既往蓋梁設計時很少考慮地震的影響,一般在外部橋墩相鄰的蓋梁中設置少量正彎矩鋼筋,而且負彎矩鋼筋也可能不足。此時可能會在蓋梁上產生塑性鉸,而蓋梁只有有限的延性能力,這就需要對蓋梁進行加固。蓋梁的加固需要同時考慮橋梁縱向和橫向的反應,而這些反應又與橋墩的構造有關。
一般來說蓋梁與混凝土橋墩采用整體澆筑,故在橫向地震荷載作用下,蓋梁要承擔彎矩和剪力的共同作用。同時橋墩—蓋梁節(jié)點處應力較大,容易發(fā)生破壞。既往蓋梁和節(jié)點的設計一般不考慮彎曲延性,因此加固時應確保這些部位滿足以下兩個條件中的一個:
(1)滿足構件的彎曲延性需求;
(2)可在彈性范圍內抵抗由橋墩塑性鉸產生的力。
由于橋墩頂的縱向彎矩都很小,因此盡管會受到扭矩和弱軸向彎矩的作用,墩頂設置支座的橋墩其縱向反應一般不會在蓋梁上產生很大的應力。對常規(guī)蓋梁進行加固設計時,只需考慮橫向地震反應。但如果是伸臂式蓋梁,由于橋梁的縱向反應在蓋梁上會引起較大的弱軸向的彎矩和剪力,所以還需要考慮縱向反應。當上部結構與蓋梁整體澆筑且橋墩頂部固定時,橋梁縱向反應最大。當橋墩位于上部結構寬度范圍之內時,上部結構會分擔部分橋墩頂部產生的彎矩和剪力。
盡管研究表明,縱向反應會使蓋梁出現超限應力并有嚴重開裂的現象,但是很少有橋梁結構會因為蓋梁失效而造成橋梁倒塌。所以如果對抗震性能沒有更高的要求,一般不對蓋梁進行加固。當為伸臂式蓋梁時,蓋梁和橋墩—蓋梁節(jié)點由縱向反應引起的扭矩和弱軸向彎曲應力將會很大;此時,加固蓋梁時應同時考慮橫向和縱向地震作用。當蓋梁可能失效時,橋梁結構就會有發(fā)生倒塌的危險,此時蓋梁的加固就顯得尤為重要。下面介紹混凝土蓋梁及橋墩一蓋梁節(jié)點的加固方法。
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