【有关公路桥梁抗震设计的研究】公路桥梁抗震设计细则

　　【摘 要】公路桥梁作为一个重要的公共设施，其运行的安全性和稳定性之诶经关系着人们的财产和生命安全。因此，公路桥梁的抗震设计是桥梁工程设计中的一个至关重要的环节，下文中笔者将结合自己的工作经验，谈谈对公路桥梁的抗震设计的认识。
　　【关键词】公路桥梁；抗震设计
　　从地理位置上看，我国处于环太平洋地震带和亚欧地震带之间，受到世界两大地震带的影响，是世界上地震灾害发生率最高的国家之一。并且由于地势情况的复杂多样，导致了所发地震灾害常具有高强度的特点，零八年的汶川地震和去年的玉树地震都证实了这一特点。地震灾害不仅严重的危害了人们的生命和财产安全，对于国家来说，还会引发一系列的政治和经济问题。而公路桥梁作为连接震区和外接的重要纽带，对地震发生后的物资运输和人员抢救起着至关重要的作用。所以，加强公路桥梁的抗震设计有着非常重要的社会意义，基于此，笔者将在下文中从桥梁结构震害及其原因、桥梁减震设计要点、公路桥梁抗震设防措施等几个方面，对该问题展开论述。
　　1、桥梁结构震害及其原因分析
　　正确认识桥梁结构震害的产生原因是做好桥梁抗震设计的基本前提，也是抗震设计和结构发挥作用的重要保障。就目前掌握的国内外的地震相关资料来看，公路桥梁的震害表现形式主要有以下几种：首先，地震发生后对梁式桥梁会产生较大的位移，并在位移的过程中对桥梁上部结构的各个节点造成危害。继而形成因节点承载力和角度发生变化所导致的桥梁梁体的相互撞击。于是，引起桥梁的整体形状发生突变，通常表现为桥梁的整体隆起。其次，在地震过程中，公路桥梁的地基周围的土质发生液化，致使桥梁发生位移，于是桥梁结构受到位移的影响引发落梁现象。再次，在桥梁的设计和施工过程中，没有充分的考虑支座的抗震功能，于是当地震发生后，桥梁支座因无法承受地震所导致的位移而产生结构破裂，从而影响了其他桥梁上部结构的抗震效果。其四，对于桥梁下半部结构的抗震设计的不足，而导致的字地震过程中出现的各种开裂、变形和失效现象,也会严重的影响桥梁的整体抗震能力。最后，地基周围土质过于松软导致了地震发生后桥梁迅速的发生滑移，从而导致了整体结构遭到破坏。
　　2、桥梁减震设计要点
　　所以，对于易发生地震灾害的地区的桥梁建设，或者是地震强度级别较高的地区的公路桥梁建设，工程人员要在认真分析桥梁结构和自身抗震特点的基础上，有针对性的加强桥梁的抗震设计。一般来讲，有如下基本设计原则：首先，要尽量将桥梁的整体重心下移，通过提高桥梁稳定性的方式增强其抗震效果。其次，对于桥梁的高度要做好适当的控制，以免过高的桥梁结构在地震中发生振动，影响下部结构的刚度。再次，应该做好地基的加固处理，避免地基在地震发生后的大幅度位移导致的桥梁整体抗震能力减弱。
　　2.1桥梁的对称位置和结构应该具有大致相同的刚度，因为实践证明结构简单和对称的桥梁较不等跨桥梁的抗震效果更好。尤其是对于长度较长的桥梁，这种差距就更为明显。所以，对于没有特殊要求的桥梁，我们应该尽量采取对称型的小跨径的桥梁。
　　2.2对桥梁抗震性加以分析研究,某类结构不能在地震区应提出更能内修建,在分析研究原有结构抗震性能的基础上,适应地震作用的结构型。其次,对结构抗震设计不是被动地作为地震作用时结构强度、变位的验算,而是要从设计角度,提高结构的防震能力,要系统考虑结构的行为能力设计。
　　2.3结合我国国情,研究结构控制的有效型式,加强抗震措施，必须采用“以柔克刚”的设想来考虑地震区结构抗震设防的“以刚克刚”的旧传统设防观点，对地裂、地出发点,改变单纯的边坡倒塌、沙土液化时桥梁结构如何抗震设防也应该做出深入的研究[3]。
　　2.4针对目前大量高架桥倒塌毁坏的教训,必须开展对抗震支座、各种型式桥墩的延性研究,要利用约束混凝土的概念预应力混凝土,而且可以提高它的延性。不但对钢筋混凝土、混凝土结构、混合结构的延性都需展开研究。
　　3、公路桥梁抗震设防措施
　　合理的结构形式和成功的抗震设计,即合理的概念设计可以大大地减轻甚至避免震害的发生。一个是概念设计、一个是构造细节设计。需要注意的是,这两个东西其实和具体的抗震计算关系不大,计算只是辅助手段,只是验证概念和细节的合理性。所以设计师需要的是对桥梁抗震设计基本概念和原理的深刻理解。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施,比如支座的选择、挡块的设置等等,还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。国内外桥梁抗震研究人员一直都在研究桥梁的合理构造措施,合理的构造措施可以提高整体的延性及滞回耗能能力。在确定路线的总走向和主要控制点时,应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段;在路线设计中,要合理利用地形,正确掌握标准,尽量采用浅挖低填的设计方案以减少对自然平衡条件的破坏。对于地震区的桥型选择,宜按下列几个原则进行:尽量减轻结构的自重和降低其重心,以减小结构物的地震作用和内力,提高稳定性;力求使结构物的质量中心与刚度中心重合,以减小在地震中因扭转引起的附加地震力;应协调结构物的长度和高度,以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用;适当降低结构刚度,使用延性材料提高其变形能力,从而减少地震作用;加强地基的调整和处理,以减小地基变形和防止地基失效。
　　4、结语
　　综上所述，虽然以人类现在的科技水平，无法做到对地震的绝对预测和预防，但是我们在掌握地震灾害作用于桥梁的基本规律的前提下，从桥梁设计上做好抗震工作，减缓和降低地震对公路桥梁的危害程度。
　　参考文献
　　[1]赵国辉,刘健新.汶川地震桥梁震定分析及抗震设计启示[J].震灾防御技术,2008,3(4):363-369.
　　[2]吉随旺,唐永建,胡德贵,汪军,陶双江.四川省汶川地震灾区干线公路典型震害特征分析[J].岩石力学与工程学报,2009,28(6)：1250-1260.
　　[3]王东升,郭恩栋,柳春光,翟桐.钢筋混凝土圆形截面柱式桥墩抗震性能评价[J].世界地震工程,2001,1.