橋梁工程抗震設(shè)計相關(guān)問題研究

【摘要】橋梁工程的抗震設(shè)計是保證橋梁質(zhì)量與安全通行能力的重要措施，做好對橋梁工程的抗震設(shè)計對于提升其工程效益具有重要意義。文章先對橋梁抗震設(shè)計原則進行闡述，之后簡要分析了橋梁工程的抗震設(shè)計參數(shù)，最后提出了橋梁抗震設(shè)計的幾點建議。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；抗震設(shè)計；結(jié)構(gòu)延性

前言：

隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的橋梁工程得以建設(shè)。橋梁工程作為我國交通事業(yè)當中的重要表現(xiàn)形式，其抗震性能一直是業(yè)內(nèi)所研究的重要內(nèi)容。從橋梁工程的本質(zhì)用途與基本結(jié)構(gòu)角度來看，做好對其的抗震設(shè)計不僅能提高橋梁工程的建設(shè)效益，同時還能夠保證橋梁的通行安全性，這對于促進我國交通事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

一、橋梁抗震設(shè)計原則

1.場地選擇原則

從橋梁的建設(shè)需求角度來看，部分橋梁工程的建設(shè)是相對被動的，但為了保證橋梁的抗震性能，即使橋梁工程的建設(shè)需求相對被動，也必須要做好對場地的選擇。在進行場地選擇時，要依據(jù)對選址地形、地質(zhì)的分析，來對選址地的地震危險性予以判斷，確保橋梁工程的建設(shè)能夠在一個既符合交通需求，地震出現(xiàn)幾率又相對較小的位置，從根本上為橋梁的抗震性能提供支持。

2.整體性原則

整體性是橋梁工程抗震設(shè)計的最基本要求，因為具有整體性的橋梁工程，其能夠更好的發(fā)揮出空間作用，在保證自身結(jié)構(gòu)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效連結(jié)，以避免發(fā)生地震時出現(xiàn)構(gòu)件掉落的情況。在進行橋梁工程設(shè)計過程中，無論是橋梁的平面還是立面，橋梁的所有結(jié)構(gòu)布置必須要使用科學的幾何尺寸、剛度和規(guī)則度，從根本上保證橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量均勻和整體性，以確保橋梁工程能夠更好的應(yīng)對環(huán)境突然變化而帶來的不利影響。

3.多層抗震原則

多層抗震原則是橋梁工程建設(shè)過程中的最基本原則。因為地震具有強度的不確定性和突發(fā)性，如果橋梁工程的抗震設(shè)計沒有達到抗震標準，那么橋梁工程很有可能全部損毀，這不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，同時還會對駕駛員帶來人身安全威脅。在這種情況下，必須要保證橋梁工程第一道抗震防線受到地震破壞后，仍有第二道、第三道抗震防線對其予以保護。在這種抗震設(shè)計原則下，超靜定結(jié)構(gòu)得以研發(fā)，并成為了橋梁抗震設(shè)計的主要策略。

二、抗震設(shè)計參數(shù)

從橋梁工程的結(jié)構(gòu)性質(zhì)角度來看，其在進行抗震設(shè)計時，需要特別對以下三方面參數(shù)予以設(shè)計：

1.結(jié)構(gòu)強度

結(jié)構(gòu)強度即橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的強度，其是抵抗地震為橋梁工程帶來變形、斷裂破壞的重要環(huán)節(jié)，橋梁工程只有具有了足夠的結(jié)構(gòu)強度，才能夠在地震發(fā)生時與地震所帶來破壞力產(chǎn)生抵抗，以實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)的有效保護。在進行橋梁工程結(jié)構(gòu)強度設(shè)計時，需要在對選址地實際地質(zhì)狀態(tài)以及地震發(fā)生幾率充分分析的基礎(chǔ)上來予以進行。例如對于設(shè)防地震（475年一遇）的橋梁工程結(jié)構(gòu)強度要足夠高，才能達到抗震強度要求。

2.結(jié)構(gòu)剛度

結(jié)構(gòu)剛度即橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的剛度，其也是橋梁工程抵抗地震作用力的重要環(huán)節(jié)，橋梁工程具備了一定的剛度，才能夠抵抗地震所帶來的彈性變形，以確保橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。在進行橋梁工程結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計時，設(shè)計師必須要做好對不同地震級別所能夠為橋梁結(jié)構(gòu)帶來的變形力預估，然后通過所預估的最大變形力來對橋梁剛度予以設(shè)計，以抵抗對橋梁受地震破壞而出現(xiàn)變形或位移。

3.結(jié)構(gòu)延性

結(jié)構(gòu)延性即橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的剛度，其是指橋梁結(jié)構(gòu)用于定康非彈性反應(yīng)范圍內(nèi)的變形能力。在橋梁抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中，結(jié)構(gòu)延性的重要性無可比擬，因為能夠?qū)蛄汗こ處砥茐牡牡卣饛姸韧汲隽祟A估，另外地震對橋梁工程帶來的破壞是運動式破壞，在這種破壞模式下，橋梁結(jié)構(gòu)的延性能夠在地震為橋梁工程帶來超出結(jié)構(gòu)彈性范圍的變形時維持橋梁工程的大部分初始強度，從而避免橋梁工程遭受毀滅性破壞。

三、橋梁抗震設(shè)計建議

橋梁作為特殊性交通工程，為了提高其抗震性能，保證交通安全性，筆者提出以下幾點抗震設(shè)計建議：

（1）橋梁工程材料選擇優(yōu)先次序：鋼結(jié)構(gòu)、鋼礬結(jié)合、現(xiàn)澆鋼筋礬、預制鋼筋礬、預應(yīng)力礬、砌體。

（2）從地震性質(zhì)及橋梁工程結(jié)構(gòu)角度分析，在地震發(fā)生時伸縮縫會對橋梁整體結(jié)構(gòu)帶來不安全因素。為了提高橋梁工程的整體性，提高橋梁工程的抗震能力，建議以連續(xù)橋跨來代替簡支梁，從根本上減少伸縮縫的數(shù)量，實現(xiàn)對地震發(fā)生后落梁可能性的有效控制。

（3）為了避免地震發(fā)生時橋梁工程出現(xiàn)主梁落梁或位移的情況，建議增強橋面的連續(xù)構(gòu)造，實現(xiàn)寬度延伸。與此同時，還要對寬墩、支座及頂蓋梁進行加寬，并設(shè)置隔擋設(shè)施，從根本上降低地震時橋梁出現(xiàn)位移的幾率。

（4）在進行橋梁軸線設(shè)計時，應(yīng)盡量保持軸線筆直，因為曲線橋會讓地震時橋梁所受破壞復雜化。另外應(yīng)保持橋墩和橋臺與軸線的垂直狀態(tài)，以避免斜交而在地震時出現(xiàn)位移增大的不良反應(yīng)。

（5）在橋梁設(shè)計時，應(yīng)盡量選擇短橋跨，以實現(xiàn)對橋梁墩柱承受軸向力的有效降低，從而保證墩柱的延性能力能夠得以發(fā)揮，為橋梁提供良好的抗震支持。

（6）在進行橋梁工程設(shè)計時，如果所設(shè)計橋梁為輕高排架橋墩，建議在橋墩之間增設(shè)橫系梁，以實現(xiàn)對橋墩的約束，降低地震發(fā)生時橋墩出現(xiàn)橫向位移和設(shè)計彎矩的幾率。

（7）為了提高橋梁工程的抗震性能，建議多使用新技術(shù)、新材料，例如減隔震支座、雙曲面支座、阻尼器等，以實現(xiàn)對橋梁減隔震水平的提升，提高橋梁工程的抗震效果。

總結(jié)：

綜上所述，做好對橋梁工程的抗震設(shè)計是我國交通事業(yè)對橋梁工程提出的最基本要求，其是橋梁工程建設(shè)效益發(fā)揮的重要保障。在實際工作過程中，為了確保橋梁工程的抗震設(shè)計能夠真正的符合橋梁工程建設(shè)的實際需求，相關(guān)人員必須要充分做好對橋梁工程所在地環(huán)境的分析，切實保證所設(shè)計抗震標準能夠符合橋梁的需求，在保證橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，也為我國交通事業(yè)的安全發(fā)展提供最基礎(chǔ)的支持。

參考文獻：

[1]孫治國.鋼筋混凝土橋墩抗震變形能力研究[D].中國地震局工程力學研究所，2012.

[2]陸本燕.基于性能抗震設(shè)計理論的橋梁結(jié)構(gòu)性能量化指標研究[D].長安大學，2011.

[3]張煜敏.公路梁橋位移型抗震分災(zāi)系統(tǒng)研究[D].長安大學，2011.

[4]何晗欣.橋梁抗震與抗風及其影響因素分析研究[D].長安大學，2011.