山區高墩橋梁抗震設計要點及措施分析

紀昌均

【摘 要】我國山區的地形復雜，容易受地質地震災害的影響，在經濟快速發展的時代，在進行橋梁建設的時候，一定要考慮的當地的地形，因地制宜的進行橋梁設計，做好抗震設計，保證橋梁施工的安全，提高抗震的能力，從而促進經濟的健康發展。基于此，文章對山區高墩橋梁抗震設計要點及措施進行了分析。

【關鍵詞】山區； 高墩橋梁；抗震設計；措施

隨著我國經濟的快速發展，交通運輸行業得到了飛速發展。我國建設社會主義社會的主要目標就是實現全面小康社會。要想富，先修路，近年來，伴隨著西部大開發的實施，我國道路橋梁建設成為了經濟發展重點。由于山區公路建設的復雜性，對常見的高墩橋梁設計也提出了更高的要求，下面對設計要點進行分析。

1 山區高墩橋梁抗震的設計

1.1 橋梁的整體設計

橋梁的利益和質量都是由橋梁的整體設計所決定的。在地震災害后，山區高墩橋梁經常會形成不固定的移動，主要原因是橋梁的質量和剛度不平衡。因此，設計橋梁的整體時注意以下幾點。首先，在實施橋梁整體的概念設計時，需要平衡好橋梁的墩高與山谷兩側的坡度，控制好橋梁上下層次的銜接，并重點設計銜接部分。其次，需要準備多種高墩橋梁的整體設計方案，結合橋梁的抗震性能優異，從中篩選出抗震性能最好的方案。另外，如果地震振動的程度大，可將高墩的墩頂、底的設計為延續塑膠型，這樣不但可以減少作用在結構上的地震荷載，還可以消耗大量的地震動能量，進一步提高結構的抗震性能。

1.2 橋梁位置的選擇

在設計山區高墩橋梁抗震時，由于需要考慮交通流量和地形地貌等非抗震因素的影響，因此橋的長寬以及平豎曲線沒有辦法調整。所以在抗震設計時，橋梁位置的選擇是重點考慮內容，橋位應避開底層不整齊、液化土層和黏性土層等在對抗震不利的地段，避免發生崩塌滑坡，從而影響橋梁墩臺的安全穩定，應選擇附近地區地質構造相對場地穩定、彎道較多、平豎曲線半徑小、無活動性斷裂的地理位置，這樣可以將河流流向改變和滑坡崩塌等危險系數減到最小，以保證橋梁墩臺的安全。

1.3 橋墩的設計

在山區高墩橋梁設計中，橋墩選型設計非常重要，高墩橋墩型分為雙柱墩、T 形墩、空心薄臂墩型。每個高墩橋墩型都有自己的特色，選擇高墩橋墩型主要依據為：（1）當墩高小于三十米，橋梁選擇常規的雙柱墩，雙柱墩的自振周期為1.069 每秒，振型形狀為橫橋向振動和彎曲耦合振動，其優點是良好的橫向抗彎剛度。（2）當墩高小于四十米，選擇獨柱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，其優點是結構整體性好，各個方向的抗彎度和抗扭曲剛度較大。（3）當墩高小于八十米時，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，優點是橫截面剛度大和尺寸大。

2 加強高墩橋梁的抗震措施

2.1 加強橋墩的抗震性能

在設計山區高墩橋梁的時候，設計橋墩很重要，加強它的抗震性能更是重中之重。第一，然后加強橋墩的抗震性能時，最好采用等切面的橋墩，在樁基和蓋梁連接處，增強箍筋的配置功能，減小墩柱箍筋之間的距離，從而，在塑性鉸區域內提高橋墩的抗震性能和抗壓強度。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、下部結構，避免上、下結構產生過大的位置移動，防止在超負荷下會產生危害的振動，達到一定的防震效果。第三，提高高墩橋梁墩柱的延性設計。高墩的延性設計主要是，加大關鍵節點處的墩柱的組成結構和配筋率的設計。在抗震設計時，根據現場實際施工情況，應該盡量用橋墩的延續性來減小橋墩的地震反應，尤其是各墩臺蓋梁與墩柱和承臺與樁基間等容易存在結構形變的部位，需要確保橋墩延續性部件有形變塑造功能，消耗地震產生的能量反應。

2.2 提高橋梁的抗震能力

為了使山區高墩橋梁的抗震效果更加明顯，首先，臺帽邊緣和梁端要確保有一定合理距離，來保證橋梁的安全，然后，可以增加橋臺背面墻的承受力度，為了達到這個功能，可以在梁端和橋臺背面墻之間添加緩沖塊，防止地震沖擊力過大所帶來的影響。其次，可以加寬高墩橋梁的收縮縫隙的過渡墩和橋臺處的支座寬度，削減墩臺與上部結構之間距離，避免落梁，進一步提高橋梁地震災害的可修復性。其次，橋梁整體質量是山區高墩橋梁的基礎，為了加強橋梁的整體質量，在地基中，必須加強橋梁基礎的剛度，減少其承受力的程度，避免產生形變。最后，若是要在容易發生液化的地基中，搭建橋梁，必須穿過液化層在更深層地基中，選用承臺和系橋梁等一系列措施的進行結合，擴大基底的占地面積，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 引進新型的耗能材料

在設計山區高墩橋梁時，不僅要求設計的結構具有抗震效果，同時需要相關建筑部門引進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部分的受力情況。為了提高橋梁的高度抗震性和橋梁對地震產生能量的吸附，需要保護橋梁設計的整體構造，選購抗震能力的新型材料，將橋梁的位移和曲變保持規定的合格的范圍內。新型（抗震材料的選擇，主要要看其材料實現的功能，需要材料本身通過散耗地震能量，來減小橋梁整體結構所引發一系列的地震反應，將結構的變形控制在彈性范圍之內。根據數據調查，鋼材是一種很好的抗震材料，它的優點是密度大，抗震能力強，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。若是工程負責人員想要偷工減料，減少成本，不肯應用新型材料，山區高墩橋梁就會跟汶川大地震時一樣，形成大量的倒塌，造成死傷人員巨多，還有比如前幾年，也有橋梁剛建好沒多久，橋梁就自動垮塌了。

3 結語

橋梁的性能和質量的高低取決于高墩橋梁的抗震設計。因此，在山區高墩橋梁設計建設中，重點設計橋梁的抗震性能，把山區高墩橋梁的抗震設計作為基本理念，橋梁位置選擇正確，橋梁的整體性設計完好，橋墩設計合理科學，然后利用基本算法，實施橋梁抗震措施。所以，為了預防地震災害所帶來的嚴重的后果，建筑設計師必須從發展的角度，重視山區高墩橋梁的抗震性能設計，在實際工作中不斷實踐，結合先進的科學知識和技術，來提高山區高墩橋梁的抗震性能，從而保障社會經濟效益。

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