山區高墩橋梁的抗震設計措施初探

彭 望(四川科輝工程設計研究有限公司 四川德陽 618000)

山區高墩橋梁的抗震設計措施初探

彭 望
(四川科輝工程設計研究有限公司 四川德陽 618000)

隨著社會經濟的迅猛發展，我國交通運輸行業也迎來了快速發展的新時期。交通作為經濟發展的關鍵影響因素之一，便捷通暢的交通線路隨之而來的是更好的經濟發展前景。在我國西部大開發和振興東北老工業基地等政策的指導下，為滿足經濟發展的需要，很多的道路橋梁開始興建。因為，我國山區地形地貌較為復雜，并且容易受到地質災害的影響。所以，在山區高墩橋梁的設計時要充分的考慮其抗震設計。本文就圍繞山區高墩橋梁的抗震設計相關措施進行初步的探析，并提出作者的建議。

山區高墩橋梁；抗震設計；措施

引言

隨著我國高墩橋梁建設的興起，如何保障橋梁建設的質量也引起了越來越多人的關注。山區高墩橋梁的抗震設計是確保橋梁穩定的重要因素之一，其對整個橋梁的結構性能具有至關重要的作用。本文就對目前我國山區高墩橋梁的抗震設計存在的問題、抗震設計對橋梁的重要性和相關的抗震設計措施進行探討。

1 我國山區高墩橋梁抗震設計存在的問題

近幾年來，我國山區高墩橋梁建設在不斷的發展進步，抗震設計的重要性也被廣泛的認知。但是，在實際的抗震設計過程中仍就存在很多的問題，如以下幾點：（1）設計脫離實際。在一些的山區高墩橋梁抗震設計中，工程師一味的立足固定的設計參數，忽視實際情況，而導致了橋梁結構抗震性能差的情況。（2）欠缺科學的理論和技術指導。我國橋梁抗震設計存在的一個最大的弊端就是，過于依賴前輩的經驗，欠缺科學的理論和技術指導。同時，對國外先進的技術和經驗不能及時的學習和應用。

2 山區高墩橋梁抗震設計的重要性

一方面，我國是世界上地震活動頻發且強度較大的國家之一，一旦發生地震就會導致橋梁破壞，造成大范圍的交通堵塞，造成不可挽救的生命財產損失。另一方面，我國山區多分布高山和河流，工程建設極為復雜。因此在建設高墩橋梁，尤其是在山區建設時，考慮到其復雜的地貌環境，一定要進行科學的抗震設計。最終，不僅能夠滿足經濟發展的需要，還能夠給人們的生活和生命財產帶來保障。

3 山區高墩橋梁抗震設計措施

3.1 設計橋梁整體結構

高墩橋梁的結構設計的好壞是影響橋梁效益和質量的直接因素，山區的高墩橋梁在經受地震災害后出現的位移，最主要的原因就是橋梁的質量和剛度的不平衡。所以，在設計橋梁的整體結構時要做到以下幾點：（1）要充分的考慮到山谷兩側的坡度和橋梁的墩高之間的平衡關系。（2）設計等橋面寬度、等跨度和簡支梁結構以保證橋梁質量和剛度之間的平衡。（3）要根據實際情況，在橋梁設計中調整支座形式和橋墩直徑。（4）在橋梁上部應該優先選擇抗震性能好的連續剛結構和連續梁，多做中小跨徑、少做大跨徑。（5）一聯結構中應多設置制動墩，來分散地震能力。（6）在下部結構的設計上，要在保障足夠柔度的情況下，選用結構穩定、耐久性和承載力強的構型。

3.2 橋位選擇

山區高墩橋梁設計時，需要對橋位的選擇加以重視。在橋位的選擇上，要以抗震地段為首要考慮，主要注意以下幾點：（1）高墩橋梁應該建設在地質構造相對穩定的環境下，也就是說要避開活動性斷裂地質、液化土層、軟弱黏性土層和土層嚴重分布不均勻地段。（2）地段選擇的第二點就是，盡量選在平豎曲線半徑小、彎道較多的地段。正確的橋位選擇可以將地震帶來的滑坡、崩塌、河流流向等危險控制在最小的范圍之內。

3.3 選用新型的耗能材料

相關建筑部門在進行山區高墩橋梁設計時，為了提高橋梁的有效抗震性，可以選用一些能夠高效吸附地震能力的新型耗材材料，以此緩解橋梁的受力情況，將橋梁的變形控制在一定范圍內保護橋梁的整體結構。

3.4 橋墩選型和提高橋墩的抗震性能

在山區橋梁大多是不規則的曲線橋梁，這種橋梁的幾何形狀會影響地震造成的危害。因為不規則的曲線橋梁的受力情況十分復雜，即便是獨墩的橋梁在受到地震的橫向力是也會產生很大的軸向力，高墩橋梁的受力影響則更大。高墩橋梁在地震受力時：一種情況，高墩與矮墩耦合，會使矮墩承受更大的壓力，很可能造成矮墩提前破損。另一種情況，高墩與矮墩不耦合，可能會使墩定發生位移，造成支架的脫落而破壞主梁。所以，橋墩的選型十分重要，目前的主要墩型有雙柱墩、T型墩、門架墩和空心薄壁墩，不同的墩型有不同的特點，主要的選擇依據有以下幾點：（1）當墩高小于三十米，橋梁選擇常規的雙柱墩，其優點是良好的橫向抗彎剛度。（2）當墩高小于四十米，選擇獨柱T型墩，其結構的整體性能較好，各個方向的抗扭曲剛度和抗彎度較大。（3）當墩高小于六十米時，選擇門架墩，（4）當墩高小于八十米時，選擇空心薄壁墩，其具有橫向界面剛度大和橫截面尺寸大的優勢。變截面的空心薄壁墩適用于墩高一百米左右的。以上三種墩型在第一階振型和周期如下圖：

墩型 自振周期／s 振型形狀雙柱墩 1.069 橫橋向振動，彎扭耦合振動，對稱T型墩 1.096 橫橋向振動，對稱空心薄壁墩 0.727 橫橋向振動，對稱

提高橋墩抗震性能的措施：（1）山區的高墩橋梁采用鋼筋混凝土結構。（2）采用等截面橋墩。（3）在橋墩與柱基和蓋梁相連處，采用加強捆筋措施，提高墩柱潛在塑性區的抗剪強度。

3.5 橋墩臺的設計

（1）采用限位器：在橋墩臺伸縮縫出安裝限位器來限制相對位移，還可以防止地震中上部結構落梁的發生。（2）采用隔震支座：在墩臺和兩題的連接處增加結構阻尼和柔性，以減小橋梁的地震反應。（3）合理設計橋墩臺處擋塊：擋塊的設計應管制主梁與擋塊的剛度比值范圍，根據不同結構和不同跨度橋梁，選擇不同結構和尺寸的擋塊。（4）順橋向連梁裝置：為了避免地震中橋墩臺伸縮縫兩側相鄰橋梁與墩頂蓋梁發生較大位移，可以設置由配套螺帽、彈性橡膠墊塊和精軋螺紋鋼筋組成的順橋向連梁裝置。

3.6 橋墩延性減震措施

鑒于高墩橋梁在強震的作用下又十分明顯的非線性特征，所以在抗震設計的選擇上要采用合適橫向彈性擋塊，以保障延性構建具備很好的塑性變形能力，來耗散掉一部分地震帶來的能力。

4 結語

綜上所訴，山區高墩橋梁的抗震設計將直接管著橋梁整體結構的質量和性能，所以為避免在地震后發生的嚴重災害，在橋梁建設工程中必須要重視橋梁的抗震設計。本文作者根據多年的工作經驗總結出的幾點有關山區高墩橋梁的抗震設計措施，希望能為行業的發展提供有益的建議。

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