橋梁結構抗震設計要點及抗震措施

胡孔亮

合肥市市政設計研究總院有限公司 安徽合肥 230001

橋梁為我國的交通提供了無數便利，極大地改善了人們的出行，但安全問題也越來越受到重視。我國是一個頻繁發生地震活動的國家，而地震會對橋梁安全造成嚴重的威脅，如海城地震、唐山地震、汶川地震等都給人類留下極大的損失，對廣大人民群眾的生命安全造成嚴重威脅，且給整個國家造成不可磨滅的經濟損失。基于此，人們需要高度重視橋梁結構抗震性能的研究。在傳統抗震思想中，為促進結構強度、剛度的顯著提高，通常通過截面尺寸的增大、配筋的增強來實現，利用這種“以鋼代鋼”的方法，使得結構上部傳遞的地震效應顯著增強，破壞結構的薄弱部位，由此會對整個橋梁安全造成嚴重影響。橋梁減隔震技術是重要的抗震技術措施之一，其能夠解決傳統抗震思想弊端，還能夠促進橋梁結構抗震性能的進一步提高，從而很大程度上減小地震對橋梁的破壞。因此，它在橋梁結構設計中的應用具有重要意義。

1 橋梁震害的原因分析

根據橋梁由地震摧毀所發生的破壞原因的不同可分為下列幾種情況：①在遇到突發強力地震時，因地形地貌的劇烈畸變而造成橋梁道路兩岸的地層出現滑移，致使橋梁結構受到一定程度的損壞。②對橋梁地基造成的損壞，在地震超強沖擊力的影響下，將會使橋梁河床的砂土液化，導致橋梁地基表面出現平整度不一的情況，也會造成橋梁墩臺等原有的基礎結構出現下沉或不均勻下沉而受到損壞。③由于橋梁抗力受到一定限制，地震力作用效應導致橋梁結構發生的內力或變形超過結構構造及材料強度的承受極限，從而發生破壞[1]。

2 橋梁結構抗震設計要點及抗震措施

2.1 橋梁結構抗震設計的要點

不同地區發生地震的概率各不相同，對于一些地震高發地區，還有地震發生強度較高的地區的橋梁建設，工程設計人員要結合抗震設計規范，根據地震發生的可能情況，切實考慮橋梁結構的抗震設計。這樣有針對性的橋梁結構抗震設計會更加有效果。一般情況下，橋梁結構抗震的主要設計原則大致有：①在滿足橋梁結構需要的前提下，盡可能地將橋梁的結構重心下移，這樣可以有效減小地震對橋梁造成的破壞，提高橋梁的抗震效果；②橋梁的高度要在一定范圍內，橋梁如果過高會更加容易在地震中造成振動，影響到橋梁下半部分結構的剛度，從而影響到橋梁的抗震效果；③一定要加固橋梁的地基，以免在地震中發生場地的大幅度位移，導致橋梁的破壞；④橋梁的長度要盡可能保持適中，在整體結構上也要盡可能對稱，研究分析表明，對稱的橋梁抗震能力普遍高于不等跨橋梁[2]。

2.2 強化橋梁結構體系的抗震設計措施

橋梁結構整體屬于比較復雜的構件體，由于地震災害不可避免地對橋梁的各個構件造成損害，尤其是橋梁的重要部位若出現損害，將會使橋梁的安全性能以及可靠性受到很大的影響。為提升橋梁各個構件的安全性，須優化設計，重視橋梁各個構件之間的連接設計，從其穩定性與抗震害強度方面著手加以提升，以使得橋梁各個構件達到空間結構的合理性，促進橋梁各構件的連接整體性，這也突出了抗震設計效果的合理性。需注意橋梁各個構件的受力情況以及抗震害的承受能力，因此，在實際的設計工作中，應以減低抗震害風險、保證橋梁構件的抗震能力為設計目標，加強橋梁結構的整體穩定性能。采用科學有效的措施，提高橋梁在遭遇地震災害時的抵御能力，加強結構的剛度設計，可預防地震災害時出現超限變形的現象；重視橋梁結構的延性設計，可有效減輕橋梁在地震災害中承受地震超強的沖擊力所帶來的損壞。同時還須注意采取有效的加強措施使結構的剛度、強度和延性得以提升，不僅能對橋梁起到保護的作用，而且對預防破壞以及結構抗震性能的提升有較大幫助。

2.3 性能設計

基于性能的設計方法，不但可以改善現行抗震設計方法中存在的問題，而且還可以根據投資-效益理論使安全、經濟和社會資源等多方因素達到一個科學的平衡。目前，我國基于性能的抗震設計還處于發展階段，應重視這一理念，強化基于性能的設計方法在未來橋梁建設和防災減災中的重要作用。

2.4 墩臺結構的抗震加固措施

實際橋梁設計中，橋墩往往都比較高，因而面臨很大的危險性。提高結構延性在橋墩抗震設計中是一種比較常見的加固措施，在進行高墩抗震設計時，可以將橋墩設計成鋼混結構并采用空心截面，或者將系梁設置在橫向墩柱之間，這些措施能夠增加結構之間連接性，還可以結合受力情況適當地增大橋墩柱截面的直徑。另外，為促進結構延性、抗剪性能的進一步提高，可以將加密箍筋增設到樁柱的連接位置和墩柱的端部位置，這對提高抗震能力也很有效。而橋臺不僅可以采用與橋墩相同的措施，而且為了緩沖地震作用造成的結構變形，還可以將彈性墊塊設置于梁與擋塊連接處及梁與橋臺連接處。為提高墩臺結構的抗剪能力，可以通過增設樁柱的方式來實現，這對于有效規避地震災害風險和促進結構安全性能提高都很有效[3]。

3 結語

橋梁的抗震害設計，應遵循因地制宜的設計原則、保證橋梁結構安全性能高、穩定性及抗沖擊力強，制定科學、合理、可行的設計標準，使抗震設計各個階段的工作都有序開展。抗震加固技術是橋梁設計工作中的重要環節，加固橋梁使其抗震性能提高，以保障地震災害突發時橋梁結構整體包括橋墩橋臺等構件的穩定性和抗震安全性。