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桥梁结构抗震设计要点及抗震措施张圣杰

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张圣杰

[导读] 摘要：社会经济的发展，我国的交通行业有了很大进展，桥梁工程建设越来越多。

        重庆交通大学重庆市 400000
        摘要：社会经济的发展，我国的交通行业有了很大进展，桥梁工程建设越来越多。在桥梁工程方面，无论是设计、制造材料，还是后期的施工都有了突破性的进展，建造桥梁的水平也迅速提高。但是桥梁的抗震设计以及抗震措施还存在很多的不足有待完善，这也是桥梁方面的专业人士一直以来都在研究和改进的问题，本文主要就桥梁的抗震结构进行分析，并对桥梁的抗震措施进行研究，目的在于尽快提高桥梁的抗震能力，减少因地震造成桥梁的损坏带来的各方面损失。
        关键词：桥梁结构；抗震分析；抗震；措施研究
        引言
        近年来，我国社会经济快速发展，桥梁工程的建设速度也不断加快。桥梁的抗震设计也成为一个重要的话题，尤其是处于地震带的区域，更要在桥梁工程的设计时考虑好抗震设计，确保桥梁在使用过程中的安全性与可靠性，满足我国社会经济的发展需求。为此，对桥梁抗震设计的探析具有重要意义。
        1桥梁震害分析
        在城市现代化发展进程中，城市人口形成了聚集状态，加快了区域内经济发展进程。交通网络应用在城市命脉主体中，旨在全面提升城市抗震性能，加强桥梁抗震效果设计。依据最近几十年实际发生的地震灾害事件，桥梁工程在地震灾害中极易遭受破坏，作为抗震防灾的关键环节。桥梁工程在发生破坏时，将会阻断受灾区的交通线路，提升灾区救援困难，使地震引起的关联灾害持续深化，增加了救灾、灾后建设等工作的难度。与此同时，桥梁在社会组织作为交通性基础设施，在建设时投入大量资金，极具公共性，灾后运维管理存在多重阻碍。为此，加强桥梁抗震设计，尽可能地减少桥梁在地震中产生的损失问题，保障公共区域的基本安全。结合往期地震中桥梁震害的具体情况，大致分为四种破坏类型：第一种桥梁工程震害为上部结构破坏，第二种为支座破坏，第三种为下部结构破坏，第四种基础结构破坏。
        2桥梁震害的原因分析
        根据桥梁不同结构的构件，因地震的摧毁所引起的伤害程度的不同可分为下列几种情况：（1）在遇到突发强力地震时，桥梁的两侧因地形地貌的严重畸变而造成桥梁道路两岸的地层出现滑移，致使桥梁的结构受到一定程度的损坏。（2）由于强烈的地震灾害所带来较大的冲击力，使桥梁的桥墩部位出现表面破裂、形体畸变歪斜、结构外露等诸多损坏的现象。（3）对桥梁地基造成的损坏，在地震超强的冲击力的影响下，将会使桥梁河床的沙土出现液化，导致桥梁地基表面出现平整度不一的情况，也会造成桥梁墩台等原有的基础结构下沉而受到损坏。（4）由于桥梁具备一定的承受力限制，地震所带来的特殊的形态变化将会导致桥梁结构及材料严重受到损害，使其无法承受强大的地震冲击力。
        3桥梁工程中桥梁抗震设计的关键点
        3.1强度设计
        桥梁工程的抗震设计，是最早采取的设计方法，设计的基础元素为强度。设定地震力作为结构分析的荷载，将其假设为静荷载，测定结构构件属性的合格状态。构件属性包括其强度与刚度，测量此两种属性在特定状态时的失效表现。此种以强度为设计原则的方法，仍然沿用在诸多抗震设计工作中，是一种颇为有效的抗震设计方法。
        3.2地震荷载
        地震荷载的分析包含的内容众多，需要对所在地区的震动峰值、加速度进行确定，同样，也要对抗震设计程度进行确定。在设计期间，桥梁的抗震程度较高，一般要高出1度。在设计期间，要增加挡块，方向为横向与竖向，而且要将橡胶垫片进行加装，在提升桥梁结构延展性期间，可以对集中部位的钢筋进行适当增加。假设桥梁工程项目为7度区的高速公路，对桥梁的规格确定为B类，这时可以设地震的基本烈度、地震动峰值加速度、场地地震动反应谱特征周期分别为7度、0.10g、0.45s。确定出桥梁的墩高为57.5m，又由于桥墩的高度超出30m，已经不再是规则的桥梁，所以，对于桥梁的抗震性能进行分析具有重要意义。可以通过MM/TH法对抗震要求进行设计。

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        3.3安全性的桥梁抗震设计
        根据桥梁结构的整体性特点，在实际的设计工作中，应合理结合实际情况，加强桥梁结构的各个构件间的牢固性与连接性的提升设计。首先，应加强对桥梁各个结构中比较薄弱的位置的稳固设计，使其整体结构的稳定性能提高。其次，可以启动地震模拟预测的设计方式，将有关数据准确预估，使桥梁结构的抗震害性能得以有效提高，同时又符合桥梁防震害设计安全性的标准要求。
        4桥梁抗震的相关措施
        4.1减隔震抗震加固措施
        减隔震抗震加固方法是在桥梁下部结构与桥梁基础间增加隔震系统，使桥梁的固有周期增大，从而降低桥梁结构中的地震力，增大隔震系统中的变形。当墩柱加固等手段不能满足桥梁抗震要求时，宜采取该种方法进行桥梁加固。减隔震抗震加固的优点是能降低地震力、控制桥梁结构的位移等。在桥梁加固时，可以将桥梁支座替换为减隔震支座、在上部结构和下部结构间增加阻尼装置等。
        4.2钢板加固技术的应用
        为防止桥梁在地震灾害中产生大的裂痕，从提升桥梁整体结构刚度的角度出发，通过运用加固稳定钢板的技术来完成。这种技术的设计最大的作用是能够有效控制桥梁的中轴位置与桥梁的加固位置之间的安全范围，使其保持在安全的距离之内。在对桥梁进行加固稳定的过程中由于受到其他限制性因素的影响，尤其是对新旧结构系统的加固时，旧的结构系统易出现变形的现象，使其无法全部整合，因此需要先处理新系统与旧系统的整合连接问题，确保桥梁加固技术的有效应用。在此期间，若发现桥梁整个结构间的空间跨度过大，必须在加固时根据桥梁结构的基本特点，加强刚性与延性，使桥梁结构的安全性能提高，从而起到了较好的加固作用。
        4.3设置多道抗震防线
        为减轻地震对桥梁产生的影响与破坏，在抗震设计期间需要做好防线设置，以便对地震产生的力进行合理应对。尤其是地震等级较高时，就会对防线产生破坏，在破坏后还能发挥其他作用。通过多道抗震防线的设置，为桥梁工作的安全性提供支持，避免发生塌陷的情况。
        4.4部件加固技术的应用
        在桥梁加固设计的过程中，还应注重对部件的加固处理，防止因关键部位在桥梁的使用期间出现老化或移位现象，可有效预防地震灾害期间出现严重的损害问题。实施部件加固时，应注重连接处部件的伸缩性是否符合标准要求，还应考虑地震灾害突发时，是否具备冲击力的适应能力，以预防传递性裂痕的出现。在加固部件的期间，需要在地震灾害中容易出现的位移的部位设置连接的部件，而且需要经常对连接的部位进行定期的检查与维修，确保其抗震性能的完好。要求部件的设计人员有正确的设计观念，本着以注重桥梁的安全性为设计原则，能够有创新化的设计理念，使桥梁部件的加固设计。
        结语
        综上所述，在我国社会经济发展过程中桥梁发挥着重要作用，对于一些山区而言，桥梁更是联系外界的重要途径。但是，由于我国幅员辽阔，很多区域处于地震带上，对桥梁的安全性与稳定性造成极大影响。为更好地应对地震造成的破坏，需要做好抗震设计，所以需要做好桥梁结构、支座刚硬度、桥墩长度等的设计与计算，确保抗震设计的合理性与可靠性。在设计期间需要重点关注一些注意事项，这样才能为抗震设计水平的提升提供支持，确保我国桥梁工程建设的有效进行。
        参考文献：
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        [3]颜长青，简佳峰.关于桥梁抗震设计与加固技术的探讨[J].工程建设与设计，2019（12）：95-96.