高墩橋梁抗震設計

賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300)

1 高墩橋梁抗震設計要點分析

1.1 高墩橋梁抗震概念設計工作要點

橋梁抗震概念設計，從理論意義上而言屬于一種基本的工程概念，在具體的設計工作中必須要保證概念設計內容和工程的本質要求，以及客觀發展規律之間相適應，可以進一步提高工程整體設計的合理性與科學性。現階段，相關設計工作人員針對橋梁的抗震設計內容和相關技能的掌握程度上還需要進一步提升，對地震災害產生之后對橋梁結構的具體影響和表現形式了解程度相對較少，因此在整個橋梁抗震設計工作中，無法制定出統一的設計規范要求。

1.2 橋梁位置的選擇

橋梁位置選擇是高墩橋梁設計工作中非常重要的構成部分，對整個橋梁結構的穩定性影響非常明顯。在橋梁設計位置的選擇過程中，需要選擇對橋梁抗震性能更加有利的地段，保證橋梁具體的設計位置不存在明顯的活動斷裂性地帶，并且整體的地質條件構成比較穩定，同時要避免橋梁和一些軟土地基條件之間距離過近，盡可能避免不良地基結構對橋梁基礎穩定性產生不良影響。

1.3 高墩橋梁結構選型

在我國一些山區地形條件下，對高墩橋梁的使用程度相對較高，橋梁結構形式的選擇必須要充分考慮到高墩橋梁的結構設計形式是否滿足抗震功能要求。對于高墩橋梁上部結構而言，需要盡可能選擇連續粱、連續鋼結構等方法，提高橋梁的上部結構穩定性，同時需要盡可能避免出現一些跨度較大的高墩橋梁結構，盡可能使用一些中小跨度橋梁來進行替代。除此之外，在針對橋梁的上部結構設計工作中，可以通過設置出多個制動墩，將地震災害產生過程中所產生的作用力進行分散處理，以此來進一步提高橋梁結構的整體抗震效果。制動墩的基礎部分需要進行相應的剛性強化處理，同時橋梁結構的下部設計必須要充分考慮到整體結構的承載力、穩定性以及使用耐久度等多方面因素，要保證高墩橋梁在大地震災害下不會直接垮塌，中型地震可以進行修復，小型地震不會產生明顯的損壞。

1.4 橋墩選型

在一些山區內部橋梁結構，基本上是以曲線橋梁結構為主，經常會存在橋梁外形的不規則性，整個橋梁的受力形式相對比較復雜，橋梁墩體高度存在偏差，同時高墩橋梁的橋墩之間存在的高度差，會直接影響到整個橋梁到抗震性能。如果高墩和矮墩之間形成耦合作用，在產生地震災害時矮墩的受力會更加明顯，因此受到的破壞性更強，如果高墩和矮墩不耦合，則會造成橋梁基礎墩頂部產生位移現象，會造成橋梁到支座產生破碎和脫落，進而對整個橋梁主梁結構造成更加嚴重的破壞，對此在高墩橋梁的選型工作中，必須要充分做好橋梁基礎墩的選型工作。通常情況下，高墩橋梁的選型包含了雙柱型、T型、空心薄壁型以及門架型等，不同的橋墩特點也有所差異，同時在整體的受力適應情況上也各有不同，需要根據具體的地形條件狀況來進行針對性選擇。

2 高墩橋梁抗震設計計算方法

2.1 擬靜力法

擬靜力法主要是通過橋梁的動態分布系數、橋梁的結構受力作用情況以及考慮到地震災害產生過程中所產生的加速度和重力加速度之間的比值，計算出橋梁工程結構的整體抗震效果，有效確定地震災害產生的破壞性影響，并且將地震災害所產生的重力作為一種靜力荷載，直接作用在橋梁的基礎結構上，對整個橋梁的受力狀態展開受力分析。通過靜力分析法主要是通過一種近似于非線性抗震設計分析方法，經常被使用于橋梁的結構變形量計算和分析工作當中。通過該方法對橋梁的動態結構，以及產生地震災害條件下力學模型的受力局限性分析工作精油效果非常明顯。

2.2 反應譜法

在高墩橋梁的抗震設計工作中，通過反應譜來進行計算和分析， 可以得到橋梁結構內部不同位置的受力情況，可以將該方法分為震型分解、反應譜法和底部剪力反應譜法。通過反應譜法的有效應用，可以將高墩橋梁結構的抗震性能進行更加直觀的表達，將橋梁結構受到地震作用的條件下，所形成的地面加速度造成高墩橋梁結構自身的變形情況，將形成的動力效應轉化成橋梁結構內部的靜力效應問題來進行計算和處理。通過反應譜法的有效使用，在設計和計算過程中，需要充分考慮到不同陣型所產生的不同反應，需要對地震災害作用下高墩橋梁支座結構產生的不均勻性變形問題進行進一步控制，整個結構受力分析和計算流程相對比較復雜，在一些受力比較復雜的高墩橋梁當中，不推薦使用該方法來進行抗震設計和計算工作。

2.3 時程分析法

通過時程分析法，主要指的是在地震災害產生之后，地表面加速度的地震波直接輸入到高墩橋梁結構動力方程當中來進行求解和計算，從中可以有效得到高墩橋梁結構在震動過程中所產生的位移量大小，以此來有效得出橋梁基礎結構的加固處理方案。當橋梁的基礎結構受到比較強烈的地震災害作用下，高墩橋梁會形成一種非線性的受力狀態，即這一結構受力條件下，通過使用時程分析法來進行計算，需要考慮到地震災害產生過程中的輸入特征結構，彈塑性特征等，通過時程分析法相比于擬靜力法反應譜法，在整個計算過程上更加具有優勢，因此在高墩橋梁的抗震設計工作中應用非常普遍。

3 結 語

綜上所述，由于我國某些地區經常會產生地震災害問題，因此必須要充分考慮到高墩橋梁的抗震性能設計工作，進一步加強橋梁工程的整體結構布置，有效確定高墩橋梁設計工作中的細節問題，有效提高高墩橋梁的結構穩定性。