公路橋梁結構抗震設計要點分析

王興宇

宿州市經緯公路設計有限公司 安徽 宿州 234000

在公路工程當中，公路橋梁是不容忽視的組成部分；在公路交通網當中，公路橋梁也是十分關鍵的節點。橋梁遇到地震時易受損，從而讓公路無法保持暢通，讓抗震救災工作無法順利展開，給國民經濟造成了無法預估的重大損失和災害。

1 工程概況

實例橋梁的施工場所位于地震斷裂帶，發生地震的概率比較大，在橋梁設計期間要為其選擇最佳的一種結構，使其抗震性能能夠提升上來。在本次橋梁結構設計里面包含的內容相當多，橋梁中各橋墩結構剛性并不一致，跨度也不小，故而設計期間要對抗震性展開嚴格的計算，計算依據選擇的使用條件也應該是最苛刻的，確保橋梁結構在發生的地震強度較非常高時，也不會被影響太大[1]。

2 計算設計并確定具體結構

（1）計算。參照最新發布的（JTG/T 2231-01-2020）《公路橋梁抗震設計規范》中6.3，將該實例橋梁上部結構確定為連續形式，中間墩柱確定為盆式固定支座，余下墩柱的結構都設計成盆式的單向支座或者是盆式的雙向支座。有地震發生時，這種盆式固定支座負責擔負順橋向的大部分地震力，而單、雙向盆式支座則主要擔負橫橋方向的地震力。

（2）地震參數。該橋梁設計時，確定抗震重要性系數=0.43、設防裂縫參數=8，而地震加速度則設定為0.20g、施工場所屬于Ⅲ類、場地系數設定為1.2。

（3）確定結構。橋梁中的工程量若是巨大，可以包括上百個組成部分，但在實踐中對橋梁展開抗震性計算時，并不需要對所有單元展開抗震性分析，只要將針對具有代表性的幾個區域，結合設計要求展開抗震性計算就行，選擇區域時務必要確保整個地區的具體狀態都能反映出來 。實例工程中所選單元抗震性計算見表1

表1 主要的抗震計算單元

在對橋梁的全部單元做合理劃分時，應該對橋梁的長、寬、跨度還有墩高等數據做充分考慮。同時，在計算橋梁抗震性能期間，為了能予以簡化，還應對其中的特殊因素展開分析，以此精確地得到墩柱的具體設計尺寸[2]。

3 結構抗震設計要點

研究結構的具體抗震性能時，需要把單柱墩作為關鍵性主體，并以反應譜法來明確所有橋梁的技術參數。算出橫向支座頂部還有橫向橋梁部分需要承受的地震力大小。對發生地震時，橋梁結構產生的橫向位移，以及基礎頂面出現的位移量進行充分了解。以上數據算出來后，就可以據此推測出順橋方向上跟橫橋方向。

4 樁基礎與墩柱設計

單柱墩頂里面務必布設塑性鉸區域，通過與地震效應的相互結合，就可求取具體需要的配筋數量跟類型。同時，還能結合橋梁的順、橫橋向各自的極限彎曲值大小來展開計算，最關鍵的是求取材料的強度還有超強系數等。在對樁基礎的具體結構形式展開設計期間，務必要考慮到各種外在的影響因素，這里面的極限彎矩值，可以說是相當重要的一個因素，它不但會影響配筋的數量，還會影響布置形式；在設計軸力值的時候，所做計算務必要參照橋梁跨徑、寬度還有跨數等展開分析，從而為橋梁結構找出最合理的設計形式。在設計樁基礎時，應該優先考慮豎向承載力對主體結構帶來的破壞性，以確保橋梁最終的抗震性能可以達標。所需數據信息計算出來后，還要用軸力值、剪力值，針對當前的橋梁結構展開多次驗算，好讓橋梁的最終結構強度達到交通運行的實際需要。

5 抗震設計要點

①為墩柱明確一個最佳的截面尺寸。若是尺寸不足，則整體強度就會過小；若是截面尺寸超限，那么整體承載力就會過大，這樣一來橋梁基礎部分的結構尺寸也要加大。②在為固定支座墩設計結構時，不采用矮墩的原因是，矮墩對于墩柱自身剛性提出的要求特別的高，會降低橋梁整體的抗震性能。③邊梁兩端留出的間距，還有橋柱中間留出的間距必須足夠大，使其在發生地震時不會輕易落梁。④橋墩上部合理布設鋼混限位塊，以防整體結構在地震中出現較大移動。⑤在背墻、梁段合理布設膠塊結構，以強化緩沖作用。⑥本工程選的是橡膠支座，抗震效果特別好，能對級別較強的地震產生抵御效果，在求取墩頂尺寸時，需確保其數據的合理性。

6 結構抗震性能設計

（1）抗震方法。目前橋梁設計中，使用最廣的抗震方法就是隔震支座法，它不僅能提升橋梁韌性還能加大橋梁阻尼，能有效保護橋梁不受地震傷害。其實就是使用性能極佳的結構材料，用于橋梁的隔震支座，還有墩、臺接觸面上，讓整體結構變得更有韌性，強化其阻尼。從實踐經驗來看，這個隔震支座法效果相當好，可有效保護橋梁，使其能夠安全運行。

（2）隔震支座設置與阻尼器設置。隔震支座還有阻尼器能讓橋梁在發生地震時，產生較大的塑性形變，來消除地震帶來的惡劣影響，把地震產生的傷害減到最低，讓橋梁體現出更好的抗震效果。

7 結束語

綜上所述，為充分滿足交通運輸的安全性和可靠性，應科學制定橋梁設計方案。本文結合某橋梁實例，分析橋梁的地震構造形式。確保橋梁在運行過程中不受地震的影響，也不會造成嚴重的結構損壞，在設計過程中，應充分考慮地質條件，結構形式和實際地震資料，并結合實際經驗制定抗震設計方案，以提高橋梁的安全性。