淺談橋梁的抗震設計的研究進展及發展趨勢

摘要：在地震等強地質運動的影響下，橋梁的結構受到破壞，造成了交通的中端，不僅給救援工作帶來了難度，還擴大了次生災害的損失，讓人們的生命財產產生了巨大的損失。自然災害對人們生命財產的巨大影響，逐漸的使橋梁的抗震設計成為了一個熱點問題，橋梁的抗震研究已經日益成熟，抗震技術也在不斷的突破。筆者結合多年的從業經驗，對地震抗震設計方法、減震加固技術、設計規范和分析方法進行了闡述，希望能夠對橋梁的 抗震設計有所幫助。

關鍵詞：橋梁抗震；設計理論；研究進行進展；發展趨勢

1、橋梁地震反應分析的研究

地震等強地質作用發生的時間、空間和強度具有一定的隨機性，通過一定的技術手段確定震動的輸入方式是進行的橋梁結構地震反應分析的基礎。在現行的技術條件下，不能依據已經發生的地震震級和地震波的傳播進行準確的判斷。在進行橋梁結構的地震反應分析時，地震震動的輸入方式存在著很大的誤差和偶然性，這個問題在依然沒有得到很好的解決。現行地震震動的輸入方式主要是加速度輸入，分為地震加速度反應譜和地震動加速度時程，這種地震反應譜在進行的地面運動長周期分析時存在一定的誤差。

為了滿足生產的需要，大跨度橋梁在時代的進程中取得了快速的發展。大跨度橋梁的抗震設計對地震動輸入提出了更高的要求，在地震動輸入中的行波效應、局部場地效應和部分相干效應成為了焦點問題。為了滿足大跨度橋梁地震動輸入的要求，處理地面運動的不協調性，橋梁抗震研究人員采用時程分析法或多支撐輸入法進行大跨度橋梁的地震動輸入。

在進行的橋梁地震的抗震研究之時將地震動輸入的最不利的輸入方向也納入了研究的范疇之內

2、橋梁抗震設計方法的研究現狀和發展

橋梁的抗震設計業進入了良性的發展階段，其設計的的方案也從地震的經驗中的得到了的改進和發展。傳統的橋梁抗震設計是單一的強度控制，發展到強度和位移雙標準控制，到現在多標準的結構性能的控制。橋梁的抗震的設計原理可以分為基于性能的抗震設計、基于位移設計、基于強度設計、基于能量設計和能力抗震設計。在傳統的設計中，一般考慮的是結構構件的強度，基于強度的設計方案只要橋梁在地震中為此結構的初始強度，不出現非彈性變形而導致強度突然下降，這樣結構就能在地震中保留下來，而且維護的成本相對較低。

2.1延性設計原則

20世界60年代，延性的大小成為了結構抗震的重要標志。但是延性理論不適合有強度控制設計的脆性結構或者延性結構中的脆性構件。在結構抗震設計中，對結構中重要構件的延性要求，高于對結構總體的延性要求；對構件中關鍵桿件或部位的延性要求，又高于對整個構件的延性要求。

實際工程中比較經濟有效的辦法是，有選擇地重點提高結構中的重要構件以及某些構件中關鍵桿件或關鍵部位的延性。其原則是：豎向找薄弱，平面看邊角，偏心找弱側，多道看首道；相同構件找關鍵桿，同一桿件找先屈服處。

2.2基于結構整體性能的設計

橋梁的設計過程中首先要確保的是生命安全，還要兼顧經濟方面的考慮，其設計采用的是在高強度破壞地震發生時，容許工程的結構產生一定的破壞。但是在橋梁投入使用之后，橋梁的研究人員發現，這種設計方案雖然減少了人員的傷亡，但是造成了極大的經濟損失。此時基于性能的設計方案便應運而生，橋梁的設計方案從基于力的設計向結構整體性能的設計轉變，在橋梁抗震設計中具有十分重要意義。

所謂的設計就是立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念的抗震設計。在進行抗震設計時，根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想正確地解決建筑和結構的總體方案、結構布置、材料使用和細部構造等，以便達到合理抗震設計的目的。進行概念設計有助于掌握明確的設計思想，靈活、恰當地運用抗震設計原則，使設計人員不致陷入盲目的計算工作，從而做到比較合理的抗震設計。在進行概念抗震設計時，要把握好能量的輸入、橋梁的結構體系、橋梁體型、構件延性和剛度分布，這樣有利于從根本上消除橋梁抗震設計中的薄弱環節。在進行概念設計只是要進行的必要的構造措施和計算，這樣的可以在一定程度上行提高橋梁的抗震性能的，提高橋梁抗震設計的安全性和可靠性。在進行抗震設計之時，由于地震作用的性能和結構性能的了解還有盲區，進行概念設計往往比計算設計更為重要。

2.3橋梁的減震設計：

非結構部件設計：是指在結構分析中不考慮承受重力荷載以及風、地震等側力荷載的部件。在地震作用下，這些部件參與工作，可能改變整個結構或某些構件的剛度、承載力和傳力路線，產生出乎預料的抗震效果，或者造成未曾估計到的局部震害，因此自身及其與橋梁主體的連接，應進行抗震設計。

提高建筑橋梁的減震效果對于橋梁的抗震設計具有重要的意義，在工程實際中常常采用的鉛芯橡膠支座來實現這一效果。鉛芯橡膠支座是采用剪切模量為G=0.8-1.2MPa的天然橡膠或氯丁橡膠和純度為99.90%以上的鉛制作而成。薄鋼板和橡膠薄板疊合形成板形支座。鉛芯橡膠支座工作的過程中，薄鋼板能夠約束橡膠薄板產生的橫向的變形，大大的提高了橡膠支座的豎直剛度，對上部荷載起著良好的支撐作用。在鉛芯橡膠支座工作的過程中，其薄鋼板不會對的橡膠板的水平變形產生影響，這樣可以保證的支座具有一定的水平柔性和恢復能力。鉛芯橡膠支座的構造比較簡單，可以獨立的作為橋梁的支座使用，常常的被使用在橋梁的減震設計中。

3、橋梁抗震設計的研究展望

地震運動是一種多維的復雜的地質運動，在進行抗震設計時應該對地震的聯合作用進行考慮這樣，面前對橋墩的擬靜力試驗和相關研究大多是單向的，全橋地震模擬振動臺臺陣試驗研究還未成熟，還需要研究人員對其進行進一步的完善。目前，國內外對橋梁抗震的熊研究還比較少，在進行研究之時我們應該的進行大量的抗震研究實驗，

在進行橋梁的看著設計之時，橋梁結構的抗震設防標準還沒有具體的結論。目前，許多橋梁研究人員提倡進行分級設防，對不同級別的結構都進行了定性的描述，但是定性的描述不能的應用于橋梁的設計中，這有將定性的描述進行量化才能真正實現多標準、多設防的目標。

結語：在橋梁抗震設計在時代的進程中取得了快速的發展，但是還有一些問題不能進行定性的描述。橋梁抗震研究人員應該給與重視，將定性的描述進行量化，真正實現多標準、多設防的目標。我相信通過從業人員的不斷努力，我國的橋梁抗震設計一定能夠買上一個新的臺階。

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作者簡介：

高晶（1983/06-），女（漢族），山東省日照市人，本科生，主要研究方向：市政工程