公路橋梁設(shè)計(jì)與抗震措施分析

1、<p>　　公路橋梁設(shè)計(jì)與抗震措施分析</p><p>　　[摘 要]在公路橋梁的基本設(shè)計(jì)中，抗震性占有極為重要的作用，對(duì)整個(gè)工程在完工后的正常運(yùn)行有著直接的影響。因此，在對(duì)公路橋梁進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)開(kāi)展的過(guò)程中，其所涉及的方面相對(duì)較廣，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)橋梁抗震計(jì)算進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注， 在一定程度上為工程質(zhì)量提供了保障。本文對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)與抗震措施進(jìn)行了探討。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞

2、]公路橋梁；設(shè)計(jì)；抗震；措施 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0131-01 </p><p>　　在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在現(xiàn)在我國(guó)的鐵路、公路大規(guī)模建設(shè)過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)的安全問(wèn)題已經(jīng)引起大家的關(guān)注。在橋梁設(shè)計(jì)中一定要采取合理的抗震措施，從而促進(jìn)橋梁適用性、耐久性、安全性的進(jìn)一步

3、完善與提升。 </p><p>　　一、公路橋梁的抗震設(shè)計(jì) </p><p>　　1、 抗震概念設(shè)計(jì) </p><p>　　優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)需要根據(jù)橋梁的功能和結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)的力學(xué)分析，設(shè)計(jì)出獨(dú)特的防震結(jié)構(gòu)體系?？拐饦蛄涸O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)動(dòng)力特征進(jìn)行簡(jiǎn)單分析和對(duì)震力進(jìn)行預(yù)測(cè)，找到橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄弱部位進(jìn)行加固；然后對(duì)上、下部結(jié)構(gòu)連接部位和過(guò)渡孔處連接部位及塑性鉸預(yù)期部位和橋墩

4、形式的選取、構(gòu)造設(shè)計(jì)等進(jìn)行分析同時(shí)做出相應(yīng)的補(bǔ)救措施，防治橋梁出現(xiàn)坍塌，來(lái)保證橋梁結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、抗震安全性和選擇結(jié)構(gòu)體系正確性。最后，應(yīng)根據(jù)分析結(jié)果對(duì)抗震性能的好壞進(jìn)行綜合性評(píng)定，根據(jù)分析結(jié)果再對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的修改和完善，力求達(dá)到最佳。 </p><p><b>　　2、延性抗震設(shè)計(jì) </b></p><p>　　橋梁的抗震設(shè)計(jì)，要對(duì)預(yù)期會(huì)出現(xiàn)的塑性鉸部位進(jìn)行配筋

5、設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)其進(jìn)行加固和防護(hù)；同時(shí)為保證抗震安全性，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，直到通過(guò)抗震能力檢測(cè)。考慮多數(shù)條件，多種墩高和場(chǎng)地及多種地震烈度的情況， 在進(jìn)行橋墩線(xiàn)彈性最大彎矩比和非線(xiàn)性位移延性比參數(shù)的變化規(guī)律分析是通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)和計(jì)算得到的，根據(jù)隨機(jī)地震反應(yīng)理論和動(dòng)力計(jì)算，總結(jié)出估算解決橋墩位移延性的方法，降低地震所造成的危害。 </p><p>　　3、橋梁減、隔震設(shè)計(jì) </p><p&g

6、t;　　進(jìn)行橋梁減震和隔震設(shè)計(jì)可以較好地提高橋梁抗震能力，并且具有簡(jiǎn)便、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。減隔震支座的設(shè)計(jì)裝置使得結(jié)構(gòu)消耗的能量較少同時(shí)增大結(jié)構(gòu)的振型周期，降低了地震時(shí)的震波頻率，良好的自我復(fù)位能力結(jié)合了結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選取適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)方案，建立相應(yīng)的建造參數(shù)，合理有效的使得結(jié)構(gòu)地震的反應(yīng)程度降低，使地震后橋梁上部結(jié)構(gòu)基本能夠恢復(fù)到原來(lái)的位置，最大程度的減少了橋梁建筑損失程度。 </p><p><b>　　4、

7、場(chǎng)地的選擇 </b></p><p>　　在場(chǎng)地選擇的過(guò)程中，應(yīng)該選擇有利于橋梁抗震的地勢(shì)基礎(chǔ)。其中有利于抗震的地段主要指一些土壤條件好和比較堅(jiān)實(shí)的地段。不利于橋梁抗震的地段主要是指在地震的過(guò)程中可能發(fā)生陷落的松軟地段以及土壤成因、巖石狀態(tài)和性質(zhì)都不明顯的地段。如果因?yàn)樘厥庠驘o(wú)法避開(kāi)這些路段，就要采取必要的措施來(lái)加強(qiáng)地段的抗震能力。對(duì)于在地震過(guò)程中會(huì)滑移或者是地面出現(xiàn)開(kāi)裂情況的地段，可以采用穩(wěn)定地基

8、的措施。只有建立良好的地基基礎(chǔ)，橋梁建設(shè)的質(zhì)量才有一定的保障。 </p><p>　　5、拉索式橋梁梁板連梁裝置設(shè)計(jì) </p><p>　　首先根據(jù)拉索容許抗拉力來(lái)確定公路橋梁拉索式設(shè)計(jì)的拉索數(shù)量，我們假定某受力面上的拉索平均分擔(dān)設(shè)計(jì)地震荷載沖擊力， 然后就可以通過(guò)公式來(lái)確定：每根拉鎖承受的設(shè)計(jì)荷載=橋梁梁板連梁裝置設(shè)計(jì)地震沖擊最大破壞力/拉鎖數(shù)量?Q拉索設(shè)計(jì)抗拉力。 </p>

9、<p>　　6、橋梁梁板連梁裝置設(shè)計(jì)的移動(dòng)量 </p><p>　　公路橋梁的橋梁梁板連梁裝置的設(shè)計(jì)最大縱向位移量要在以最大的結(jié)構(gòu)破壞力為限的基礎(chǔ)上小于梁的擱置長(zhǎng)度?？梢栽试S的縱向位移量移動(dòng)范圍可以根據(jù)以下公式計(jì)算：橡膠支座的允許剪切變形量?Q橋梁（使用橡膠支座）橋梁梁板連梁裝置的設(shè)計(jì)縱向移動(dòng)量，橫向位移主要由橋梁抗震檔塊控制。 </p><p>　　7、橋梁緩沖裝置的設(shè)計(jì)

10、</p><p>　　橋梁緩沖裝置中使用的緩沖橡膠材料一般選氯丁橡膠或工程橡膠材料，其硬度和允許壓應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足緩沖地震沖擊力的要求，然后通過(guò)公式可以得出橋梁橡膠緩沖裝置的壓應(yīng)力：橡膠緩沖應(yīng)力=橋梁梁板連梁裝置的設(shè)計(jì)地震最大破壞力/緩沖裝置橡膠的受壓面積。橋梁垂直豎向緩沖可結(jié)合橋梁橡膠支座綜合設(shè)計(jì)。 </p><p>　　二、提高公路橋梁抗震設(shè)計(jì)的策略 </p><p>

11、;　　1、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。這是橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的最基本問(wèn)題。過(guò)去的幾十年的時(shí)間里，研究者和工程師都提出分級(jí)抗震設(shè)防的原則：即小震不壞；中震發(fā)生有限的結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞；大震發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，但不產(chǎn)生嚴(yán)重的人員傷亡；而在可能襲擊工程場(chǎng)地最嚴(yán)重的地震作用下，結(jié)構(gòu)不倒塌。這些基本的結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)今天被大多數(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)程所采用。但傳統(tǒng)的作法是，只針對(duì)單一的地震作用水平進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。現(xiàn)在的問(wèn)題是針對(duì)每一個(gè)目標(biāo)都結(jié)出相應(yīng)的具體設(shè)

12、計(jì)程序。這樣一來(lái)，就需要對(duì)目前實(shí)際上還是單一水準(zhǔn)強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)原則進(jìn)行修訂，采用多水準(zhǔn)、多設(shè)防目標(biāo)和多階段的抗震設(shè)計(jì)原則。 </p><p>　　2、構(gòu)造細(xì)節(jié)。橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的許多問(wèn)題目前還不能完全通過(guò)定量化方法加以解決。因此根據(jù)震害經(jīng)驗(yàn)、概念設(shè)計(jì)和定性研究的結(jié)果提出構(gòu)造細(xì)節(jié)方面的要求，對(duì)保證橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全十分重要。美、歐等國(guó)家的橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和準(zhǔn)則都已十分重視這一點(diǎn)。我國(guó)現(xiàn)行的《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

13、》在這方面明顯不足，新編的《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》將特別注意這方面的問(wèn)題。 </p><p>　　3、延性和位移設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計(jì)采用強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，即使考慮到延性和位移，也是通過(guò)強(qiáng)度指標(biāo)間接地實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到了位移在橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的重要性，很多研究者和工程師建議在抗震設(shè)計(jì)中直接使用位移為設(shè)計(jì)參數(shù)，這樣就將形成多參數(shù)抗震設(shè)計(jì)方法：在這方面，各種非彈性反應(yīng)譜的研究和應(yīng)用工作一直在進(jìn)行。一些建筑結(jié)構(gòu)

14、抗震設(shè)計(jì)指南和準(zhǔn)則已經(jīng)引入了位移設(shè)計(jì)的概念和方法。 </p><p>　　4、 對(duì)常規(guī)的簡(jiǎn)支橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)橋面的連續(xù)構(gòu)造，以及需提供足夠的加固寬度以防止主梁發(fā)生位移落梁，另外還應(yīng)適當(dāng)?shù)募訉挾张_(tái)頂蓋梁及支座的寬度，并增設(shè)防止位移的隔擋裝置。對(duì)采用橡膠支座而無(wú)固定支座的橋跨，應(yīng)加設(shè)防移角鋼或設(shè)擋軌，作為支座的抗震設(shè)計(jì)。 </p><p>　　5、在地震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)以采用跨度相等、每聯(lián)連續(xù)跨內(nèi)下

15、部墩身剛度相等為宜?？缍炔痪丈韯偠炔坏葮O易發(fā)生震害。對(duì)各墩高度相差較大的情況可采用調(diào)整墩頂支座尺寸和樁頂設(shè)允許墩身位移的套筒來(lái)調(diào)整各墩的剛度，以便使剛度盡量保持一致。地震區(qū)橋跨不宜太長(zhǎng)，大跨度意味著墩柱承受的軸向力過(guò)大，從而降低墩柱的延性力。 </p><p>　　6、對(duì)高烈度區(qū)的橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)在縱向設(shè)置一定的消能裝置，如采用減、隔震支座，以及在梁體和墩臺(tái)的連接處增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼以便共同受力和減小水平橋梁荷載

16、。 </p><p>　　7、由于拱橋?qū)χё轿灰剖置舾校鴥蛇厴蚺_(tái)的非同步激振會(huì)引起較大的偽靜力反應(yīng)，有時(shí)甚至?xí)笥趹T性力所引起的動(dòng)力反應(yīng)，因此要求震區(qū)的拱橋墩臺(tái)基礎(chǔ)務(wù)必設(shè)置于整體巖盤(pán)或同一類(lèi)型的場(chǎng)址以保證震時(shí)各支座的同步激振。 </p><p>　　8、 墩柱設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能的使用螺旋形箍筋，以便為墩柱提供足夠的約束。另外墩身及基礎(chǔ)的縱向鋼盤(pán)伸入蓋梁和承臺(tái)應(yīng)有一定的錨固長(zhǎng)度以增強(qiáng)連接

17、點(diǎn)的延性，并且，橋墩基腳處應(yīng)有足夠的抵抗墩柱彎矩與剪切力的能力，不允許有塑性鉸接。 </p><p>　　9、采用上部結(jié)構(gòu)和橋墩完全連接的剛構(gòu)體系，并且樁尖穿過(guò)可液化層達(dá)到堅(jiān)硬土層上，由于結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)增大和堅(jiān)實(shí)的樁尖承載能力的保證，減少了由于土壤變形而失效的可能性。 </p><p>　　總而言之，地震作為自然災(zāi)害，目前還無(wú)法準(zhǔn)確的進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，但我們可以提前采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以減少

18、地震所帶來(lái)的損失發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 王偉.現(xiàn)代橋梁抗震設(shè)計(jì)需關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題[J].科技信息.2011（17） </p><p>　　[2] 劉志強(qiáng).淺析橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性[J].城市建筑.2014（02） </p><p>　　[3] 蘇波，陳占力.淺析