桥梁工程中桥梁抗震设计

桥梁工程中桥梁抗震设计

张琦

中国通号郑州电气化局郑州铁路工程有限公司河南郑州450000

摘要：地震是对市政桥梁危害最大的自然灾害之一，对桥梁的结构很容易造成破坏，最终导致倒塌，不仅影响其的自身功能，还会影响人们的生命财产安全。如果地震灾区的桥梁发生破坏，将会严重影响救灾的进度，导致更大的损失，危害灾区人民的生命。桥梁作为交通线的一部分，其中抗震性得到了大家的高度重视。往往在对桥梁进行设计时，抗震设计是最难的问题，必须结合桥梁工程的实际情况和当地的环境从多方面进行设计，保证桥梁具有良好的抗震性，在面对地震时，能有效的起到抗震的作用，使桥梁的伤害降到最低。

关键词：桥梁设计；抗震设计；地震

引言

我们国家的国土面积非常广，其中许多地区都位于地震带上，所以为了确保桥梁项目的性能不受影响，就应该在设计的时候，认真考虑它的抗震性特征，积极开展好抗震设计工作。最近几年，我们国家在对于引发地震的机理，地震波的传递特征和地震波作用下结构产生的动力响应的特点、破坏特征、结构的抗震能力的研究和探索的不断深入，使得抗震设计工作有了很好的发展，获取了显著的成就。

1地震对桥梁的破坏性

众所周知，地震的影响力非常大。一旦灾害发生，首先被破坏的是地基，尤其是那些地基处在较陡峭的坡体上面的桥梁，它面对地震灾害的时候，破损更为严重。因此，我们在选取地基的时候一定要综合分析，全面论述，多方比对之后才可以下结论。当地震发生以后，项目的破坏形式并不是完全一样的。具体来讲有如下的几点不同之处。桥墩的墩身发生位移，支座的锚栓被剪断，有时候梁体也会断裂下落；墩体出现裂痕，导致桥梁存在塌陷的可能性；由于受到河水的冲洗，此时沙土被液化，导致桥墩沉降。所谓的支座破坏，具体来讲指的是上方结构生成的力经由支座本身的构件向下传递到下方的构造之中，如果传递的力的强度比构件的原定强度要高的话，就会导致支座受损。对桥梁下方的构造来讲，由于支座受损导致绝大多数的力被分散，这样就能够避免地震产生的力传输给墩台，此时下方的结构就不会继续受损了，不过它有梁体掉落的可能性。

2我国抗震规范的变化和施工技巧

我国政府颁布的抗震规范也是在不断的变化的，以前版本的规范中采用的是弹性抗震设计，而我国08年颁布了新的抗震细则，其中采用了二阶段设计法进行抗震设计，延性抗震设计中引入了能力保护设计原则，避免塑形铰出现剪切破坏。除此之外，我国的相关部门也简化了地震力的计算公式。现在的简化的公式计算已经能够准确的反应常规的规则公路桥梁的地震力。由此可见，抗震设计在公路桥梁的施工工程中意义非凡。下面我们就讨论一下公路桥梁抗震设计的设计要点：（1）做好公路桥梁的选址工作。在公路桥梁工程施工之前，施工人员首先要对施工现场的地质情况进行考察，对地震所带来的危害有详细评估，在最终选址时要严格按照相关规范要求进行选址，把施工地点选在抗震有利地段，这样可以提高公路桥梁的地震安全性。通常选址都是选择地质较为坚硬的场地，这样可以减少地震时由于地基原因带来的危害；（2）确保桥梁的整体性。在进行设计的时候，设计人员要确保桥梁的上部结构是连续的，连续的上部结构可以避免自身的构件在地震中脱落，使得自身的结构不容易在地震中受损，充分发挥桥梁自身的抗震功能。在平面或者立面中，结构布置中必须要确保其参数均匀规范，这样可以减少突发事故发生的概率。

3桥梁抗震设计的几个方法

3.1根据性能设计

科技一直在发展，目前工作者意识到对于桥梁项目来讲，我们在判定它的抗震能力的时候不应该将强度当成是一个评判要素。这主要是因为一旦经历强震，材料就会弹塑性阶段，它的这种改变会耗费一些能量，而且它的自振时间也会因此而改变。塑性阶段消耗地震能量的大小和变形情况是判断结构是否发生破坏的重要因素。基于性能的设计法，主要包括倒推分析法、能力谱法、基于位移设计法等。倒推分析法是采用一定的水平加载方式，对结构施加单调递增的水平荷载，将结构位移推至指定位置，从而研究结构的非线性性能。能力谱法是在倒推分析法的基础之上建立起来的，该方法将加速度-位移格式的结构能力谱与地震需求反应谱进行比较，可以直观地判断出结构的抗震性能。基于位移设计法是将结构允许位移作为判断指标，进而借助分析结构的强度来开展检验工作。

3.2地震响应分析及设计方法的改变

现如今，随着对地震以及结构动力特性理解的不断加深，已经发展出了多种抗震设计理论。从地震的振幅等要素来看，在静力理论当中只考虑了高频振动的最大值；而在反应谱理论当中虽然考虑到了振幅以及频谱等因素，但并没有对持时进行明确反映；动力理论则在考虑到持时的基础上，还考虑到了其余特性。从组成结构抗震设计理论的四个不同方面看来，静力理论对其都做到了简化，而动力理论则能够更加全面地考虑到其他因素，此外其模型也更加接近实际，地震反应法考虑到了地震之后结构产生各种反应的过程，而设计原则则在其他理论的基础上考虑到了安全概率等其他方面。

3.3构造细节以及规范的可操作性

当下国内的桥梁抗震设计已经有了不小的进步，但是其中还需要许多可以完善的部分。无法将问题进行量化以实现解决问题的目的，所以研究人员要做好对实际经验、研究成果以及理论知识的总结、分析和研究，最终制定出合理科学的抗震设计，以促进桥梁结构抗震能力的提高。在进行桥梁的设计时需要保证抗震设计规范的可操作性，因为它与设计人员在工作中的规范性以及设计的合理性都密切相关。当设计规范的可操作性比较差时，设计人员在实际工作中非常容易出现设计偏差，由其完成的抗震设计难以满足相关的要求和标准，导致整个桥梁结构的抗震能力较低，因此，设计人员在工作中需要确保设计的规范性，做好对细节的处理，以促进桥梁结构抗震能力的提高。

3.4桥梁减隔震技术

减隔震技术的原理是通过采用减隔震设备将破坏桥梁结构的地面运动与结构分开，是一种桥梁抗震设计方式，它能起到隔震的目的，也是隔震的本质所在。通常采用结构周期延长、降低地震对结构的破坏力的方式来达到隔震的目的。采用延长结构周期方式，会增加结构位移，会增加设计的难度，在正常情况下，若结构柔软，在受到荷载作用时，结构也会发生震动，为了降低振动，使结构变形降到最低，可以增加结构阻尼，这样可以吸收地震的部分能量，从而降低地震对桥梁结构的反应。减隔震技术包括基础隔震和地基隔震方法两种。基础隔震是通过在基础结构和上部结构之间安放隔震设备的一种防隔震方法，它的主要方式包括绝缘、周期延长、能量吸收等，周期延长法则指的是通过利用特殊的装置来延长整个结构体系的周期，最终起到隔震的作用。能量吸收指的是利用特殊的隔震设备吸收地震带来的能量，最终避免地震发生时桥梁发生变形现象。地基隔震方法通常分为两种屏蔽和绝缘，屏蔽是在建筑的周边挖沟或是放置屏蔽板，从而达到屏蔽地震的方法。绝缘是利用地基逸散衰减、软弱地基和高刚性基础的方法来降低地基自身的输入波。

结束语

最近几年，我们国家的经济高速发展，此时各个类型的公路项目开始出现在祖国的大江南北，然而公路的存在必须依靠桥梁作为接洽点，所以桥梁项目就被人们所关注。对于桥梁工程来讲，极易受到地震灾害的影响，导致它的受力水平变差，进而引发很多的问题。所以作为相关的工作人员，我们当务之急要做的就是积极开展防震设计工作，切实提升项目的防震能力，确保其更好的为国家的经济建设贡献力量。

参考文献：

[1]周永生，安欣.探讨桥梁工程抗震设计问题[J].科技传播，2011，10：17-18.

[2]陈顺华.市政桥梁抗震设计探究[J].世界华商经济年鉴•城乡建设，2013（4）：139．