浅谈公路桥梁抗震设计

顾洋勇陈赛锋

（华汇工程设计集团股份有限公司312000）

摘要：公路桥梁是公路交通运输的一个关键组成部分，公路桥梁的抗震设计不仅影响着公路桥梁的安全、稳定运行，还会对国家的基础设施建设导致重大影响。所以，在设计阶段就要注重公路桥梁的抗震设计，以确保桥梁建成后的安全运行。本文阐述了提高公路桥梁抗震能力的设计目的和桥梁的抗震设计原理，提出了公路桥梁抗震设防措施，供桥梁设计人员参考与交流。

关键词：公路桥梁；设计；防震措施

引言

随着中国经济的快速发展，修建公路桥梁越来越多，而桥梁作为交通枢纽正起着至关重要的作用。然而因为受各种原因的影响，这几年来地震灾害普遍增多，导致地面很多建筑物与各种设施的破坏和倒塌，给国家与社会带来特别大的损失，为确保公路桥梁设施的完好，发挥其在抗震救灾中的作用，要对公路桥梁抗震设计实施深入的研究，因此本文就将对公路桥梁抗震设计给予简单的阐述。

1、桥梁的抗震设计原理

现在桥梁的抗震设计计算原理是建设在必然的假设条件基础上的，虽然分析的方法在持续的提高，分析的理论在持续完善，但因为地震作用的繁杂性，地基影响的复杂性与桥梁结构系统自身的复杂性，也许会造成理论计算分析与现实状况相差非常大，目前中国桥梁的抗震设计原理关键有下面几种：

1.1静力法

静力法把地震加速度看作是桥梁构造破坏的唯一原因，疏忽了结构自身动力特点对构造反应的影响，运用存在相对大局限性，实际上只有绝对钢性的物体才可以认为在振动经过中每一个部分和地震动具备一样的振动，因此只对刚度极大的结构比如重力桥墩"桥台等构造运用静力法近似计算。

1.2反应谱法

现在中国的公路桥梁关键使用反应谱方法,反应谱法的思路是对桥梁构造实施动力特点分析(固对各主振动运用谱曲线作某强震记录的最大有频率,主振型)I地震反应计算,最后通常通过统计理论对各主振型最大反应值实施组合,近似求得构造的整体最大反应值。

2、公路桥梁抗震设防措施

2.1确定合理的桥梁结构方案

在确定路线的总走向与关键控制点时，要尽量避开基本烈度相对高的区域与震害危险性相对大的地段；在设计路线中，要科学运用地形，准确掌握规范，尽量使用浅挖低填的设计方案以让对自然平衡条件的破坏减少。选择地震区的桥型，要依照下列几个原则实施：使结构的自重尽量减轻与其重心降低，以让结构物的地震作用与内力减小，提升稳定性；力求让构造物的质量中心和刚度中心重合，以让在地震中由于扭转引发的附加地震力减小；要协调结构物的长度与高度，以使各部分不一样性质的振动所导致的危害作用减少；合理的降低结构刚度，应用延性材料提升其变形能力，从而使地震作用减少；增强地基的调整与处理，以让地基变形减小与避免地基失效。

2.2要分析桥梁体系中抗震的强弱部分

经过对多年来的震害资料实施查阅，我们发现桥梁下部结构崩塌相对严重，桥梁上部结构抗震能力比较好，震害关键会让桥梁上部构造中桥梁端撞损、梁片分离，不会影响桥梁的关键功能，震后修复也比较容易。

2.3防止桥梁落架设计措施

公路桥梁设计上要思考到主梁支承长度与主梁限位装置，在主梁支承长度上要把取值放大一些，纵向防落梁构造要设置在纵向上，但限位装置不能防碍纵向防落梁结构的作用发挥，而且在强震区桥梁上构造要使用重量轻的钢结构连续系统，使整体性增加，自重降低，让地震惯性作用减小。

2.4把结构与构件的强度以及延性提高

桥梁构造的地震破坏是地震动引发的构造振动，所以抗震设计要力图让从地基传入构造的振动能量为最小，并让构造具有合理的强度、刚度与延性，以避免不可以容忍的破坏。在重量不增加、刚度不改变的前提下，提升总体强度与延性是2个有效的抗震方法。选择刚度有助于控制构造变形；决定结构抗震能力的2个关键参数是强度和延性。因为地震动能导致构造与构件周期反复变形，让其刚度和强度渐渐退化，所以，只注重强度而疏忽延性绝对不是优良的抗震设计。

2.5设置多道防线

尽量让桥梁设计成具备多道抵抗地震侧向力的系统，在高强度的地震中，一道防线遭到破坏后，则有另一道防线能够支撑着桥梁，不至于让桥梁发生倒塌的情况。所以，超静定结构优于同种类型的静定构造。

2.6引进新型桥梁的抗震设计方法

在传统的桥梁构造抗震设计中，关键方法是用“蛮力”，也就是通过提升强度与增强延性来确保能够抵御地震的能力，假如桥梁结构本身的力比地震的力大时，当然能够岿然不动。但是这种方法运用在现实中时，其抗震能力是不明确的，而地震的作用也是不能预知的。当两个未知原因，在现实的状况时出现，往往和人们所希望的结果相反，桥梁自然遭到损害，在现实中这样的例子是非常多的。新型的桥梁结构设计多使用型钢混凝土构造，这种结构和传统的混凝土构造对比有着非常多先进之处。由于型钢混凝土结构的承载能力高于相同外形的钢筋混凝土的一倍以上，并且前者抗剪能力、延性都显著的高于后者，这样抗震能力自然获得提高。

3、实例分析

某桥梁为40m+40m+40m总体布置的连续钢构桥，单箱单室是截面（如图1所示），为9.3m的桥宽，为10m的墩高，桥墩截面如图2所示。这桥所在范围抗震设防烈度为Ⅶ度，依照《中国地震动参数区划图》（GBI8306—21）规定，地震动峰值为0.1g的加速度。依据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89），使用Ⅱ类场地反应谱，取结构关键性系数1.3。

过计算，得出构造在恒载、《公路工程抗震设计规范》反应谱描述的地震动作用下第一跨桥墩底、墩梁刚接处、主梁跨中3个控制截面的内力。如表3所示。

4、结语

总体而言，地震作为自然灾害，现在还不能正确的实施提前预测，但我们能够提前使用相关的预防措施，以让地震所带来的损失减少。只要仔细分析与了解结构的地震反应与特点，精心设计并使用一系列有效的抗震方法，我们就能够很好地达到结构的防震与抗震效果。

参考文献

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[2]刘志强.浅析桥梁抗震设计的重要性[J].城市建筑.2014（02）

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