铁路重力式桥墩抗震加固方法研究

铁路桥墩作为桥梁的下部结构,在地震作用下易遭到破坏。我国高烈度地区依然存在大量的低配筋重力式桥墩。此类桥墩延性及耗能能力较差,抗震能力不足。在历次强烈地震时铁路桥墩的破坏都十分严重。因此,针对既有铁路重力式桥墩提出可靠的抗震加固方法,以及对加固后桥墩的抗震性能进行评估,已成为一个急需解决的问题。根据铁路重力式桥墩的特点,研究了外包碳纤维布、外包混凝土及外包钢板3种抗震加固方法的有效性及可行性,并对3种加固材料与基础的锚固连接方式进行重点研究。制作6组共计23个不同配筋率的混凝土桥墩模型,针对每种加固方法进行试验及理论研究。研究模型桥墩加固前、后的破坏模式、滞回曲线及骨架曲线,分析各种加固方法的加固效果。研究加固后桥墩的抗震性能评估方法。主要研究内容如下:(1)针对铁路混凝土重力式桥墩配筋率低,在地震时易发生破坏的特点,提出外包碳纤维布、外包混凝土及外包钢板3种抗震加固方法。介绍了3种抗震加固方法的施工工艺,尤其对3种加固材料与基础的锚固连接方式进行了详细介绍。(2)建立3种抗震加固方法的有限元模型及求解方法。基于ANSYS有限元分析软件,研究模型桥墩加固前、后的承载能力、位移延性以及塑性区的分布规律。讨论加固材料、墩底锚固措施及加固高度等因素的影响。比较不同加固方法的加固效果。建立采用外包碳纤维布、外包混凝土及外包钢板3种抗震加固方法的三维有限元分析模型,进行桥墩水平力–位移关系的全过程分析。计算结果表明:随着加固高度的增加,破坏模式发生改变,塑性区的分布区域发生上移。采用墩底锚固措施的加固方法可以大幅度提高桥墩的承载能力和变形能力。有限元分析结果为桥墩的抗震加固参数及锚固方式的确定提供了理论依据。(3)基于相似原理,设计、制作6组(共计23个模型)具有不同配筋率的桥墩试验模型。采用3种加固方法对受损后的模型桥墩进行抗震加固。采用拟静力试验方法研究加固前、后模型桥墩的抗震性能。获得了加固前、后的模型桥墩在反复水平力作用下的滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力及破坏模式。根据试验结果可知:对于碳纤维布和钢板加固,加固后桥墩的破坏形态由脆性破坏转变为延性破坏。加固后模型的滞回面积增大,滞回性能得到改善,耗能能力及塑性变形能力提高。加固后桥墩的承载能力得到大幅度提高。开裂荷载、极限承载力及延性提高了2~3倍。钢板加固桥墩的滞回曲线具有滑移及捏缩三线性恢复力模型的特性。对于外包混凝土加固,加固后桥墩的开裂破坏位置上移至未加固部分,但破坏形态仍属于少筋混凝土结构的脆性破坏。加固后桥墩的整体刚度明显增加,承载能力提高了2~3倍。加固后滞回特性得到部分改善,但是滞回环仍然较瘦,其耗能作用仍较差。对于全墩身外包混凝土加固,由于配筋率和配箍率都明显增加,加固后桥墩的承载力及延性明显提高。对比3种加固方法的试验结果可知:在增加桥墩刚度方面,外包混凝土及钢板加固法要优于碳纤维布加固法;在增加桥墩延性方面,外包钢板及碳纤维布加固法要优于外包混凝土加固法。(4)理论分析及试验结果都可以看出,3种抗震加固方法均能够取得明显的加固效果。(5)提出3种加固材料与基础之间的锚固连接方法,对加固前、后模型桥墩的抗震性能及加固效果进行对比分析,并通过模型试验验证了3种加固方法及连接锚固方法的有效性和可行性。(6)研究桥墩加固后抗震能力的评估方法。在有限元分析和模型试验的基础上,建立加固桥墩能力曲线的简化方法。依据等超越概率的抗震设防准则,根据既有铁路桥墩的剩余服役期限,提出考虑服役期影响的地震作用调整系数对弹性需求谱的折减方法,建立考虑加固后桥墩位移延性的非弹性需求谱曲线。给出加固后铁路重力式桥墩的抗震性能指标及其限值。提出抗震加固后重力式桥墩的抗震能力简化评估方法和评估流程,并以一抗震能力不足的铁路重力式桥墩为例进行了抗震能力评估。     

玛纳斯河大桥桥墩加固效果评估

玛纳斯河大桥桥墩采用钢筋混凝土套箍进行加固，通过对加固前和加固后桥墩的应力和变形进行研究，对桥墩的加固效果作出评估。     

桥台锥坡处理与桥墩加固实例分析

简要介绍了某连续T梁桥桥台锥坡的病害以及对桥墩的影响,分析了锥坡加固的工程措施以及相应的桥墩加固情况,实践证明该工程取得了良好的加固效果,可以为同类锥坡和桥墩加固提供借鉴。     

治理深圳河第三期工程罗湖铁路桥加固改造方案探讨

罗湖铁路桥位于治理深圳河第三期工程范围,桥位处河道的挖深拓宽使原桥墩、桥台基础埋置深度减小,有可能悬空外露。为满足治理深圳河第三期工程行洪要求,又保证罗湖铁路桥的畅通,必须对罗湖铁路桥加固改造。     

老清河大桥2号墩托换加固技术

因河道采砂、暴雨冲刷导致桃威老清河2号墩横向倾斜,严重影响正常通行。为了能够安全、彻底、迅速、经济地解决2号桥墩病害,通过方案比选和加固论证,采用了对2号墩扩大基础托换为桩基础,详细介绍了施工关键技术、质量及安全保障措施等。竣工验收结果表明,该加固技术能够有效确保工程质量和安全,并取得良好的社会效益和经济效益。     

某铁路特大桥桥墩加固设计

某铁路特大桥部分桥墩在施工过程中出现不同程度的水平、竖向和斜向裂缝,通过综合分析,决定对桥墩裂缝进行深层灌胶处理后,再采用置换高强加固型混凝土的方法进行裂缝封闭及对整体结构进行加固。为论证该加固方案的可靠性,采用ANSYS有限元软件进行模拟分析,分析了桥墩在未开裂工况、开裂工况、加固后工况下的应力、线刚度及偏心的变化。结果表明,该加固方案是安全可靠的,可供同类桥墩裂缝加固设计参考。     

治理深圳河第三期工程罗湖铁路桥加固改造方案探讨

罗湖铁路桥位于治理深圳河第三期工程范围，桥位处河道的挖深拓宽使原桥墩、桥台基础埋置深度减小，有可能悬空外露。为满足治理深圳河第三期工程行洪要求，又保证罗湖铁路桥的畅通，必须对罗湖铁路桥加固改造。     

粘贴碳纤维在桥梁墩柱加固中的设计和应用

针对某桥梁桥墩的偏差问题,使用有限元软件对桥墩、桩基进行了力学性能验算,提出了粘贴碳纤维的加固设计方法,并对加固后桥墩的承载性能及稳定性进行了分析计算,积累了桥梁墩柱加固经验。     

钢筋混凝土桥墩抗震加固性能研究

基于Open Sees有限元分析软件进行了桥墩Pushover分析和滞回性能分析,并采用三种不同加固方式对塑性铰进行加固。发现利用CFRP对桥墩进行加固后,构件的抗震延性性能得到了大幅提升,塑性铰范围增大,滞回耗能水平提高,大大提高了桥墩的抗震性能;特别是改进后的加固方式对于力学特性不同的桥墩有良好的加固效果。     

预应力FRP布加固混凝土桥墩的力学性能研究

通过对FRP(Fiber Reinforced Polymer)布加固混凝土桥墩时预应力施加方法的研究和分析,给出了预应力FRP布加固混凝土桥墩的施工方法;以某铁路桥梁中的大尺寸混凝土桥墩为例,比较分析了预应力FRP布加固混凝土桥墩的优点和优势,参照中美两国规范给出了预应力FRP布加固混凝土墩柱的承载力和延性分析方法。结果表明,与未施加预应力的FRP布加固混凝土墩柱相比,采用预应力FRP布加固混凝土墩柱可以有效提高其承载能力和延性;与AFRP布相比,CFRP布更适用于预应力FRP加固工程。     

某独柱墩桥梁桥墩加固设计

结合某独柱墩桥梁的倾覆实例,通过对事故桥梁加固前检测分析和现场调查,确定了未倒塌桥墩的加固方案,并提出了事故桥梁的重建方案,对推荐方案和比较方案进行了技术经济比选,重点介绍了未倒塌桥墩加固的施工工艺要点,分析方法及加固措施对解决类似的桥梁问题有借鉴意义。     

桩墩配筋率比对桥梁结构塑性区长度的影响

采用弹塑性纤维单元模型对某连续梁桥桥墩及桩基进行了考虑桩-土动力相互作用的非线性地震反应分析,分析了不同类型地震波作用下桥墩及桩基的动力响应,重点研究了不同桩墩配筋率比对结构塑性区开展程度及动力响应的影响。结果表明:随着桩墩配筋率比的改变,桥墩和桩基的反应塑性率呈现出不同的变化趋势,桩墩配筋率比的大小对桥梁结构的塑性区开展有显著影响;桥墩的配筋率大小不仅对桥墩塑性区开展有显著影响,而且对桩基的影响较大;不同类型的地震波对群桩基础桥墩结构的动力响应影响不同,长周期地震波对结构的影响最大,内陆直下型地震波次之,板块边界型地震波最小。     

桥墩墩帽加垫梁调整孔跨在桥梁设计中的应用

以神朔复线两座大桥工程为例，介绍了施工图设计概况，阐述了加垫梁墩帽的构造及配筋，提出了采用桥墩墩帽加垫梁调整孔跨的优缺点及其适用条件。     

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。     

反弯曲线连续梁桥病害成因与加固措施

针对广州市某立交桥运营过程中产生的多种病害,通过桥梁检测和计算分析,确定了支座设置不合理是病害产生的主要原因,介绍了将部分中间墩改为双支座的加固措施,为独墩柱曲线桥的设计、施工和加固积累了经验。     

A Study of the Cumulative Impact Forces of Stainless-Steel Reinforced Concrete Pier

Stainless-steel reinforcement is used to replace the common reinforcement of RC pier in the marine environment, so as to solve the corrosion issue of reinforcement. According to the collision force of stainless-steel reinforced concrete bridge pier under cumulative impact, in this paper the cumulative impact loss factors of the pier is considered to analyze the relationship between the pier stiffness and ultrasonic sound velocity by numerical simulation. The calculation formula of the collision force considering the cumulative impact damage of the pier is then created with the experimental verification and comparative analysis of relevant norms. The results show that the formula of the collision force proposed in this paper is able to better reflect the actual force of the cumulative impact of the pier.     

运营桥梁独柱墩加固工程支座安装施工技术

结合杭长高速公路泗安枢纽3号桥独柱墩加固工程的施工,详细介绍了运营通车情况下独柱墩现浇箱梁桥增设支座加固施工的工艺和方法,总结了施工中的控制要点及注意事项,为今后类似工程施工提供了参考。     

公路桥梁高墩台施工技术探讨

桥梁墩台承载着桥梁上部结构传下的荷载,并将它传递给地基基础。另外,桥墩还要承受风力、流水压力、波浪力以及可能发生的冰压力、船只和漂流物撞击力的作用。因此,桥梁墩台的作用就显得格外重要。它要求施工质量必须保证。结合工程经验,着重介绍了公路桥梁高墩台施工的两种主要方法,即滑模施工与翻模施工,并对钢筋的安装、机械的选择、混凝土配合比的设计及安全控制措施进行了简要说明。     

高地震区双线圆端形桥墩计算研究

圆端形桥墩是现代铁路建设中最普遍使用的结构样式.论文运用有限元程序对高地震区情况下不同场地中的圆端形桥墩进行受力分析及配筋检算.