大跨度橋梁抗震設計研究

許偉龍

摘 要：在當前我國交通事業迅速發展的前提下，大跨度橋梁建設規模不斷擴大，對橋梁的安全性和穩定性提出了更高的要求和標準。但是在大跨度橋梁抗震設計過程中，由于其具有復雜性的特點，不僅需要進行嚴謹的計算，而且要結合實際情況，分析橋梁的力學特征，從而保證橋梁的質量。因此，本文針對大跨度橋梁的特點，就如何做好大跨度橋梁抗震設計進行論述，然后提出合理化建議。

關鍵詞：大跨度；橋梁；抗震設計

中圖分類號：U441 文獻標志碼：A

在進行大跨度橋梁設計過程中，需要針對實際情況，充分考慮當地水文地質條件，分析歷史地震資料，從而提升大跨度橋梁設計的安全系數，保證橋梁的安全性和穩定性，創造更多的經濟效益和社會效益。同時大跨度橋梁抗震設計過程比較復雜，就目前而言，國內外很多橋梁都屬于中等跨橋梁的設計規范內，根據我國的行業規范，在地震烈度7級別以上，需要做好抗震設計，從而滿足國家標準和要求。因此，本文針對實際情況針對大跨度橋梁設計展開論述。

1 橋梁抗震概念設計

根據大量的地震災害經驗，在進行結構抗震設計過程中，可以采用概念設計的理念，發揮其重要的指導作用。但是由于地震震動具有很強的復雜性和不確定性，并且計算模型與實際地震存在很大的差異。由此可知，在進行橋梁抗震設計過程中，設計人員不能完全依靠計算，還要認真分析橋梁的抗震性能，結合橋梁建設的性質和特點，建立完善的抗震結構體系，選擇科學合理的橋墩形式、過渡孔連接方式，保證橋梁的設計質量。

因此，設計人員要根據實際場地條件，選擇最佳的結構體系，估算動力特性和地震反應，重點分析抗震薄弱位置，提升抗震的安全性。另外，設計人員要針對綜合評定的結果，判定抗震結構的優點和缺點。

2 大跨度橋梁抗震設計

為了保證大跨度橋梁設計質量，需要結合實際情況，選擇最佳的場地，滿足實際建設施工的要求。根據對歷史地震調查發現，在不同地質條件下的建筑場地上，建筑物受到的破壞程度不同。在通常情況，地震對建筑結構破壞的方式主要包括地基失效和場地震動等，其中地基失效主要是在地震作用下，影響到場地的穩定性，為了降低破壞性，需要通過選擇合理的場地和做好地基處理，在場地和地基遭到破壞以后，就會產生滑坡和坍塌事故，導致嚴重的人員傷亡和財產損失。地震作用就是在強烈地面運動的前提下，導致產生破壞作用。因此，為了減少地震破壞作用，需要做好抗震設計和減震設計，明確地震參數，選擇最佳的地段和位置，最大限度地避開結構抗震不利的地段，保證結構的穩定性。

隨著能力保護設計思想的應用，得到了廣大設計者的歡迎。在這種理念下，設計人員需要根據實際情況，明確橋梁強度級配，保證在產生地震破壞的影響下，提高可控制性，需要選擇最佳的塑性鉸位置，然后重點分析延性能力，避免橋梁出現脆性破壞問題。

2.1 常規設計方法與能力設計方法

能力保護設計原則的基本思想在于，在實際設計過程中，使結構體系中的延性構件和能力保護構件形成強度等級差異，確保結構構件不發生脆性的破壞模式，見表1。

在能力設計方法抗震理念下，可以保證設計人員根據結構屈服的狀態進行科學合理的設置，提升結構的韌性，保證結構的穩定性，降低不確定因素的影響。

2.2 潛在塑性鉸位置的選擇

在進行墩柱塑性鉸區域沿順橋向和橫橋向的斜截面抗剪強度設計過程中，需要按照以下公式進行驗算：

在進行大跨度橋梁施工過程中，縱向鋼筋的含量太高，對工程施工會產生不利影響，另外，縱向鋼筋含量過高還會影響墩柱的延性，所以縱向鋼筋的含量應有上限。根據Caltrans規范，縱筋之間的最大間距不得超過20cm。

橫向箍筋有延性橋墩中起到以下幾方面的作用：約束塑性鉸區混凝土；提供抗剪能力；防止縱向鋼筋壓屈。因此，各國規范對延性橋墩中橫向箍筋的有關規定也是最多的。

2.4 B 類、C 類橋梁墩柱的變形驗算

在E2 地震作用下，一般情況應驗算潛在塑性鉸區域沿順橋向和橫橋向的塑性轉動能力，但對于規則橋梁，可驗算橋墩墩頂的位移；對于高寬比小于2.5 的矮墩，可不驗算橋墩的變形，但應驗算強度。應按下式驗算橋墩潛在塑性鉸區域沿順橋向和橫橋向的塑性轉動能力：θp≤θu。

θp—在E2 地震作用下，潛在塑性鉸區域的塑性轉角；

θu—塑性鉸區域的最大容許轉角。

綜上所述，在進行大跨度橋梁抗震設計過程中，由于設計過程比較復雜，需要根據場地的實際情況，分析地震反應和特點，然后引進科學合理的設計理念，采取有效抗震措施，安裝相應的抗震裝置，優化整體抗震體系設計的效果，滿足設計標準和要求，不斷延長橋梁的壽命，發揮大跨度橋梁在整個道路運輸過程中的重要作用。

參考文獻

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