结构易损性在桥梁工程中的应用与
桥梁结构损坏的原因分析及治理方法

桥梁结构损坏的原因分析及治理方法作者:耿宏伟来源:《建筑工程技术与设计》2014年第16期【摘要】我国桥梁的数量在过去的几年里,翻了好几倍。
这也就代表着,我国的交通路线正在逐渐的完善着。
但是,我们看到的只是好的一面,并没有发现其不好的一面。
这不好的一面指的就是桥梁结构极易损坏,给我国人们的生命安全和财产安全带来了严重的威胁。
比如,去年在哈尔滨出现的公路桥坍塌事件,就造成了极为恶略的影响。
下面,本研究就来具体分析一下桥梁结构损坏的原因分析及治理方法。
【关键词】桥梁结构;原因分析;治理办法经济的快速发展,需要一个好的交通路线的支撑。
由于我国地形十分复杂,只有少数的地方是平原,大多数的地方都是沟壑纵横。
在这些地方要想建设普通的交通路线是不可能的,只有通过架设桥梁才可以实现这些地方的交易畅通。
从而带动当地的经济。
同时,通过架设一些高架桥也可以有效的解决城市交通路线拥挤的状况。
因此,我国交通桥的数量呈直线增长,在这一切欣欣向荣的背后,交通桥梁结构的损坏问题却一直困扰着桥梁建设企业的发展。
下面,我们就来具体分析一下目前造成桥梁结构损坏的原因,并根据实际的原因提出一些改善意见,以供大家参考。
1.桥梁结构损坏的原因分析一般来说,导致桥梁结构损坏的原因有很多种。
比如说,车辆的超载会导致桥墩的开裂,自然灾害也可以导致桥梁的结构的损坏等等。
由此可见,能够影响桥梁结构的因素有很多种,下面,我们就来具体分析一下这些影响桥梁结构的因素。
1.1桥梁的结构设计不合理对于桥梁结构的影响一座桥梁在建设开始之前,都需要进行严格的设计。
但是,由于很多桥梁建设公司对于桥梁的设计并不是很注意,都是觉得只要在施工的时候注意安全即可。
更别说是进行什么实地换将的勘测了之类的[1]。
于是桥梁结构的设计不合理问题成为了桥梁结构后来损坏的主要凶手。
虽然说如果地表结构比较坚固,桥梁结构设计的影响并不是那么重要,但是地质结构的好的地方并不是总能够遇到,因此,桥梁结构的设计工作还是十分重要的。
道路桥梁的常见结构病害与加固技术应用分析

道路桥梁的常见结构病害与加固技术应用分析道路桥梁在长期使用过程中,由于自然因素和人为因素的影响,会出现结构病害,比如开裂、变形、破损等问题,严重影响桥梁的使用寿命和安全性能。
因此,加固技术在道路桥梁维修中扮演着十分重要的角色。
本文将对常见的道路桥梁结构病害及其加固技术应用进行分析。
一、桥梁结构病害1. 桥面裂缝和坑洞:桥面在受到轮胎冲击、水龟裂和锈蚀等因素作用下,容易发生龟裂或局部塌陷,严重时就会形成坑洞。
2. 墩身照明孔孔洞:桥墩身的照明孔长时间使用后,由于未按规定密封、平整,导致照明孔周围混凝土产生破损、龟裂,最终形成孔洞。
3. 支承结构受力不均:道路桥梁在使用过程中,大型车辆通过时引发的震动和荷载作用,会导致支承结构出现变形、损坏。
4. 护栏损坏:道路桥梁的护栏也容易出现损坏和变形问题,严重时会影响桥梁的安全使用。
1. 补强混凝土结构:对于裂缝、孔洞等混凝土结构问题,应采用钢筋加固、注浆、贴片等方式进行修复,加固后能有效增强混凝土的承载能力。
2. 钢板外挂加固:对于墩柱、梁桥等支承结构的受力不均,可采用钢板外挂加固措施,将钢板加固件塑封在墩柱外面,提高墩柱的承载能力和稳定性。
3. 增强护栏:对于护栏的损坏和变形问题,可进行加固处理,采用设立栅栏、加设加强钢筋和设置防撞装置等方式进行加固,提高护栏的安全性能。
4. 防护处理:在对结构加固的同时,还可对道路桥梁进行防护处理,如涂层、镀锌等处理,减缓损害的发生,延长机构的使用寿命。
综上所述,加固技术是道路桥梁维修不可或缺的技术手段,能够有效修复桥梁结构病害,提升其使用寿命和安全性能。
在加固处理过程中,需要充分考虑结构的特点和受力状况等相关因素,采用合适的加固方式,保证加固后的桥梁能够正常运行,确保公路的安全畅通。
关于桥梁结构损害及加固策略的分析

关于桥梁结构损害及加固策略的分析摘要:桥梁结构作为桥梁的支撑部分,主要承载桥梁的负荷重力,是桥梁工程安全建设使用的重要支柱。
随着时间的推移,桥梁结构会受到不同程度的损害,造成这些损坏的原因主要有:物质材料性能降低、桥梁结构负荷重力过大、环境影响、自然灾害、事故破坏、设计不合理、施工过程中的不利因素影响等。
桥梁受损后容易导致桥梁结构断裂坍塌等事故,要增加桥梁结构的负荷能力、使用寿命,减少事故发生,就需要对受损的桥梁进行加固。
目前我国在桥梁结构加固的过程中,还存在一些问题,如:诊断桥梁结构受损程度环节薄弱、负荷重力评估不完善、加固设计思路较单一、没有考虑受损桥梁结构的特点等。
现今常用的桥梁加固的策略主要有压力灌桨法、喷射砂桨法、加大梁下部截面加固法、桥面补强层加固法、钢板粘结法、更换部分或全部主梁法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、填缝法、增设纵梁法、锚喷加固技术。
关键词:桥梁结构损害加固策略桥梁是公路运输的纽带,在交通运输中起到至关重要的作用。
桥梁结构作为桥梁的支撑部分,主要承载桥梁的负荷重力,是桥梁工程安全建设使用的重要支柱。
桥梁结构应该具备持久性和高强度两个特质,在桥梁结构施工中,物质材料的选用以及结构部位尺寸非常重要。
优质的桥梁结构是确保公路运输畅通的关键。
1桥梁结构受到损害的原因随着时间的推移,桥梁结构会受到不同程度的损害,造成这些损坏的原因主要有:物质材料性能降低、桥梁结构负荷重力过大、环境影响、自然灾害、人为事故损害、设计不合理、施工过程中的不利因素影响等。
物质材料性能降低。
桥梁结构使用时间越长,建设这些桥梁结构所使用的物质材料就会受到越多的磨损,其性能就会降低,从而使得桥梁结构受到不同程度的损害,影响桥梁结构的使用。
桥梁结构负荷重力过大。
我国目前的桥梁结构很多是按照八十年代左右的设计标准设计建造的,那时公路运输量较低,所以桥梁结构的负荷能力较低,近年来随着经济的发展,我国机动车数量急剧增加,公路运输量的不断增大,尤其是工程用重型运输车的频频出现,使得桥梁结构负荷重力也不断增大,导致桥梁结构经常处于超载状态,从而使得沿线道路以及桥梁结构受到不等同程度的损害。
道路桥梁的常见结构病害与加固技术应用分析

道路桥梁的常见结构病害与加固技术应用分析道路桥梁是连接城市交通的重要组成部分。
尽管在设计和施工过程中采用了严格的标准和规范,但长期的运行使用和自然环境的影响也会导致道路桥梁出现一些结构病害,影响其安全性和稳定性。
因此,研究和应用加固技术是保障桥梁正常运行和延长其使用寿命的关键措施。
一、桥梁结构病害类型及原因1. 钢筋锈蚀钢筋锈蚀是桥梁结构病害中最常见的一种。
钢筋在受到空气中氧气和水的侵蚀后,会逐渐失去原有的强度,从而导致桥梁的承载能力下降,甚至威胁到桥梁的安全性。
主要原因包括大气环境和长期的使用。
2. 混凝土裂缝混凝土裂缝也是道路桥梁中常见的结构病害之一,其形成原因主要与混凝土的收缩、温度变化和荷载变化等有关。
如果不及时修复,裂缝会逐渐扩大,导致整个桥梁的结构强度下降,严重时甚至会导致桥梁的坍塌。
3. 桥墩沉降桥墩沉降是因桥墩基础不牢固或土层变形等原因引起的,使得桥墩发生位移。
桥墩的沉降会导致桥梁产生变形和扭曲,从而影响其承载能力和稳定性。
严重时,桥墩甚至会塌陷。
二、桥梁加固技术1. 钢板加固钢板加固是一种常见的桥梁加固技术,通常使用高强度的钢板对基础或结构进行覆盖和固定,从而提升其强度和稳定性。
钢板加固还可以应用于破损区域的修补和加固,比传统的修补方式更具有优势。
2. 碳纤维增强碳纤维增强是一种新型的加固技术,通过在预制的槽中覆盖碳纤维板或薄膜,以增加桥梁结构的强度和承载能力。
碳纤维增强具有重量轻、易施工、防腐耐久等优点,是一种受欢迎的加固方式。
3. 传统加固技术传统的加固技术包括钢筋加固和混凝土补强等,具体通过混凝土块覆盖破损的区域并使用钢筋进行加固。
这种加固方式虽然简单易行,但基本上不会解决混凝土裂缝的形成原因,因此长期来看其效果并不理想。
三、结论为了保障道路桥梁的安全和稳定性,必须及时发现和修复桥梁结构上的病害,而加固技术则是一种重要的手段。
在实施加固技术时,应该结合具体情况选择最合适的方法,保证其可靠性和实用性。
高桥梁结构的地震易损性分析研究

高桥梁结构的地震易损性分析研究高桥梁结构是现代城市交通基础设施的重要组成部分,但在地震等自然灾害面前,其易受损性备受关注。
因此,从高桥梁结构的建造、设计等方面研究其地震易损性,显得尤为重要。
1. 概念介绍高桥梁结构通常用于连接陡峭的岩石或两个高处,以避免地面问题。
近年来,随着城市交通的增加,高桥梁结构被广泛应用于高速公路、铁路、轻轨等交通领域,其重要性得到了更多的认识。
高桥梁结构通常由桥墩、拱顶和梁构成。
其中,桥墩和拱顶用于支撑梁,共同承受车辆、行人的荷载。
2. 地震易损因素尽管高桥梁结构具有良好的抗风、抗震性能,但在地震中易受损。
其地震易损因素主要包括以下几个方面:(1)结构高度高桥梁结构通常高度较高,因此其地震易损性较大。
高度正比于桥墩的尺寸,桥墩尺寸越大,材料强度相对较小,容易发生破坏。
(2)地震地质条件地震地质条件对高桥梁结构的地震易损性也有着重要的影响。
若其建造在地震活跃区域,或因地质构造而受到基岩隆升、滑动等影响,其易损性也会相应增加。
(3)墩柱分布墩柱分布也是影响高桥梁结构地震易损性的因素之一。
当墩柱分布较为密集时,加剧了梁的集中荷载,从而增加了梁的承载能力,从而提高了破坏的可能性。
3. 地震易损性分析的方法为了提高高桥梁结构的地震抗性,需要对其地震易损性进行评估,同时对其实际情况进行考虑。
常见的评估方法主要包括三种:基于概率的方法、性能评估和结构简化方法。
(1)基于概率的方法这种方法主要基于概率理论和统计学方法,通过建立各种随机过程来预测地震对结构的影响。
例如,通过建立分析桥墩轴向力、拱底剪力、弯矩、梁剪力等力学模型来评估结构的地震易损性。
(2)性能评估这种方法主要是通过对分析模型的结构性能进行评估,来确定其地震易损性。
例如,可以分析桥墩在地震荷载下倒塌的可能性、拱底的变形程度等。
(3)结构简化方法这种方法主要是针对复杂的结构,通过简化模型来方便分析结构的地震易损性。
例如,可以将高桥梁结构分为几个单独的部分进行分析。
公路桥梁设计及桥梁结构损坏原因分析

公路桥梁设计及桥梁结构损坏原因分析公路桥梁工程属于大型建设工程的一种,其自身在施工的过程中存在施工工序复杂,工期长等特点。
与建筑工程相比,对于施工结构的稳固性提出了更高的要求。
在针对公路桥梁进行设计时,既要保证外形的美观性,又要确保其自身的结构稳固性能够满足车辆通行的要求。
一些已经投入使用的桥梁结构会发生多种损坏问题,为了延长其使用寿命和安全性。
会对引发结构损坏的原因进行分析,并且找出相应的改造措施,这是当前桥梁施工中所面临的重点任务。
一、科学开展公路桥梁设计1、抗震结构设计桥梁工程的抗震性能是判定桥梁工程使用性能的重要指标。
在针对桥梁结构进行设计时,需要对抗震性能进行全面考虑。
根据施工区域的环境特点以及地质条件,采取静力法的方式,对其在振动时所产生的位移和应力进行计算,之后根据桥梁结构的主体形式,采取有限元的分析方式,对其失稳危害问题进行分析。
最后,利用单位质量算法,对各类构件的位移状况进行检测,从而实现对振动影响因素的全面了解。
借助上述参数,才可保证对桥梁工程抗震性能的合理设计。
2、耐久性设计防腐设计:通过对大桥表面涂刷丙烯酸聚氨酯材料防腐涂层,使跨水域大桥与湿度较大的空气隔绝,该材料同样可以运用到混凝土结构上,随桥墩浸没于水中;冻融循环设计:针对北方温差较大地区的公路桥梁,冻融循环是必须考虑的因素;混凝土强度设计:混凝土的徐变效应和收缩现象市混凝土结构的损害高发点,对桥墩的箍筋配置、桥梁的腹筋和弯起钢筋的配置是混凝土结构设计中的重点。
3、抗疲劳设计公路桥梁结构自身所受应力造成的桥梁的震动幅度是桥梁疲劳设计的重要指标。
因此,可以通过模拟风荷载、统计设计区域平均车流量等数据模拟,绘制桥梁疲劳载荷谱,充分了解桥梁设计的易损点。
4、预应力设计预应力指的是,在进行桥梁结构设计时,根据结构部位在使用中的承力特点和承力方向,对结构自身的构件进行预应力张拉操作,确保其在投入使用之后,可以借助结构内部构件的预应力卸载一些外部拉力或者压力,从根本上提升桥梁结构的稳固性。
桥梁地震易损性分析综述
桥梁地震易损性分析综述作者:李世增赵青来源:《城市建设理论研究》2013年第07期摘要:地震易损性是指在不同强度地震作用下工程结构发生各种破坏状态的条件概率,它可以从概率的意义上定量地刻画结构的抗震性能,从宏观的角度描述地震动强度与结构破坏程度之间的关系。
结构的地震易损性分析对于预测结构的抗震性能,进行结构的抗震设计,加固和维修决策具有重要的应用价值。
本文论述了国内外桥梁易损性分析研究的概况,介绍了易损性分析的方法,并对桥梁的易损性提出了存在的问题和发展前景,以及今后尚需开展的工作,以推动桥梁工程的发展。
关键词:桥梁,地震易损性,易损性曲线Abstract: Seismic fragility is the probability that structural demand equals or exceeds a limit state conditional on a seismic ground motion given a specified intensity .It can quantitively describe seismic performance of structures in a probabilistic sense,and predict seismic damage potentials of structures under a given seismic intensity in a macroscope level.Seismic fragility analysis is especially valuable for predicting structural seismic performance,seismic design,seismic retrofitting and decision making of repairing. This paper discusses fragility analysis research survey of the domestic and foreign bridges, introduces the method of vulnerability analysis, and the existing problems and development prospects of the proposed vulnerability of bridges, as well as future work needed to be carried out in order to promote the development of bridge engineering.Key words:bridge;Seismic Fragility;fragility curves中图分类号:K928.78 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)引言桥梁是交通生命线系统中的重要枢纽结构。
桥梁易损构件及主要原因分析
桥梁易损构件及主要原因分析1)桥面铺装主要病害为桥面铺装层存在纵向及横向贯通或半贯通裂缝、网状裂缝、坑槽、车辙等。
桥面铺装层破损将影响桥梁承重构件(上部结构及下部结构)的耐久性及行车的舒适性等。
造成铺装层破损的主要原因如下:①交通条件,主要是指道路上行驶的交通量、车辆和轴载组成以及交通量的增长率。
相关观测及统计数据显示:近年来北京市的机动车数量急速增长,交通荷载过大。
②气候和排水条件,对桥面使用性能产生不利影响的主要因素是温度和降水。
温度影响沥青混凝土(混合料)材料的蠕变性能,是车辙和某些裂缝产生的主要原因。
桥面排水不畅,特别是当桥面存在裂缝时,冲刷基层,导致面层与基层之间脱空,加速桥面的破坏。
③材料与施工工艺,材料的性能直接影响到路面的性能;另外施工工艺水平及施工质量的差异,也会使相同结构的桥面质量存在差异。
桥面网裂桥面破损2)伸缩缝主要病害为伸缩缝碎边、破损、裂缝、沉陷、沉积物阻塞、止水带破损等,具体损伤外观参见照片。
伸缩缝破损使车辆经过时产生较大的冲击力,影响桥梁承重构件(上部结构及下部结构)的耐久性及行车的舒适性等。
造成伸缩缝破损的原因是多方面的,其主要原因归纳如下:①设计方面的原因设计时梁端部未能慎重考虑,在反复荷载作用下,梁段破损引起伸缩缝装置失效。
部分桥梁结构,桥面板端部刚度不足,当桥面板受到汽车荷载反复作用时,因翼缘板较弱,横向联系较弱,导致桥面反复变形过大;伸缩量计算不准确,没有考虑到伸缩装置安装时的实际温度对伸缩装置的影响,伸缩装置本身无法或很难调整初始位移量,选型不当,采用过小或过大的伸缩间距,导致伸缩装置破损;将伸缩装置的锚固件置于桥面铺装层中,与主梁(板)连接的部分很少,而且力的分布不容易传递,微小的变形可能演变成大的位移,导致锚固失效;使用粘结或橡胶材料等制造的新型伸缩装置,材料和结构选择不当,防水、排水设施不完善,造成锚固件受腐蚀,梁端和支座侵蚀严重。
设计上未严格规定伸缩装置两侧的后浇砼和铺装层材料的选择、配合比、密实度和强度,产生不同程度的破坏,致使伸缩缝破损。
桥梁结构的地震易损性分析与改进
桥梁结构的地震易损性分析与改进地震是一种具有破坏性的自然灾害,造成了大量人员伤亡和财产损失。
对于桥梁结构来说,地震易损性是一个至关重要的问题。
因此,对桥梁结构的地震易损性进行分析和改进是非常必要的。
桥梁结构在地震中遭受破坏的原因主要包括以下几点:首先,地震产生的震动会使桥梁产生共振,从而增大桥梁受力;其次,地震会引起桥梁结构的变形,从而导致桥梁的屈曲和断裂;最后,地震可能引起桥梁基础的沉降和移动,导致桥梁整体的失稳。
为了减少桥梁结构在地震中的损伤,可以从以下几个方面进行改进:1. 结构设计的改进:在桥梁结构的设计阶段,应运用先进的分析方法和工程软件,对结构进行合理的布局和优化的设计。
通过提高结构的刚度和抗震能力,可以有效地减少地震对桥梁的影响。
2. 材料选择的改进:桥梁结构的材料选择也是减少地震损伤的关键。
使用具有较高抗震性能的钢材和混凝土可以提高桥梁的抗震性能。
同时,还可以采用新型的抗震材料,如纤维增强复合材料等,来增强桥梁的抗震能力。
3. 桥梁维护的改进:桥梁的维护工作也是保证桥梁在地震中不受损坏的重要环节。
定期对桥梁进行检查和维修,防止因老化和磨损等原因导致桥梁在地震中失稳。
此外,还可以在桥梁上设置抗震装置,如阻尼器和增稳支座,来减少地震的影响。
4. 可行性研究的改进:在设计桥梁结构时,应对其所在区域的地震条件进行详细研究,并进行地震承载力和地震易损性的分析。
通过合理的地震设计计算,可以精确地评估桥梁的地震易损性,并采取相应的改进措施。
总结起来,桥梁结构的地震易损性分析与改进是保障桥梁安全的重要环节。
通过改进结构设计、优化材料选择、加强桥梁维护和进行详细的可行性研究,可以有效地减少桥梁在地震中的损坏。
这些改进措施不仅能够提高桥梁的抗震能力,还能够保护人民的生命财产安全,为社会的发展做出贡献。
虽然桥梁结构的地震易损性分析与改进是一项复杂的工作,但是随着科技的发展和工程经验的积累,我们相信,在专家学者和工程师们的努力下,桥梁结构的抗震能力一定会不断提高,为人们的出行和交流提供更加安全可靠的保障。
桥梁易损性研究的回顾与展望
文 社 时人们也发现 , 类似强度 的 自然灾 害 , 在不 同的社会经 济背 景下 , 分析影 响人们处 理灾 害能力的历史 、 化 、 会和经济过程 。易 损性概念的第三类 含义是 指灾害 风险及其 处理灾 害事件 的社会 其后果差异很 大, 比如发生在美 国加里福尼 亚和尼加拉瓜 的地 震 。在这种用法中 , 害易损性 将灾害危 灾 其 灾 情 就 大 不 一 样 【I 3。有 一 些 社 会 学 家 在 2 0世 纪 7 0年 代 就 开 和经济能力的综合量度[ 它相对应的 始怀疑传统 的 自然灾害范式 , 而易损性 曲线 的研究也正是在 这个 险的敏感性 和人类对这种危险 的响应能 力结合起来 , 将灾害风 险包含 在易 时候开始萌芽 。在 2 0世纪 7 0年代 核 电站的地震 概率风 险评估 概念是社会 的恢复力 。这一定义外延太 广 , 损性概念之 内 , 一般来说 , 灾害风险和易损性是两个概念 , 多数 且 里 , 机械 和结 构系 统里 的抗震 能力 以概率 函数 的形 式表 示 出 将
关 键 词 : 梁 易损 性 , 验 易 损 性 曲线 , 论 易 损 性 曲线 桥 经 理
中 图分 类 号 : U3 23 T 1 .
文献标识码 : A
然而这个 语义并没有清楚 的表 从 2 0 年至今 , 08 全世界发生 了多次 骇人 听 闻的大地震 , 比如 桥梁易损性就是桥梁 的潜在损失 , 20 0 8年 5月 1 2日的中国汶川大地震 ,0 0年 1 1 21 月 2日的海地大 达描述的损失是什 么类 型 , 哪部分 结构将损 失 , 或许是桥 梁的疲
第 3 6卷 第 1 2期
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2 0 10年 4月
山 西 建 筑
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290结构易损性在桥梁工程中的应用与研究 罗晓峰 邢国徽 浙江工业职业技术学院摘 要:在不同强度的地震作用下,从概率的意义阐述了桥梁地震易损性的概念,从宏观的角度看,结构的破坏程度与地震动的强度有着非常密切的关系,同时也是研究地震风险及结构损失的重要组成部分,对其进行分析与研究可以为新桥的设计提供依据。
关键词:桥梁工程;易损性;研究方法1 结构易损性基本理论结构易损性最初定义为物体物理碰撞的脆弱程度,多用在军事领域,如飞机碰撞或船体碰撞,随着科技的进步及相关研究的深入,易损性逐渐成为结构灾害研究和防灾减灾策略的一个中心主题,特别是 1911 事件中世贸双子大楼的连续性倒塌,使得结构易损性问题在土木工程领域引起了广泛关注,ASCE 和 CIB 等国际工程组织纷纷成立小组进行结构易损性的研究工作,并将结构的易损性定义为:结构在面对突发事件或正常使用中容易受到伤害或损伤的程度,它反映了特定条件下结构的脆弱性和结构对意外损伤的承受能力[1]。
结构易损性主要体现在连续性破坏与倒塌问题中,即结构由于局部损伤造成的某些关键构件的缺失及传力路径的中断,使得关键构件原来所承担的荷载在结构内重新分布,进而引起结构不成比例的大范围倒塌甚至整体失去承载能力。
必须及时发现体系中的关键易损性构件并确定其薄弱环节,在此基础上,通过分析研究,可以有效避免结构坍塌及恐怖袭击,以上所述也是结构易损性研究的意义所在。
此外,结构易损性的研究可以为设计人员针对重要结构的不可预见的意外破坏提供一定的设计依据,尤其是通过结构易损性的分析研究可以将结构的关键传力路径明确确定,从而可以为结构健康监测提供准确合理的监测位置并可以确定构件正确的维护顺序[2],从而避免结构中关键构件受到损伤,对制定关系国计民生的重要交通基础设施、地区标志性的建筑维护策略等都具有极其重要的意义。
2 结构易损性研究的方法对于结构易损性的研究,很多国家都只是采取一些定性的研究措施,在此基础上提出了一些原则性的研究方法,并将其纳入相关规范中,这些措施如事件控制、间接设计(拉结力设计)和直接设计(备用荷载路径分析和特殊抗力设计)对改善结构的易损性起到了一定的作用。
但是从本质上说,对易损性的问题认识还没有到达理性的层面。
一些研究者鉴于不同的理念和角度建立了不同的关于结构易损性的定量分析模型。
这方面的研究主要为两大类,一种是以结构拓扑为基础的研究,一种是以能量为基础的研究。
2.1 结构拓扑易损性研究英国学者首先提出了结构拓扑易损性分析理论,通过研究结构构件的组合方式和可能发生的失效情况,研究结构中的薄弱环节部位,将易损性指标定义为分离度与破坏需求的比值。
国内的刘西拉等学者在 2003 年开始针对突发事件造成的结构易损性进行定量分析研究,之后,柳承茂等[3]提出用构件的重要性系数,来描述结构的易损性,进一步建立其与冗余度的关系;高扬等从以移除构件前后的结构承载力变化为角度,得出了一个结构鲁棒性评价中计算构件的重要性系数的新途径。
可是上述理论只对结构的拓扑进行分析,并没有考虑结构具体承受任何特定的荷载的情况。
2.2 基于能量方法的易损性研究一些学者提出了基于能量吸收思路的单位体积容许损伤能量的概念,而且通过规定构件所需要的单位体积的极限容许损伤能量,进而保证结构能够吸收由意外荷载产生的损伤能量,满足对鲁棒性的要求;柳承茂基于结构中的应变能建立了结构易损性分析模型。
张雷明等从结构中的能量流网络出发,提出了确定杆件重要性及最重要破坏路径模式的能量流途径,并以在地震自然灾害中倒塌的某厂房进行了确定荷载下易损性分析。
这种增加了从能量角度出发的考虑比仅仅对结构拓扑的分析更加细致,可以具体地考虑到结构承受的一些常规荷载,计算方法相对简单,更适合于结构概念设计和决定构件拓扑关系是否有足够的鲁棒性的初步设计。
但是该方法并没有考虑破坏荷载的动力作用这种情况,也没考虑结构损伤对能量耗散的影响的情况。
从能量入手是明智的,但不能仅仅停留在构件的层次上,还要考虑荷载的传递路径等方面。
显然,仅仅对结构倒塌状态前的情况进行分析是不够的,还必须进行对倒塌起因、过程及后果的全过程分析。
这种情形下有三个难点:不连续位移场的阐述,对接触-碰撞分析以及结构倒塌过程中的大位移、大转动的分析。
3 结构易损性在桥梁工程中的应用研究桥梁结构作为城市的生命线工程,其受爆炸袭击后的易损性也成为了目前的一个研究热点。
香港的 Chang 和 Dong 以独塔斜拉桥和双塔斜拉桥为例,首先基于塑性铰理论探讨了桥梁的失效模式与极限承载力,其次基于概率理论分析了爆炸袭击后桥梁的倒塌概率,为深入了解斜拉桥的结构特性及为桥梁考虑突发事件的设计提供了理论基础;美国的 Bensi 和Bhattacharya 基于概率理论,针对一座简支梁桥分析了受爆炸袭击后桥梁评估的关键性指标以及修复的资金投入。
桥梁结构受爆炸等荷载的突然作用时,受影响区域的局部破坏是不可避免的,为了使结构具有足够的冗余度,而且能抵御永久荷载下的整体结构倒塌,必须对相应的设计方案进行调整,但是每种方案的实行都必须付出一定的经济代价,设防方案291的等级越高,其付出的经济代价就越大。
因此,根据易损性的分析结果,可以在安全性和经济性之间进行权衡。
4 结论易损性问题的研究主要都集中在了突发灾害的易损性方面,而对桥梁在正常使用状态下的易损性研究很少。
随着易损性研究的深入,关注易损性对桥梁结构的养护决策及加固将起到更大作用。
它可将桥梁维护的重心转移到结构体系本身,关注其中的薄弱构件,并将桥梁加固的应急行为转为维护的日常行为,从而把灾后的响应研究拓宽到灾前的预防和备灾。
参考文献:[1] 刘西拉, 徐俊祥. 突发事件中结构易损性的研究现状与展望[J]. 工业建筑, 2007, (增刊):18-24.[2] 姜绍飞, 杨博. 易损性分析在结构抗震及健康监测中的应用[J]. 建筑科学与工程学报, 2008, 25(2):15-23.[3] 柳承茂, 刘西拉. 基于刚度的构件重要性评估及其与冗余度的关系[J]. 上海交通大学学报, 2005, 39(5):746-750.(3)对于沉桩上浮问题,由于基桩施工、超静孔隙水压力消散和上浮均未完成,应对上浮桩暂不处理。
后期施工时,工作人员应严格按从中心到外侧对称、均匀及跳打方式进行,将沉桩速率控制为每天 1~2根;同时做好施工及监测记录以及加强位移监测。
待压桩完成后再对上浮量超出 100mm 的桩进行复压处理。
总结出一套比较完整、成熟的高强预应力混凝土管桩施工中所遇主要技术问题及处理方法,是我们工程师在工程实践中不断努力的方向,在今后的理论学习和工程实践中不断地补充、完善,成为科学、合理、可靠的技术解决方案。
参考文献:[1] 黄春满. 引孔静压桩施工技术难题研究[D]. 厦门大学, 2009.[2] 吕才能, 冯庆华. 预应力管桩沉桩过程中的常见问题分析及施工处理措施[J]. 中小企业管理与科技, 2009, 8:226.[3] 刘亚洋. 海南红土基坑边坡稳定性分析—以新海航大厦工程为例[4] 唐九顺, 李昂. 沿海滩涂地区风机基础预应力高强混凝土管桩施工技术[J]. 水利水电施工, 2010, 6:84-88.[5] 冯致海. 江苏响水风电场风机基础预应力高强混凝土管桩施工技术研究[J]. 四川水力发电, 2011, 30(6):8-12.[6] 李宏铭, 杨晓梅. 关于预应力混凝土管桩施工中的几个技术问题[J]. 科技情报开发与经济, 2010, 20(1):207-209.作者简介:陈晓,女,1977年7月生,黎族,海南万宁人;大学本科毕业;海南华地珠江基础工程有限公司工程师;研究方向:高强预应力管桩基础施工和管理通讯地址:海南省海口市龙昆北路2号龙珠大厦22层(上接第289页)止。
由于结构胶调配后的时限性较强,施工时应根据每处灌浆用量进行调配,以免灌浆前结构胶固化造成材料浪费。
压力灌浆是采用专用压力罐配以空压机进行灌浆。
待封口胶泥干透后,即可进行灌浆作业。
在灌浆过程中,应不断用手锤对钢板进行轻敲,以便排除钢板空腔内的气泡,亦是对密实度的检查。
3 结束语采用外包钢加固后框架结构的结构周期变小,频率增高,整体结构刚性显著。
用外包钢法进行结构构件加固可减小加固楼层的层间位移,引起构件内力的重分布,个别构件弹性内力增加幅度较大,应当将局部构件(或楼层)加固与结构整体抗震性能结合起来,从构件截面层次和结构整体变形两方面来评价加固结构的抗震性能。
刚度软弱层引起结构构件内力变化幅度较大,强度薄弱层引起结构楼层塑性变形集中,使结构出现隐含危险转移现象。
所以应避免弹性状态下形成刚度软弱层和弹塑性状态下形成强度薄弱层。
参考文献:[1]赵海凤;湿式外包钢柱轴心受压承载力计算及其可靠度分析[D];武汉大学;2005年[2]凌程建;工业厂房加固方法研究与实际应用[D];四川大学;2006年[3]范涛;外包钢加固钢筋混凝土构件的计算及有限元分析[D];西南交通大学;2006年[4]王丽莉;地下室结构抗核爆效应及平战功能转换设计研究[D];武汉理工大学;2003年作者简介:刘雯明(1978- ),女(汉族),天津市大港人,本科生,主要研究方向:建筑工程结构设计。
(上接第285页)3.1.2 绑扎汽车吊扶直桁架时,起重机吊钩对准上弦中心,吊索左右对称,并与水平面夹角为 450。
绑扎点选在上弦节点处,采用 4 点绑扎法。
3.1.3 吊升、对位和临时固定在指挥人员的指挥下,先将桁架梁吊离地面 30mm 后,检查起重机、吊具吊索状态完好后可继续向上提升,超过承重脚手架约300mm 后,桁架梁与承重脚手架相平行,然后起重机向前爬杆,将桁架梁缓缓放在承重脚手架的小钢架上。
3.2 桁架梁的高空作业桁架梁在每个轴线相应的立柱位置搭设承重脚手架,以保证施工安全。
承重脚手架采用可拆卸式结构,安装拆卸方便,施工速度快。
承重脚手架上设夹板抱箍及桁架校正器夹板抱箍的作用是临时固定和调整桁架在承重脚手架上的位置。
一般桁架在施工的过程中要严格按照钢管接口要求来反复调整夹板和抱箍的正确性,并通过相关仪器进行监测。
4 结论根据某厂房改造工程多专业同时施工和吊装的实际情况,对于桁架梁在施工中需要进行合理的分段,并且选用能够适应于当前实际施工要求的起吊设备、施工方案和设置合理正确的吊点。
在施工中,制订了桁架梁的吊装工艺,设计了多种吊装专用机械、器具和辅助安装支架,在吊装过程中严格执行施工方案和工艺文件要求,加强对施工现场的监督和管理,对现场信息处理速度和解决问题能力有了极大的提高和促进,保证了安装就位精度和焊接质量,确保了大跨度桁架梁吊装安全和吊装焊接质量目标的实现。