城市轨道交通桥梁抗震设计研究

城市轨道交通桥梁抗震设计研究

王超

陕西宏思道交通规划设计有限公司王超710000

摘要：本文以城市轨道交通中的某一实际工程为例，对轨道交通桥梁的抗震设计进行研究，避免轨道交通桥梁在地震影响下，造成桥梁的隐患问题，从而全面提升城市轨道交通桥梁的服务能力，确保城市轨道交通桥梁的建设质量，降低安全隐患，使得城市轨道交通桥梁更加满足人们的生活所需，便利生活，便利出行。

关键词：城市；轨道交通；桥梁；抗震设计；研究分析

城市轨道交通桥梁是城市轨道交通中的重要组成部分，这部分直接影响城市轨道交通的服务能力，如果城市轨道交通的桥梁设计效果不佳，就容易引起严重的城市轨道交通安全问题，无法保证城市轨道交通的安全服务。基于此，本文对城市轨道交通桥梁抗震设计进行研究。以某一具体的工程项目为例，展开城市轨道交通桥梁抗震设计的相应研究，确保在合理设计条件下，城市轨道交通桥梁抗震效果得到保证，降低地震灾害给城市轨道交通桥梁带来的影响，确保桥梁的服务能力，降低城市轨道交通的隐患。

1.工程概况

本文结合某一具体的工程项目为例，展开相应的研究，确保城市轨道交通桥梁抗震设计的效果，避免地震因素给桥梁带来影响。

本工程为某市城市轨道交通桥梁工程，桥梁的标准跨选择30m的预应力混凝土简支梁。另外，桥梁墩高为14m，平面尺寸为2.5m×1.8m，承台的厚度为2m，平面尺寸为7m×7m，基础选择直径为1m的钻孔灌注桩，桩长40m。如下图1所示，为本工程标准梁的两跨结构立面、侧面情况。

图1：桥型图及墩台构造图

2.城市轨道交通桥梁抗震设计研究

2.1设计理念

开展轨道交通桥梁的抗震设计之前，需要先进行抗震检验模型的构建，确保结构组成相对简单的桥梁可以对其进行简化，使之成为单自由度体系的模型，从而完成抗震性能的测算，从而保证测算能够满足实际谁需求。

桥台台身受到地震作用的影响，会造成地震惯性力的产生，在进行抗震设计时，需要对其进行处置，使其变为静力模从而完成相应的计算，确保计算的效果。

当计算E2的地震作用下的抗震性能，钢筋混凝土墩柱型桥梁时，要将墩柱视作延性构件，从而实现相应的设计和计算工作，另外，还要将盖梁、梁体和结构都充当能力保护构件，从而实现相应的设计，确保设计的效果，另外，盖梁和基础的设计弯矩值，剪力值都要使用墩柱极限弯矩相应的弯矩和剪力值。

桥梁最好使用结构简单，性能稳妥可靠的减隔震设备，如此一来，可以保证性能范围内，保证设备的运行质量，并避免桥梁设计问题，全面提升设备的服务质量。

2.2设计方法研究

1）抗震方法的改进。为了实现抗震设计，可以改进抗震方法，包括静力法，反映谱法等，而以非线性动力时程分析方法为辅助。随着设计人员和相关科研人员的研究发现，逐渐完成了对抗震规范的修订，一些规范针对不同的情况，给出了不同的分析方法。同时，也将非线性静力分析方法，非线性动力方程分析方法，作为一种常规的分析方法，应用到新的规范中，并针对不同的分析方法，对结构分析模型给出了一些必要的规定。另外，地震根据《城规》可以分为E1与E2两种地震类型、四种抗震设防类型，详细情况可参考如下表1:。

表1：各桥梁抗震设防类别的适用范围

分类	适用范围
A类	单跨径超过150m的特大型桥梁
B类	单跨径不超过150m，且为高速公路，一级公路，或为二级公路以上的特大桥，大桥
C类	二级公路上的中型桥梁，小桥梁或是单跨径不超过150m的三、四级公路上的大桥
D类	三、四级公路上的中型桥或小型桥

2）基于性能的设计方法。基于心梗的设计方法，包括推到分析法、能力谱法，基于位移的设计方法，以及基于地震损伤性能的设计方法。监理在对目标位移或形成机构的思想上的抗震思想。这几种方法的合理利用，就能实现对抗震设计，确保设计效果。

3）新的抗震技术应用。为了满足抗震设计，需要合理的对抗震技术进行利用，发挥抗震技术的功能和作用，全面提升抗震技术的应用价值，确保抗震技术能够满足抗震设计的需求。实际抗震设计中，已经有众多抗震技术应用的情况，同时，抗震技术，也正处于不断进步和完善的阶段，抗震接地设计的应用、半主动和主动控制抗震技术应用、基础抗震等技术的应用，都提高了桥梁的安全系数，降低了桥梁风险。同时，越来越多的抗震技术将应用城市轨道交通桥梁的设计中，全面提升城市轨道交通桥梁的设计效果。满足实际应用的基本需求。以本工程为例，对半主动和主动控制抗震技术应用，实现对结构参数的适当调节，并使得控制成为调节的载体，利用最低的外部能量发挥出微弱的电流，为实现抗震性能提供能量。该技术，具有应用价值相对较好，效果理想，可以有效提高抗震性能，降低地震带来的隐患。

3.轨道交通桥梁的抗震设计研究

为了保证桥梁的功能和安全系数，需要结合实际情况，对桥梁延性抗震设计进行实施，发挥延性抗震设计的效果，降低各类因素给桥梁带来的干扰。

具体设计中，需要先对桥梁的震害进行研究，再对具体的设计过程进行分析。首先要进行桥梁抗震设计的小弹性设计，对各构件进行强度验算，大震延性设计，同构延性指标的评价结构的工作状态，判断是否满足设计规范。在验算指标的选取上，需要结合相应规范，实现选择，确保延性抗震设计的效果。

在设计塑性铰潜在发生区域时，需要结合规范的相应内容，通过塑性变形确保吸收且易于检测和修复的墩柱，确保轨道交通桥梁的安全系数，并且保证在地震发生后，桥梁能够快速恢复通行能力，满足城市轨道交通的基本需求，满足城市建设的想要标准。另外，延性墩柱的下部结构设计时，需要结合相应规范进设计，单墩处于性能要求III时，处于弹塑性阶段，可以按照性能要求II（局部弹塑性阶段）进行设计，也就是说，允许局部进入到的弹塑性工作阶段，但是需要对塑性变形进行控制。

另外，在抗震设计中，需要先做好地震动输入与计算模型的比较，地震动输入比较，可以选择《城规》为基础，先结合E2、E3的基本情况，合理的对弹性反应谱进行比较。经过比较后发现，《城规》与《轨规》相比，《轨规》的加速度反应谱比《城规》要小，且在6s处为28%，在1.2~3.25s间，两者相差在±5%以内。

计算模型的分析，可以选择：

为进一步分析，可以得到：

在上述公式的基础上，可以得到墩身刚度包含剪切刚度和弯曲刚度。下部结构刚度由3部分组成，分别为墩身、基础和连接构件组成，这些部分的综合作用，满足桥梁设计的基本需求。通过设计后，可以得到的桩基安能力保护构件设计的硬性情况。完成后，还要对地震动作用下能量的转换，另外，还要对罕遇地震作用下的抗争性能目标设计，结合《城规》的相应内容，对盖梁、结点按能力保护原则进行设计，基础部分，按照能力保护原则进行设计，支座没做相应要求，而按照《轨规》中进行设计，对桥墩进行延性验算，其他部分未做相应要求

经过模型的分析计算，可以得到单墩设计方式，最满足本工程的相应需求，可以提高桥梁的抗震性能，降低安全隐患，全面提升桥梁的服务能力。

结束语：

本文结合实际情况，对市政轨道交通的抗震设计进行研究。首先，以实际项目为案例，对桥梁的基本情况进行分析；其次，对城市轨道交通桥梁的抗震设计进行研究；最后，对轨道交通桥梁的抗震设计进行研究及方案验证。经分析计算，改进的桥梁设计方法基本满足本工程的相应需求。因此，充分发挥抗震设计的功能和作用，不仅能够在设计前期降低各类隐患给抗震设计带来的影响，全面提升城市轨道交通桥梁的建设效果，还能够避免地震对桥梁产生危害，保证桥梁的服务能力，确保城市轨道交通的服务能力。

参考文献：

[1] 王世纯. 城市轨道交通桥梁抗震设计研究[J]. 建筑与装饰, 2020(5):2.

[2] 梁军. 城市轨道交通高架桥梁抗震设计分析[J]. 交通科技与管理, 2021(31):2.

[3] 卢旭. 桥梁抗震设计与新技术应用的研究[J]. 交通科技与管理, 2021(13):2.

[4] 梁军. 城市轨道交通高架桥梁抗震设计分析[J]. 交通科技与管理, 2021(31):2.