，介绍了桥型的设计方案，从桥梁斜交正做、扩大基础适当配筋等方面，提出了一些针对性的设计措施，经实践考验，达到了设计要求。     

氯离子侵蚀效应对RC桥墩抗震性能的影响

为研究混凝土桥梁结构在服役期内由于环境氯离子侵蚀效应引起钢筋、混凝土锈蚀退化等导致结构抗震性能退化的规律,以某多跨钢筋混凝土连续梁桥为例,采用OpenSees软件建立非线性动力分析模型,根据已有研究成果并基于概率方法研究了墩柱截面主筋和箍筋锈蚀的开始时间和锈蚀率大小,进而建立了钢筋的直径及屈服强度退化模型;针对考虑纵筋锈蚀、考虑箍筋锈蚀、同时考虑纵筋和箍筋锈蚀3种情况,分别分析了材料退化对桥墩抗震性能的影响。结果表明:同等条件下箍筋锈蚀比纵筋锈蚀更早;随着时间的推移,氯离子侵蚀效应会导致桥墩抗震能力下降,结构的抗震需求明显增加;与以往只考虑纵筋锈蚀的情况相比,同时考虑箍筋和纵筋锈蚀时桥墩抗震性能退化更严重。     

矮墩大跨连续梁体系桥纵向减隔震设计

以上海大治河桥为实例,分析了矮墩、大跨连续梁体系桥的结构动力特性与地震易损性一般规律。重点探讨了矮墩、大跨连续梁体系桥的纵向地震响应规律与合理抗震设计,并指出了该类桥梁不适宜按延性抗震进行设计。按结构纵向约束要求,提出了采用E型软钢阻尼器组的减隔震设计方案,并给出了具体的设计参数。从非减隔震设计与减隔震设计方案的结构抗震性能对比分析结果可以看出,减隔震设计体系可以有效缓解纵向固定墩支座、墩身以及基础地震惯性力大、构件能力匹配关系难以满足能力保护设计的特点,是矮墩、大跨连续梁体系桥纵向抗震体系的理想解决方案。     

延性桥墩塑性铰区最低约束箍筋用量

依据 3次不同试验的研究成果和非线性回归分析 ,建立了计算延性桥墩塑性铰区范围最低约束箍筋用量的计算公式 ,并与公路工程抗震设计规范 (JTJ 0 0 4 - 89)有关规定和国外规范计算公式进行了比较。本文所建立的计算公式 ,可供新修订的桥梁抗震设计规范参考采用