淺析從地震災(zāi)害看橋梁震害的抗震設(shè)計(jì)及實(shí)用方法

摘要：時(shí)代在不斷的進(jìn)步，人們的生活水平也隨之不斷提高，人們對(duì)交通的安全性和可靠性有了新的要求。橋梁工程是交通事業(yè)的重要組成部分和關(guān)鍵樞紐，其安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)道路系統(tǒng)的運(yùn)行。地震對(duì)道路橋梁的破壞會(huì)嚴(yán)重的影響對(duì)災(zāi)區(qū)的救援，因此對(duì)地震震害進(jìn)行研究，進(jìn)行橋梁震害的抗震設(shè)計(jì)及實(shí)用方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者結(jié)合多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)橋梁震害的抗震設(shè)計(jì)及其實(shí)用方法進(jìn)行闡述，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的從業(yè)人員能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：地震災(zāi)害；橋梁震害；抗震設(shè)計(jì)；實(shí)用方法

正文：

1.地震災(zāi)害引起橋梁震害的原因分析

大量的地震資料和震害分析表明、地震隊(duì)橋梁產(chǎn)生震害主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：地震作用導(dǎo)致沙土呈現(xiàn)液化，橋墩臺(tái)的地基失效和地基的變形導(dǎo)致橋墩臺(tái)基礎(chǔ)的不均勻下沉和大量下沉，橋墩臺(tái)的下沉?xí)率箻蛄旱慕Y(jié)構(gòu)發(fā)生破壞；地地震導(dǎo)致橋梁周邊的地形地貌發(fā)生巨大的改變，地裂和斷層等地質(zhì)作用會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的破壞；在地震的作用下，橋梁某一部分由于變形產(chǎn)生的內(nèi)力超過(guò)的材料和構(gòu)造所能承受的最大限度導(dǎo)致橋梁的蓋梁、墩柱和節(jié)點(diǎn)等部位受到破壞。橋梁震害往往由以三種原因的聯(lián)合作用和各種復(fù)雜外界條件的綜合作用產(chǎn)生的。

2.橋梁震害類型的分析

2.1下部結(jié)構(gòu)的破壞

地震災(zāi)害對(duì)橋梁的震害主要分為下部結(jié)構(gòu)的破壞和上部結(jié)構(gòu)的破壞兩種類型。地震隊(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)的震害主要是系梁開裂、擋塊普遍失效、鋼筋混凝土剝落、橋臺(tái)翼墻開裂、橋墩折斷等災(zāi)害。上述震害發(fā)生的同時(shí)，往往還伴隨著地基液化或坍塌，這樣就導(dǎo)致震后損壞的橋梁難以修復(fù)。

2.1.1墩臺(tái)的破壞

橋墩是橋梁的主要支撐部分，在地震的過(guò)程中其非常容易發(fā)生破壞，其破壞的主要包括橋墩所受剪力過(guò)大大致橋墩墩身的剪斷、橫系梁的開裂、壓潰和開裂、橫向位移及傾斜。在混凝土鋼筋橋結(jié)構(gòu)中，橋墩臺(tái)的破壞會(huì)導(dǎo)致橋梁嚴(yán)重破壞甚至倒塌。在發(fā)生振動(dòng)的過(guò)程中，由于橋墩臺(tái)的剛度和地基土的剛度不同，容易發(fā)生破壞。

2.1.2地基破壞

在地震的過(guò)程中，橋梁地基沙土易呈現(xiàn)液化，這樣會(huì)導(dǎo)致橋梁在地震的作用下產(chǎn)生水平位移和不均勻沉降，進(jìn)而使橋墩臺(tái)發(fā)生破壞。

2.2橋梁上部結(jié)構(gòu)的破壞

上部震害主要包括橋梁的落梁、支座損壞、梁移位、橋面伸縮縫和梁端撞擊，橋梁的上部結(jié)構(gòu)在發(fā)生落梁和梁體偏移等地震災(zāi)害時(shí)會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的損害，導(dǎo)致墩柱、擋塊和蓋梁的破壞。

2.2.1橋梁支座破壞

在地震的過(guò)程中紅，橋梁支座的損壞是因?yàn)樵诘卣鸷奢d的作用下導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)在瞬間產(chǎn)生巨大的地震慣性力對(duì)橋梁支座產(chǎn)生巨大的沖擊，造成支座的損壞和失效。支座的破壞會(huì)導(dǎo)致橋梁的上下部之間產(chǎn)生比較大的位移，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致上下部結(jié)構(gòu)之間的脫落。在地震的作用下，橋梁支座破壞的表現(xiàn)形式主要為錨固螺栓拔出、剪斷、支座移位和活動(dòng)支座的脫落。

2.2.2橋梁梁體的移位和落梁

橋梁的結(jié)構(gòu)中，橋梁的上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度比較大，地震中難以直接受到破壞。但是地震過(guò)程的中，由于梁體有非常大的自重，在地震的過(guò)程中回產(chǎn)生巨大的地震慣性力，這樣會(huì)導(dǎo)致梁體的偏移，偏移的過(guò)程中梁體會(huì)發(fā)生碰撞而發(fā)生損壞。從現(xiàn)有的地震資料分析發(fā)現(xiàn)，地震過(guò)程中梁體發(fā)生的偏移的現(xiàn)象比較普遍，但是發(fā)生的損壞的現(xiàn)象比較少見。當(dāng)梁體的偏移到達(dá)極端是發(fā)生的落梁現(xiàn)象，這是最嚴(yán)重的梁體破壞情況之一。

2.2.3梁體伸縮縫的破壞

在橋梁的設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中，設(shè)置有剪力鍵和伸縮縫等結(jié)構(gòu)連接部件。這些結(jié)構(gòu)的抗震性能比較弱，在地震發(fā)生時(shí)容易被破壞。

3.橋梁的抗震設(shè)計(jì)

地震災(zāi)害對(duì)橋梁的震害嚴(yán)重危害的人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)的研究極具現(xiàn)實(shí)意義。在面對(duì)橋梁震害作用時(shí)我們要采取科學(xué)、合理的對(duì)策，將地震對(duì)橋梁的危害降到最低。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)之時(shí)，我們首先要確定橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

3.1根據(jù)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)確定橋梁的結(jié)構(gòu)體系

整體性較好的橋梁結(jié)構(gòu)、直線橋梁和連續(xù)結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。進(jìn)行的合理結(jié)構(gòu)的橋梁的概念設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中的作用比較明顯。在地震的發(fā)生的頻率和烈度比較高的地區(qū)，在滿足抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的前提下，我們可以選用整體性規(guī)則比較好的橋梁結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)的布置中，我們要使質(zhì)量和剛度均勻、幾何尺寸對(duì)稱規(guī)則，以增加橋梁的抗震性能。

3.2科學(xué)合理的選用橋址

橋梁的選址對(duì)橋梁的安全性和可靠性有著重要的影響，在進(jìn)行橋梁選址的過(guò)程中，我們要綜合考慮地貌、地形和地址條件條件對(duì)橋梁震害的影響。在進(jìn)行選址的過(guò)程中，我們應(yīng)該避開斷裂地段、發(fā)震地段和臨近地段。橋梁的選址不應(yīng)選在崩塌、滑坡等不良地址作用可能發(fā)生的地方。若不可避免時(shí)，在地基的處理上應(yīng)該采用深基。

3.3加強(qiáng)橋梁抗震構(gòu)造措施

加強(qiáng)橋梁的抗震構(gòu)造措施是為了有效防止和減輕橋梁震害，提高的橋梁結(jié)構(gòu)的抗震能力。在滿足橋梁抗震設(shè)防的基礎(chǔ)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造加強(qiáng)處理和改善。橋梁的抗震措施的加強(qiáng)主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。對(duì)抗震性能薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)、對(duì)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)整體聯(lián)結(jié)、墩臺(tái)上設(shè)置防

止落梁的縱橫向擋、確保擋塊和連接件的有效性、加強(qiáng)墩臺(tái)及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性和！增強(qiáng)配筋，提高結(jié)構(gòu)的延性。

3.4選用橋梁隔震、減震技術(shù)

在進(jìn)行橋梁的抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們可以使用減震和隔震裝置，增大構(gòu)主要振型的周期，是能量作用在橋梁結(jié)構(gòu)的范圍比較下或增大橋梁結(jié)構(gòu)的能量耗散來(lái)提高橋梁的抗震行性能。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)之時(shí)，我們要考慮場(chǎng)地地震波的頻率特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行減震和隔震裝置的選取，確定設(shè)置方案和相應(yīng)的參數(shù)。在抗震設(shè)計(jì)之時(shí)，我們應(yīng)該重視提高橋梁能量的吸收以增大增大阻尼和分散地震力。

3.5提高施工質(zhì)量

在橋梁的抗震設(shè)計(jì)中，橋梁的施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的抗震性能。施工質(zhì)量不僅在橋梁震害的作用中才白哦先出來(lái)，施工質(zhì)量往往出現(xiàn)在施工不良的環(huán)節(jié)。提高施工質(zhì)量，確保瞧來(lái)那個(gè)工程的作用也是橋梁抗震設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重要組成部分。

3.6 加強(qiáng)地震的預(yù)測(cè)

地震災(zāi)害的發(fā)生會(huì)給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大威脅，造成巨大的國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失。加強(qiáng)地震的預(yù)測(cè)，對(duì)地震及時(shí)的預(yù)警，并采取相應(yīng)的措施，最大限度減小地震帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，我們要認(rèn)真的從地震的震害進(jìn)行分析，從地震中吸取教訓(xùn)，進(jìn)一步的提高我國(guó)地震的抗震水品。

結(jié)語(yǔ)：地震的發(fā)生會(huì)給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的損失，對(duì)橋梁的抗震設(shè)計(jì)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的工程中，應(yīng)該首先考慮橋梁抗震的設(shè)防需求，在滿足橋梁抗震設(shè)防需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行的結(jié)構(gòu)的規(guī)劃、減震和抗震的設(shè)計(jì)。應(yīng)該重視橋梁的施工質(zhì)量，因?yàn)闃蛄旱氖┕べ|(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的抗震性能。我相信通過(guò)相關(guān)從業(yè)人員的不斷努力，我國(guó)的橋梁事業(yè)一定可以邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫廣俊，李鴻晶，趙鵬飛. 簡(jiǎn)支梁橋地震落梁失效控制模式研究[J]. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2014

[2] 仇清良，仇步云. 強(qiáng)震作用下大跨度連續(xù)梁橋的倒塌破壞研究[J]. 工程抗震與加固改造. 2014

[3] 肖旭紅. 汶川地震簡(jiǎn)支梁橋橋墩及主梁震害機(jī)理分析[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2014

[4] 李英勇，江輝，趙秋宇，厲呈偉，慎丹. 近斷層強(qiáng)震下高速公路RC連續(xù)梁橋的變形性能[J]. 公路交通科技. 2013

[5] 鄭玉國(guó)，袁萬(wàn)城. 基于CDR的典型大跨梁橋施工全過(guò)程抗震安全評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2013

作者簡(jiǎn)介：

高晶（1983/06-），女（漢族），山東省日照市人，本科生，主要研究方向：市政工程。