中小跨径公路桥梁抗震设计理念

沈继亮

云南会康工程咨询有限公司云南昆明650000

摘要：抗震是衡量公路桥梁安全性能的关键指标，因此在公路桥梁设计过程中，必须提高公路桥梁的抗震能力。我国公路桥梁的抗震设计主要是受到发达国家的影响,但受实际情况的限制,桥梁与发达国家相比差异较大,因此具体的设计,应该从实际出发,搞好各方面的设计,以确保公路桥梁的安全性。

关键词：中小跨径；公路桥梁；抗震设计；理念

引言

近年来，随着我国社会经济的不断发展，交通需求的不断增加，公路桥梁工程越来越多，公路桥梁的安全也成为人们关注的焦点。公路桥梁的设计是其安全的决定性因素，抗震是公路桥梁安全的重要指标，需要加强抗震设计，以提高公路桥梁的抗震性能。

1中小跨径公路桥梁设计理念

1.1传力方面

我国公路桥的抗震设计主要以日本、美国等发达国家的设计规范为主要基础，并进行了相应的延伸而产生的设计理念。然而，从实际情况来看，有些方面与我国实际情况不符，这将对公路桥梁的最终抗震设计产生不利影响。比如，在我国、日本、美国分别采用板式橡胶支座、框架支撑、钢支撑，但从实际情况看,传力途径、传力结构都存在较大差异,如果直接采用国外的设计标准规范，那么在设计上将会出现比较严重的问题。

1.2抗震设计目的分析

虽然中国的道路和桥梁工程的抗震设计目标是“小震不坏，大震不倒”。但对桥梁抗震设计未科学的进行数据标准的界定，使我国在道路和桥梁设计过程中，无法提供有效的法律依据，从而影响道路桥梁工程的抗震效果。为了解决这个问题,必须要对不同级别地震影响公路桥梁工程各大位置,建立相应的地震数据指标,详细强度要求数据，其中包含公路桥梁工程中的桥墩、承台、挡块、支座、基础等。在我国公路桥梁工程的抗震设计中提供有效的数据信息。

1.3地震数据分析工作分析

在我国的大部分地区，地震动参数保持在相对较低的水平。例如，在2008年发生8.0级地震的汶川，地震参数是中等水平。在高速公路桥梁工程的设计中，在对当地道路桥梁工程进行抗震设计时，设计人员没有充分考虑大地震的后果，导致这些工程的抗震性能不足。因此,在道路和桥梁工程抗震设计过程中,设计师必须从该地区公路桥梁工程的重要性,对桥梁公路工程设计可以从地震灾害发生后的危险性等方面展开抗震设计，不能只凭借地震烈度进行抗震设计。

2对桥型选择的介绍

2.1不同的桥型在表现上各不相同

目前应用较多的是连续桥梁和简支桥梁，钢结构桥梁和拱桥相对较少。对于简支桥梁来说，主要损伤是上部，下部相对较小，由于遭受的损伤程度不高，后期修复也是比较容易的。拱桥在整体方面都相对优越，但也会出现一定的破坏现象。连续桥梁破坏是由上部结构产生的，桥墩更为常见，刚构桥主要是桥墩底部容易出现开裂的现象。

2.1.1对连续桥梁与简支桥梁的分析

对于简支桥梁而言，其比较常见的是落梁的破坏。连续梁主要集中在桥墩上，如果桥梁有水域的跨越，或者是跨越山谷，落梁的损坏将对交通的恢复产生很大的影响，而应对措施是使用贝雷架。而对于施工较为复杂的立交桥等，如果只是桥墩受损，而上部结构完好，那么，可以有效采用震后的一些应急措施。对于连续桥梁，上部结构和下部结构之间的连接形式可以提高整体的抗震性能。因此，在设计阶段，选择上下结构之间的连接方式很重要，尤其是在两者结合的情况下。对于多层结构的立交桥等，需要通过梁体和桥墩的连接形式来调整结构的整体刚度，以保证结构的平衡，满足抗震设计的要求。

2.1.2对梁桥和拱桥的分析

对于相对环境而言，拱桥的性能相对较好。它具有很强的抗击性能，但拱脚的相对位移是整个桥梁垮塌的重要原因。

2.1.3对刚构桥的分析

对于刚构桥而言，发生问题的主要是主梁内横隔板开裂，上部结构的主要受力构件处于良好的状态，在一定程度上讲，横隔板的损坏实现了对地震能量的消耗，实现了对主体结构的有效保护。

2.1.4对曲线桥与直线桥的分析

通常情况下，曲线桥更容易被破坏，几率比直线桥大，主要是受制于曲线桥在地震的影响下，受到一些弯剪扭等耦合有关，与此同时，与自身的刚度系数密切相关。

2.2桥型选择

从上面可以看出，不同桥梁类型在地震中的表现是不同的。不能简单地说某种类型桥梁具有良好的抗震性能，某种桥型的抗震性能较差。每一种桥梁都有其适用的范围和适用条件。对于中小型桥梁的桥型选择，经验如下:1、结构形式尽量采用质量和刚度均匀的；2、如果两岸基础条件良好，特别是两侧边坡存在潜在地质灾害的情况，建议采用拱桥，可以提高桥梁抵御落石的能力；3、跨越断层带的桥梁尽量采用简支梁桥体系，这样可以避免地震中出现全桥垮塌现象；4、连续梁结构的上下结构之间的连接应尽可能均匀，使地震力均匀分布于各种桥墩，避免桥墩，出现过度受力导致破坏的现象；当连接结构必须使用固定连接时，应对下部结构进行特殊处理，如增加纵筋、加密箍筋措施；5、选用刚构桥型时进，设计时应注意“保险丝式单元”，在易检查、修复的部位预设结构薄弱部位，以便于震后维修修复，同时以便结构耗散地震能量；6、当曲线桥方案无法避免时，应平衡结构的质量和刚度分布均衡，并专门对下部结构和连接构造进行设计。

3对相关桥梁构件抗震设防的解决方式

对于桥梁结构的抗震设计，主要的原则是确保大地震保证桥梁不会倒塌，中地震能够便于后期的修正，小地震不会出现破坏。但是，根据不同的桥梁结构，该原则不够详细和具体，需要进行细致化，根据不同的构件、位置，根据不同的地震影响力，来给出不同的量化力学参考指标，主要是关于延性和强度这两方面。

3.1结构内力相关规律方面

抗震计算的主要目的是找出地震作用下结构内力分布的趋势和规律，其具体的响应值是无法计算明白的，因此设计过程中抗震的理念需要融入“多道设防，分级耗能”；对于“多道设防，分级耗能”，推荐应用“保险丝式单元”。保险丝式单元是通过自身的破坏或故障来保证桥梁结构整体安全的构件单元。保险丝式单元是桥梁的一种特殊构件，是桥梁安全的第一道防线。保险丝式单元的方法之一是：便于修复、易于检测的部位设计为薄弱的耗能部位或构件。

3.2对“一可三易”原则的介绍

在严重的地震中，对桥梁的破坏是不可避免的，需要“一可三易”的原则，这意味着它可以被控制、容易检查、修复和更换。在具体操作中，必需做好出现损伤的部位、受损程度能够有效的进行控制，对于受到破损的位置，做到便于检测，并且可以进行全面维修，对于某些构件，可根据需要进行有效更换。通过借助科学的地震力传力的方式，避免关键部件受到严重损坏，更有避免在检修过程中造成破损。

结束语

实践证明，地震对道路和桥梁工程的安全性和稳定性都有很大的影响。如果道路桥梁工程在设计阶段没有进行有效的抗震设计，一旦出现地震灾害，就有可能导致道路和桥梁工程的出现裂缝，破坏、变形等现象，对过往车辆和行人的生命安全造成严重的威胁。所以,抗震设计是道路桥梁工程设计环节当中十分重要的一部分,如何使这些中小跨度公路桥梁“小震不坏，大震不倒”，成为了一个设计人员在日常工作中必须考虑的重要问题。

参考文献

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[2]侯泽群.关于中小跨径公路桥梁抗震设计理念探讨[J].江西建材.2016(04).

[3]李军.浅谈桥梁抗震设计要点及减隔震技术的应用[J].科技创新与应用.2017(05).