山區(qū)高墩橋梁抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)及措施分析

紀(jì)昌均

【摘 要】我國(guó)山區(qū)的地形復(fù)雜，容易受地質(zhì)地震災(zāi)害的影響，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代，在進(jìn)行橋梁建設(shè)的時(shí)候，一定要考慮的當(dāng)?shù)氐牡匦危虻刂埔说倪M(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)，做好抗震設(shè)計(jì)，保證橋梁施工的安全，提高抗震的能力，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。基于此，文章對(duì)山區(qū)高墩橋梁抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)及措施進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)； 高墩橋梁；抗震設(shè)計(jì)；措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速發(fā)展。我國(guó)建設(shè)社會(huì)主義社會(huì)的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)全面小康社會(huì)。要想富，先修路，近年來(lái)，伴隨著西部大開(kāi)發(fā)的實(shí)施，我國(guó)道路橋梁建設(shè)成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)。由于山區(qū)公路建設(shè)的復(fù)雜性，對(duì)常見(jiàn)的高墩橋梁設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，下面對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 山區(qū)高墩橋梁抗震的設(shè)計(jì)

1.1 橋梁的整體設(shè)計(jì)

橋梁的利益和質(zhì)量都是由橋梁的整體設(shè)計(jì)所決定的。在地震災(zāi)害后，山區(qū)高墩橋梁經(jīng)常會(huì)形成不固定的移動(dòng)，主要原因是橋梁的質(zhì)量和剛度不平衡。因此，設(shè)計(jì)橋梁的整體時(shí)注意以下幾點(diǎn)。首先，在實(shí)施橋梁整體的概念設(shè)計(jì)時(shí)，需要平衡好橋梁的墩高與山谷兩側(cè)的坡度，控制好橋梁上下層次的銜接，并重點(diǎn)設(shè)計(jì)銜接部分。其次，需要準(zhǔn)備多種高墩橋梁的整體設(shè)計(jì)方案，結(jié)合橋梁的抗震性能優(yōu)異，從中篩選出抗震性能最好的方案。另外，如果地震振動(dòng)的程度大，可將高墩的墩頂、底的設(shè)計(jì)為延續(xù)塑膠型，這樣不但可以減少作用在結(jié)構(gòu)上的地震荷載，還可以消耗大量的地震動(dòng)能量，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

1.2 橋梁位置的選擇

在設(shè)計(jì)山區(qū)高墩橋梁抗震時(shí)，由于需要考慮交通流量和地形地貌等非抗震因素的影響，因此橋的長(zhǎng)寬以及平豎曲線沒(méi)有辦法調(diào)整。所以在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁位置的選擇是重點(diǎn)考慮內(nèi)容，橋位應(yīng)避開(kāi)底層不整齊、液化土層和黏性土層等在對(duì)抗震不利的地段，避免發(fā)生崩塌滑坡，從而影響橋梁墩臺(tái)的安全穩(wěn)定，應(yīng)選擇附近地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定、彎道較多、平豎曲線半徑小、無(wú)活動(dòng)性斷裂的地理位置，這樣可以將河流流向改變和滑坡崩塌等危險(xiǎn)系數(shù)減到最小，以保證橋梁墩臺(tái)的安全。

1.3 橋墩的設(shè)計(jì)

在山區(qū)高墩橋梁設(shè)計(jì)中，橋墩選型設(shè)計(jì)非常重要，高墩橋墩型分為雙柱墩、T 形墩、空心薄臂墩型。每個(gè)高墩橋墩型都有自己的特色，選擇高墩橋墩型主要依據(jù)為：（1）當(dāng)墩高小于三十米，橋梁選擇常規(guī)的雙柱墩，雙柱墩的自振周期為1.069 每秒，振型形狀為橫橋向振動(dòng)和彎曲耦合振動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是良好的橫向抗彎剛度。（2）當(dāng)墩高小于四十米，選擇獨(dú)柱T 型墩， T 型墩的自振周期為1.096 每秒，振型形狀為橫橋向振動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)整體性好，各個(gè)方向的抗彎度和抗扭曲剛度較大。（3）當(dāng)墩高小于八十米時(shí)，選擇空心薄壁墩， 空心薄壁墩的自振周期為0.727 每秒，振型形狀為橫橋向振動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是橫截面剛度大和尺寸大。

2 加強(qiáng)高墩橋梁的抗震措施

2.1 加強(qiáng)橋墩的抗震性能

在設(shè)計(jì)山區(qū)高墩橋梁的時(shí)候，設(shè)計(jì)橋墩很重要，加強(qiáng)它的抗震性能更是重中之重。第一，然后加強(qiáng)橋墩的抗震性能時(shí)，最好采用等切面的橋墩，在樁基和蓋梁連接處，增強(qiáng)箍筋的配置功能，減小墩柱箍筋之間的距離，從而，在塑性鉸區(qū)域內(nèi)提高橋墩的抗震性能和抗壓強(qiáng)度。第二，在高墩橋梁的橋墩端部，增加減速隔離地震的阻尼裝置，阻尼裝置通常情況下是保證橋墩具有一定的組合剛度，連接上、下部結(jié)構(gòu)，避免上、下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的位置移動(dòng)，防止在超負(fù)荷下會(huì)產(chǎn)生危害的振動(dòng)，達(dá)到一定的防震效果。第三，提高高墩橋梁墩柱的延性設(shè)計(jì)。高墩的延性設(shè)計(jì)主要是，加大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的墩柱的組成結(jié)構(gòu)和配筋率的設(shè)計(jì)。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，應(yīng)該盡量用橋墩的延續(xù)性來(lái)減小橋墩的地震反應(yīng)，尤其是各墩臺(tái)蓋梁與墩柱和承臺(tái)與樁基間等容易存在結(jié)構(gòu)形變的部位，需要確保橋墩延續(xù)性部件有形變塑造功能，消耗地震產(chǎn)生的能量反應(yīng)。

2.2 提高橋梁的抗震能力

為了使山區(qū)高墩橋梁的抗震效果更加明顯，首先，臺(tái)帽邊緣和梁端要確保有一定合理距離，來(lái)保證橋梁的安全，然后，可以增加橋臺(tái)背面墻的承受力度，為了達(dá)到這個(gè)功能，可以在梁端和橋臺(tái)背面墻之間添加緩沖塊，防止地震沖擊力過(guò)大所帶來(lái)的影響。其次，可以加寬高墩橋梁的收縮縫隙的過(guò)渡墩和橋臺(tái)處的支座寬度，削減墩臺(tái)與上部結(jié)構(gòu)之間距離，避免落梁，進(jìn)一步提高橋梁地震災(zāi)害的可修復(fù)性。其次，橋梁整體質(zhì)量是山區(qū)高墩橋梁的基礎(chǔ)，為了加強(qiáng)橋梁的整體質(zhì)量，在地基中，必須加強(qiáng)橋梁基礎(chǔ)的剛度，減少其承受力的程度，避免產(chǎn)生形變。最后，若是要在容易發(fā)生液化的地基中，搭建橋梁，必須穿過(guò)液化層在更深層地基中，選用承臺(tái)和系橋梁等一系列措施的進(jìn)行結(jié)合，擴(kuò)大基底的占地面積，集中基地的重心，然后，在樁基中，可以添加一些箍筋增加基底的受力作用，這樣才能從整體上提高橋梁的抗震能力。

2.3 引進(jìn)新型的耗能材料

在設(shè)計(jì)山區(qū)高墩橋梁時(shí)，不僅要求設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有抗震效果，同時(shí)需要相關(guān)建筑部門(mén)引進(jìn)具有能夠成功抵抗地震能力的新型耗能材料，這樣就可以平均橋梁的各個(gè)部分的受力情況。為了提高橋梁的高度抗震性和橋梁對(duì)地震產(chǎn)生能量的吸附，需要保護(hù)橋梁設(shè)計(jì)的整體構(gòu)造，選購(gòu)抗震能力的新型材料，將橋梁的位移和曲變保持規(guī)定的合格的范圍內(nèi)。新型（抗震材料的選擇，主要要看其材料實(shí)現(xiàn)的功能，需要材料本身通過(guò)散耗地震能量，來(lái)減小橋梁整體結(jié)構(gòu)所引發(fā)一系列的地震反應(yīng)，將結(jié)構(gòu)的變形控制在彈性范圍之內(nèi)。根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查，鋼材是一種很好的抗震材料，它的優(yōu)點(diǎn)是密度大，抗震能力強(qiáng)，承受壓力大，但是不易被塑造，如果將其與混凝土混合形成新型材料，不但減少了鋼材和混凝土本身存在對(duì)抗震效果不利的因素，還增加了新型組合材料的抗震性和可塑造性。若是工程負(fù)責(zé)人員想要偷工減料，減少成本，不肯應(yīng)用新型材料，山區(qū)高墩橋梁就會(huì)跟汶川大地震時(shí)一樣，形成大量的倒塌，造成死傷人員巨多，還有比如前幾年，也有橋梁剛建好沒(méi)多久，橋梁就自動(dòng)垮塌了。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁的性能和質(zhì)量的高低取決于高墩橋梁的抗震設(shè)計(jì)。因此，在山區(qū)高墩橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)中，重點(diǎn)設(shè)計(jì)橋梁的抗震性能，把山區(qū)高墩橋梁的抗震設(shè)計(jì)作為基本理念，橋梁位置選擇正確，橋梁的整體性設(shè)計(jì)完好，橋墩設(shè)計(jì)合理科學(xué)，然后利用基本算法，實(shí)施橋梁抗震措施。所以，為了預(yù)防地震災(zāi)害所帶來(lái)的嚴(yán)重的后果，建筑設(shè)計(jì)師必須從發(fā)展的角度，重視山區(qū)高墩橋梁的抗震性能設(shè)計(jì)，在實(shí)際工作中不斷實(shí)踐，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)，來(lái)提高山區(qū)高墩橋梁的抗震性能，從而保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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