桥梁结构抗震设计要点及抗震措施

桥梁结构抗震设计要点及抗震措施

张冬杰

中信建筑设计研究总院有限公司， 湖北 武汉 430010

摘要：随着科学技术的发展，我国的桥梁工程建设越来越多，在桥梁工程方面，无论是设计、制造材料，还是后期的施工都有了突破性的进展，建造桥梁的水平也迅速提高。但是桥梁的抗震设计以及抗震措施还存在很多的不足有待完善，这也是桥梁方面的专业人士一直以来都在研究和改进的问题，本文主要就桥梁的抗震结构进行分析，并对桥梁的抗震措施进行研究，目的在于尽快提高桥梁的抗震能力，减少因地震造成桥梁的损坏带来的各方面损失。

关键词：桥梁结构；抗震分析；抗震；措施研究

引言

近年来，我国社会经济快速发展，桥梁工程的建设速度也不断加快。桥梁的抗震设计也成为一个重要的话题，尤其是处于地震带的区域，更要在桥梁工程的设计时考虑好抗震设计，确保桥梁在使用过程中的安全性与可靠性，满足我国社会经济的发展需求。为此，对桥梁抗震设计的探析具有重要意义。

1桥梁震害的原因分析

（1）在遇到突发强力地震时，桥梁的两侧因地形地貌的严重畸变而造成桥梁道路两岸的地层出现滑移，致使桥梁的结构受到一定程度的损坏。（2）由于强烈的地震灾害所带来较大的冲击力，使桥梁的桥墩部位出现表面破裂、形体畸变歪斜、结构外露等诸多损坏的现象。（3）对桥梁地基造成的损坏，在地震超强的冲击力的影响下，将会使桥梁河床的沙土出现液化，导致桥梁地基表面出现平整度不一的情况，也会造成桥梁墩台等原有的基础结构下沉而受到损坏。（4）由于桥梁具备一定的承受力限制，地震所带来的特殊的形态变化将会导致桥梁结构及材料严重受到损害，使其无法承受强大的地震冲击力。

2桥梁抗震结构设计的要点

一般情况下，桥梁抗震结构的主要设计原则大致有：①在满足桥梁结构需要的前提下，尽可能地将桥梁的结构重心下移，这样可以有效减小地震对桥梁造成的破坏提高桥梁的抗震效果；②桥梁的高度要在一定范围内，桥梁如果过高会更加容易在地震中造成振动，影响到桥梁下半部分结构的刚度，从而影响到桥梁的抗震效果；③一定要加固桥梁的地基，以免在地震中发生场地的大幅度位移，导致桥梁的破坏；④桥梁的长度要尽可能保持适中，在整体结构上也要尽可能对称，研究分析表明，对称的桥梁抗震能力普遍高于不等跨桥梁。

3桥梁抗震的相关措施

3.1正确选择地址

桥梁地址的选择十分关键，抗震设计过程中需要考虑桥梁选址，确保在区域内能具有良好的抗震性能，而且还要保证地面不能松软，确保地面的牢固性。因此，在抗震设计过程中，要考虑地址与土质，确保桥梁具有良好的抗震性能。

3.2统一标准下的桥梁抗震设计标准

桥梁抗震设计的过程中，可以先设计模型，提高设计工作的效率，解决了设计工作中，大量的前期预算的准备工作，如模型设计的合理性、抗震效果的实用性以及预估突发地震时，会给桥梁造成的影响和损害。因此，还须参考性的使用实际的数据信息，不能仅局限于以模拟器所提供的数据信息作为参考依据，无法确保桥梁的防震害设计达到规定的要求。为使桥梁抗震害设计符合规定的要求并且具有一定的实操性，须制定合理性的设计方案，负责桥梁工程防震害设计项目的工程师，必须事先掌握施工现场的实际情况，熟悉桥梁周边的地质环境的状况，找准防震害加固设计的最佳位置，根据实际情况选择合适的桥墩基础形式，使设计工作顺利开展。还须制定桥梁抗震设计方案的可行性标准，使其达到设计的标准要求。在开展设计工作中，须根据当地受灾区域，地震的振幅、频率大小、土质类型、气候特征等方面进行考察了解。设计人员应在实际的工作中，针对桥梁的薄弱位置特点、与各部位之间的关联情况及承重特点等方面进行分析，并结合实际的情况来制定可行的设计方案，还须注意保证预测数据的准确性，提高桥梁的抗震耐受性能，应预测将会出现的相关问题，以防止出现其他的安全隐患，影响了抗震设计的工作效果。

3.3设置多道抗震防线

为减轻地震对桥梁产生的影响与破坏，在抗震设计期间需要做好防线设置，以便对地震产生的力进行合理应对。尤其是地震等级较高时，就会对防线产生破坏，在破坏后还能发挥其他作用。通过多道抗震防线的设置，为桥梁工作的安全性提供支持，避免发生塌陷的情况。

3.4桥梁连接部件的技术应用

通常在进行桥梁的建设时，忽视了对桥梁的连接部件的设计，使得桥梁在运行阶段关键部件容易出现老化或位移的现象，致使在地震灾害突发时，造成严重的损害。桥梁的连接部件是否处理妥善，将对桥梁的完整连续性和受力抗压的程度有直接的影响。若是忽略了关键部位，或未得到施工单位的高度重视，缺少了养护的环节，必然会导致连接部位出现潜在的结构开裂，甚至连接面出现变形的其他问题。若是在此情况下，如遇地震灾害的发生，连接结构的承受力不够，将更无法抵御地震的冲击力，由此所造成的桥梁关键部位的损害是难免的。因此，更应重视对桥梁连接处的妥善处理，可在连接处配置伸缩部件，使高强度的伸缩性应对地震灾害时冲击力带来的考验，有效预防传递性震裂的出现。对邻近的桥梁间的结构进行加固，以防止连接部件产生大幅度的位移。由于部件长期受到地震微小阻力作用的反复冲击，最容易出现变形和老化的问题，需要对其反复进行全面的检查，对于出现的问题及时维修处理，确保桥梁的抗震功能被优化。

3.5既有桥梁抗震设防标准确定

在确定既有桥梁抗震设防标准时，为方便计算，作如下假定:1)既有桥梁的预期使用年限仅由桥龄与设计使用年限决定。2)新建桥梁设计使用年限统一取值100年。我国公路及城市桥梁现行抗震设计规范，以设计基准期50年内超越概率10%的地震动参数为基础确定抗震设防标准，而新建桥梁设计基准期为100年。据此，首先应确定设计基准期100年内的超越概率(按年超越概率相当的原则)，再根据既有桥梁的预期使用年限，通过调整确定可变作用的设计基准期，按照既有桥梁设计基准期(T＜100年)内超越概率水平和新建桥梁设计基准期(T=100年)内超越概率一致的原则来确定既有桥梁的抗震设防标准。具体步骤如下:1)根据新建桥梁的两水准(E1地震、E2地震)设防标准，按50年设计基准期计算设计地震动的超越概率以及相应的年超越概率和重现期。2)按照年超越概率相当(重现期相当)的原则，确定100年设计基准期内的超越概率P(I≥Ic/100)。3)按照既有桥梁T(T≤100)年设计基准期内超越概率水平和新建桥梁100年基准期内超越概率一致的原则，确定既有桥梁抗震设防标准，即T年设计基准期内年超越概率P(I≥Ic)。4)按照和既有桥梁年超越概率相当的原则，确定50年设计基准期内超越概率P(I≥Ic/50)，并计算形状系数k。

结语

综上所述，在我国社会经济发展过程中桥梁发挥着重要作用，对于一些山区而言，桥梁更是联系外界的重要途径。但是，由于我国幅员辽阔，很多区域处于地震带上，对桥梁的安全性与稳定性造成极大影响。为更好地应对地震造成的破坏，需要做好抗震设计，所以需要做好桥梁结构、支座刚硬度、桥墩长度等的设计与计算，确保抗震设计的合理性与可靠性。在设计期间需要重点关注一些注意事项，这样才能为抗震设计水平的提升提供支持，确保我国桥梁工程建设的有效进行。

参考文献

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