淺談公路橋梁的抗震設計

1、<p>　　淺談公路橋梁的抗震設計</p><p>　　河北廣通路橋工程有限公司 </p><p>　　摘要：我國處于世界兩大地震帶———環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間，是一個強震多發(fā)國家，汶川、玉樹地震表明強烈地震將引發(fā)長期的社會政治、經(jīng)濟問題，并帶來難以慰籍的感情創(chuàng)傷。在抗震救災中，公路交通運輸網(wǎng)更是搶救人民生命財產(chǎn)和盡快恢復生產(chǎn)、重建家園、減輕次生災害的重要環(huán)節(jié)，所以公路橋

2、梁是生命系統(tǒng)工程中的重要組成部分，公路橋梁抵抗震害的能力是橋梁設計中重點關注的問題之一。作者針對公路橋梁抗震設計做了一些理論和實踐的探討，內(nèi)容主要包括橋梁結(jié)構(gòu)震害及其原因分析和橋梁減震設計要點，并對公路橋梁抗震設防措施進行了介紹。 </p><p>　　關鍵詞：公路橋梁 抗震設計 </p><p>　　1、橋梁結(jié)構(gòu)震害及其原因分析 </p><p>　　要想建立正確

3、的抗震設計方法、采取有效抗震措施，對公路橋梁震害及其產(chǎn)生的原因的調(diào)查和分析是必不可少的。從世界各國的地震震例統(tǒng)計資料看，公路橋梁的震害現(xiàn)象主要有以下幾種：一、對梁式橋梁地震位移造成上部活動節(jié)點處因蓋梁寬度設置不足導致落梁或梁體相互磁撞引起的破壞，而對拱式結(jié)構(gòu)則主要表現(xiàn)在拱上建筑和腹拱的破壞，拱圈在拱頂、拱腳產(chǎn)生的破損裂縫，甚至整個隆起變形。二、由于地震造成的地基土液化，加大了地面位移從而加劇了結(jié)構(gòu)反應，大大增大了落梁的可能性。三、對支座

4、的抗震要求考慮不足造成支座發(fā)生過大的位移和變形從而造成支座本身構(gòu)造上的破壞等，進而對結(jié)構(gòu)的其他部位產(chǎn)生不利的影響。四、橋梁下部結(jié)構(gòu)抗力不足導致的地震時下部開裂、變形和失效，進而對全橋的不利影響。五、地震時使得在松軟地基上的橋梁在發(fā)生河岸滑移導致全橋長度的縮短而造成的比較嚴重的震害 </p><p>　　2、橋梁減震設計要點 </p><p>　　對于地震區(qū)的橋型選擇，宜按下列幾個原則進行：

5、盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力，提高穩(wěn)定性，力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力，應協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度，以減少各部分不同性質(zhì)的振動所造成的危害作用，適當降低結(jié)構(gòu)剛度，使用延性材料提高其變形能力，從而減少地震作用，加強地基的調(diào)整和處理，以減小地基變形和防止地基失效。 </p><p>　　2.1結(jié)構(gòu)的剛度對稱有利于抗震，不等跨的橋梁容易發(fā)生震害

6、。特別是一座橋內(nèi)墩身高度相差過大，在較矮的橋墩上會產(chǎn)生很大的地震水平力，跨徑不同。在大跨徑的橋孔的橋墩上也產(chǎn)生大的地震力。設計上盡量避免在高烈度區(qū)采用這種橋型，如無法避免。宜在不利墩上設置消能措施降低墩頂集成剛度，例如設抗震支座等。 </p><p>　　2.2對橋梁抗震性加以分析研究，某類結(jié)構(gòu)不能在地震區(qū)應提出更能內(nèi)修建，在分析研究原有結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎上，適應地震作用的結(jié)構(gòu)型。其次，對結(jié)構(gòu)抗震設計不是被動地作

7、為地震作用時結(jié)構(gòu)強度、變位的驗算，而是要從設計角度，提高結(jié)構(gòu)的防震能力，要系統(tǒng)考慮結(jié)構(gòu)的行為能力設計。 </p><p>　　2.3 結(jié)合我國國情，研究結(jié)構(gòu)控制的有效型式，加強抗震措施，必須采用“以柔克剛”的設想來考慮地震區(qū)結(jié)構(gòu)抗震設防的“以剛克剛”的舊傳統(tǒng)設防觀點，對地裂、地出發(fā)點，改變單純的邊坡倒塌、沙土液化時橋梁結(jié)構(gòu)如何抗震設防也應該做出深入的研究。 </p><p>　　2.4針對

8、目前大量高架橋倒塌毀壞的教訓，必須開展對抗震支座、各種型式橋墩的延性研究，要利用約束混凝土的概念預應力混凝土，而且可以提高它的延性。不但對鋼筋混凝土、混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)的延性都需展開研究。 </p><p>　　3、公路橋梁抗震設防措施 </p><p>　　合理的結(jié)構(gòu)形式和成功的抗震設計，即合理的概念設計可以大大地減輕甚至避免震害的發(fā)生。一個是概念設計、一個是構(gòu)造細節(jié)設計。需要注意的是

9、，這兩個東西其實和具體的抗震計算關系不大，計算只是輔助手段，只是驗證概念和細節(jié)的合理性。所以設計師需要的是對橋梁抗震設計基本概念和原理的深刻理解。從結(jié)構(gòu)上來說，要清楚哪些結(jié)構(gòu)有利于抗震，哪些結(jié)構(gòu)抗震不利，其中包括橋型、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、墩臺、基礎的處理等等。構(gòu)造細節(jié)措施則包括一些基本的抗震措施，比如支座的選擇、擋塊的設置等等，還包括構(gòu)件細節(jié)的構(gòu)造措施、比如墩的箍筋配置、節(jié)點配筋構(gòu)造。國內(nèi)外橋梁抗震研究人員一直都在研究橋梁的合理構(gòu)造措施

10、，合理的構(gòu)造措施可以提高整體的延性及滯回耗能能力。在確定路線的總走向和主要控制點時，應盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險性較大的地段；在路線設計中，要合理利用地形，正確掌握標準，盡量采用淺挖低填的設計方案以減少對自然平衡條件的破壞。對于地震區(qū)的橋型選擇，宜按下列幾個原則進行：盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力，提高穩(wěn)定性；力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力；應</