雷笑鸽
陕西中霖集团工程设计研究有限公司 陕西 西安 710000
摘要：中国的山区地形很复杂，易受地质地震灾害的影响。在经济飞速发展的时代，建造桥梁时有必要考虑该地区的地震等级，并根据该地区的地形、地质等情况进行设计，以确保桥梁的抗震能力及桥梁结构的安全性，从而促进健康的经济发展。在此基础上，本文分析了山区高墩桥抗震设计的要点和对策。
关键词：山区高墩桥梁；抗震设计要点；要点研究。
随着社会经济的飞速发展，我国的公路建设也在迅速发展，特别是在西部地区的公路建设。由于西部山区多，地势特殊，在施工过程中，许多桥梁不得不穿越深深沟和河谷，墩台也越来越高，通常几十米，甚至几百米。同时，西部一些地区仍然是地震烈度较高的地区，高墩桥梁在地震破坏后难以修复。因此，高墩桥梁的抗震设计非常重要。
一、山区高墩桥梁抗震设计
（一）桥梁的位置
高墩桥梁设计通常需要考虑非地震因素的影响，这些因素会限制桥梁的宽度、桥梁的长度和垂直曲线，例如地形和交通流量，这样的因素通常是设计时无法调整的，这是影响桥梁结构抗震的主要因素之一。可以根据实际项目灵活选择路线线形，山区的高墩桥梁一般位于水平和垂直曲线半径较小的地方，大多数桥架是桥墩高度不同的弯曲桥，结构相对复杂且非常不规则。
（二）桥梁整体结构
桥梁的整体结构直接影响桥梁的质量和效率。山区的高墩桥梁在受到地震影响后通常会出现较大的位移，造成此问题的主要原因是桥梁刚度和质量之间的不平衡。在山区的桥梁建设中，由于山谷两侧的山坡较大，桥墩的高度变化很大，并且两个相邻桥墩的刚度很容易发生差异。发生地震时，桥墩之间的水平地震力无法均匀分布。高刚度的墩具有较大的承载能力，并且扭转刚度中心的偏移会导致桥的垂直结构水平旋转，从而增加了损坏桥的可能性。相等的墩高，相等的跨度，相等的桥板宽度以及简单支撑的联系梁等结构形式可以使桥梁刚度和质量之间的平衡达到最大。在桥梁结构的设计中，可以根据实际需要调整桥墩的直径和支撑系梁的截面形状及尺寸，以实现刚度和质量之间的最佳平衡。
（三）桥墩的选择
大多数山区高墩桥梁是不规则弯曲的桥梁，弯曲的桥梁的形状会影响地震响应。即使是单个墩，当它承受地震横向力时，也会产生很强的轴向力，不规则的结构会使桥梁的力复杂化，这对高墩的受力也有很大的影响。墩高低墩的组合在地震中给低墩施加了很大的力量，使它们更有可能提前被破坏。如果不连接高低墩，则墩的顶部将移位并且梁会掉落，最终会损坏主梁，影响桥梁结构的安全性。因此，在山区高墩桥梁设计中，墩的选择非常重要。传统的两柱墩具有良好的侧向弯曲刚度，但其竖向弯曲刚度和扭转刚度却很低，当墩高过高时，由于轴向力和弯矩的作用，墩容易被损坏。因此，这种结构通常仅用于桥墩高度小于30 m的桥梁上。单柱T形墩在各个方向上都具有较高的抗弯刚度和抗扭刚度，从而改善了整个结构的性能。通常将预应力悬臂梁与刚性墩结合以增加横截面的空心度。但由于横截面的尺寸小，横向刚度小，因此它不适用于墩高超过60 m的桥梁。空心薄壁墩的外观与单柱T形桥相似，在各个方向上的抗弯性，抗扭刚度或整体结构性能无明显差异。空心薄壁墩用于高墩时，墩的横截面尺寸大且横向界面刚度大，所以墩高不超过80m。门式墩在刚性方面优于传统的两柱式墩，通常桥墩高度不超过90m的桥梁使用此结构，在特殊情况下，它也可以用于高约100 m的桥梁。但是，由于门式墩的两个门柱通过连接梁横向连接，因此随着墩台高度的增加，横向刚度和扭转刚度降低，存在刚性不足的问题。
二、山区高墩桥梁抗震计算
目前，在结构抗震设计中计算地震影响的方法主要有拟静力法，最常用的是反应谱法。
（一）拟静力法
拟静力法使用动态分配系数，结构的重力效应和地震加速度与重力加速度之比的乘积作为设计地震力来确定地震效应，并将其视为静态分析方法，静载荷被施加到静力结构上，该方法是一种通常用于计算结构变形的近似非线性地震分析方法。但是，在动态结构的相应研究中，力学模型具有一定的局限性。
（二）反应谱法
反应谱法通常用于桥梁结构的地震计算中。反应谱方法包括模态分辨率响应谱法和底部剪切力法。它基于标准反应频谱，地震惯性力作用，结构本身的加速度的动态响应是在发生地面加速度时发生的，以便将动态问题转换为静态问题进行处理。该方法的计算主要考虑不同模式或基本模式的地震响应，但不适用于高桥，因为它没有考虑地震激发下每个支座的不均匀运动，不适用于山区地势较复杂结构的计算设计。
二、加强高墩桥梁的抗震措施
（一）加强桥墩的抗震性能
在山区设计高墩桥梁时，桥墩的设计非常重要，而加强其抗震性能至关重要。首先，如果要增强桥墩的抗震性能，最好使用切面的桥墩。在桩基与盖梁之间处，加强箍筋的配置功能，减小墩柱箍筋之间的距离，并提高塑性部分桥墩的抗压强度和抗震性能。其次，在高墩的墩端增加阻尼装置，以减慢并隔离地震。通常，减震装置可确保桥墩具有一定的组合刚度，连接上下部结构，并避免上下部结构的错位过大。这样做是为了防止过载期间的有害振动，并达到特定的隔振效果。第三，改进高墩桥梁的延性设计。高墩桥梁的延性设计主要是为了增加主节点墩柱的组成和配筋率。抗震设计应尽可能利用墩的连续性，以减少墩的地震响应，具体取决于现场的实际施工条件。在各墩台盖梁之间可能发生结构变形的地方应特别注意。确保桥墩的变形能力，以消耗地震产生的部分能量。
（二）提高桥梁的抗震能力
为了弄清山区高墩桥梁的地震影响，首先必须确保台帽边缘与梁的端部之间具有适当的距离，以确保桥梁的安全；可以增加桥台背墙的承载能力，在梁的端和桥台背面墙之间增加缓冲块，以防止过度地震的影响。其次，可以增加高墩桥的梁端伸缩缝、桥台和过渡墩的支座宽度，同时减小墩台与上部结构之间的距离，防止梁体掉落，并进一步提高桥墩地震灾难后的可修复性。第三，桥梁的整体质量是山区高墩桥梁的基础，为了提高高墩桥梁的整体质量，增强桥梁基础的刚度并降低其承载能力，避免产生变形。最后，如果要在易于液化的地基上建桥，则需要穿过更深的地基液化层，并结合一系列措施（例如桩头和桥梁）来扩大建筑面积。在桩基中，可以加强箍筋增加基底的受力作用，以提高桥梁的整体抗震性。
结语：综上所述，由于山区高墩桥梁的抗震设计与桥梁整体结构的性能和质量直接相关，因此桥梁工程应强调桥梁的抗震设计。通过抗震概念设计，采用合理的计算方法选择合理的桥梁结构和桥墩类型，以确保高墩桥梁的抗震性能，提高工程质量。
参考文献：
[1]徐远贺,戴广鹏.山区高墩桥梁抗震设计要点分析[J].交通世界,2020(29):138-139.
[2]何瑞玺.山区高墩桥梁的抗震设计要点与构造措施分析[J].工程技术研究,2018(10):145-146.
[3]纪昌均.山区高墩桥梁抗震设计要点及措施分析[J].科技视界,2017(25):163+168.