刘磊
湖南城市学院设计研究院有限公司 湖南 长沙，410000
摘要：近年来，我国社会经济快速发展，公路桥梁工程的建设速度也不断加快。公路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，更要在公路桥梁工程的设计时考虑好抗震设计，确保公路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，对公路桥梁抗震设计的探析具有重要意义。
关键词：公路桥梁；抗震设计；抗震加固；措施分析
1公路桥梁震害概述
1.1上部结构的震害
桥梁上部结构受地震的破坏影响较大，如果下部结构无效或者支承连接无效会影响桥梁主体结构，导致裂缝的出现、梁体出现扭曲，在毁坏性地震发生过程中经常会出现主梁位移或者落梁等状况，落梁会对桥梁主体产生严重的破坏性。地震发生时，桥梁上部结构比较容易受到影响的部分，是需要我们在今后的设计工作中尽量避免的。一般情况下，桥梁发生落梁的情况大部分都发生在沿着桥向的方向，发生落梁概率的情况达八成以上，梁端碰撞桥墩的侧面，严重破坏到下部结构的桥梁体，进而有可能造成更为严重的震害。
1.2下部结构的震害
下部结构的震害是因为遭到比较大的水平地震力的作用，瞬间重复震动在相对比较薄弱的横截面造成毁坏导致的，桥梁大规模范围使用的柱式墩是由钢筋混凝土构成，以前的地震毁坏经常发生在柱身或者盖梁下部的连接位置，经常发生钢筋从浅基里拉出、钢筋弯曲暴露在空气中、受压边缘的混凝土崩溃，进而造成过大的变形和损坏。钢筋相对比较柔的混凝土桥墩的破坏方式通常属于弯曲类型，如果打算增加该种结构类型的抗震性能不能仅仅增加承载力的强度和韧性，而是提升钢筋混凝土的结构延性让它能够经受比较大的塑性变形，并且尽量避免产生损伤累积的效应。
2公路桥梁抗震设计与抗震加固措施
2.1桥梁公路抗震设计原则
桥梁的设计应使其能够以足够的结构安全抵抗地震期间产生的地震力。为实现这一目标，应考虑一些基本原则。为了提高整个桥梁体系的延性，应保证以地震作用为主的整个结构构件的动强度和延性。虽然自1990年以来，钢筋混凝土桥墩已采用动强度和延性校核方法，但在钢桥墩和基础等其他结构构件中尚未应用。地震安全性应通过考虑结构构件非线性行为的动态响应分析进行验证。在高架连续梁桥的设计中，宜采用隔震设计，将上部结构的侧向力分配给下部结构。重点是提高耗能能力和将桥面侧向力分配给下部结构。钢筋混凝土桥墩应设置足够的拉筋以保证延性，主筋不得在中高处终止。钢桥墩中应填充混凝土，以确保动态强度和延性。按现行规范设计的钢桥墩在腹板和翼板处产生局部屈曲，尽管它们由纵向加劲肋和横隔梁加固。这往往会导致峰值强度后横向承载力突然下降，因此预计耗能较少。这随后会降低钢桥墩在垂直方向上的承载力。由于目前正处于技术开发阶段，以避免此类行为，因此决定暂时使用填充混凝土的钢桥墩进行重建和修复。基础的设计应使其具有足够的动态强度和侧向力的变形能力。基础的动强度和变形能力应大于桥墩的抗弯强度和延性，以防止基础损坏。建议进一步使用橡胶支座，因为橡胶支座能吸收产生的相对位移。在上部结构和下部结构之间。在设计支座时，应考虑从上部结构到下部结构的力传递的正确机制。防止上部结构与下部结构脱节的装置的设计应能避免甲板脱节。注意散热，提高强度和变形能力。在可能引起与土壤液化相关的侧向扩展的场地，设计时应考虑其影响。由于评估横向扩展土壤中土压力的技术信息有限，因此必须认识到存在此类证据，并应采取任何可能的措施。
2.2抗震评估
对重要公路设计规范设计的钢筋混凝土小截面单墩柱进行了评估和改造。其他有墙式桥墩、钢桥墩和框架桥墩等的桥梁以及其他公路上的桥梁应在下一次改造计划中进行评估和改造。由于上部结构和下部结构之间的过度相对运动以及与强度不足相关的下部结构失效，容易导致桥梁倒塌，因此，根据下部结构的相对运动和强度进行了评估。在过去的抗震改造中，重点是安装防脱座装置。由于防脱装置的安装正在完成，因此加强强度、抗侧刚度和延性不足的下部结构已变得十分重要。公路的重要性、结构因素、构件易损性(钢筋混凝土桥墩、钢桥墩、防脱装置、基础)是优先考虑的因素。
2.3基于位移的设计方法
实际上，在很早之前就有基于位移的设计方法，但知道最近几年这一设计思路的发展才逐渐深化，也由此成为桥梁抗震设计的主要方法。这种方式是在结构强度不足的基础上总结出来的，强度不足的主要原因在于一些外在环境，包括经济、施工水平等方面因素的影响，导致强度不足。在地震对梁体结构产生影响时，结构会因此产生形变，这种情况下只有通过结构性能衡量指标的改变选择一些适合的或者安全系数更高的构件。
2.4多阶段设计方法
首先，要尽可能对桥轴线进行直线设计，主要原因为曲线梁将导致地震作用下结构反应较为复杂，导致转动响应的出现进而增加位移，在桥梁抗震设计中尽可能不用伸缩缝确保桥面的连续性；其次，尽可能不要在软土或砂土上进行桥梁基础建设，要在岩石或坚硬土上进行基础建设，这样可以有效避免地震等灾害对程建设的损害，确保顺着纵、横桥向的桥墩刚度相同，如刚度具有大改变地震过程中桥墩破坏程度较大；再次，在桥梁工程抗震设计中尽可能选用小跨径，要在墩柱上设置塑性铰这样可以为观测、修复提供方便。桥梁应选用大变形能力的结构。在抗震防线设置中应选用超静定结构，不能选用静定结构。
2.5抗震加固
单排架柱抗震加固钢筋混凝土柱抗震加固的主要目的是提高其抗剪强度，特别是在纵向钢筋终接于中间高度而没有足够展开长度的桥墩上。这提高了柱的延性，因为可以避免过早的剪切破坏。但若仅提高桥墩的延性，则地震后桥墩处产生的残余位移可能增加。因此，还应提高抗弯强度。然而，桥墩抗弯强度的增加往往会增加从桥墩传递到地基的地震力。通过对各种类型基础的分析，发现当桥墩抗弯强度增长率小于2时，由于地震力的增加而导致的基础破坏可能并不显著。因此，建议在该限值范围内增加桥墩的抗弯强度，以免对基础造成严重损坏。针对这种要求，建议采用钢夹套进行抗震加固，并控制抗弯强度的增加，在现有柱周围使用钢套。在混凝土表面和钢套之间注入环氧树脂或补偿收缩砂浆。钢导管架和基脚顶部之间的桥墩底部有一个小间隙。这可以防止弯曲强度过度增加。为了以可控的方式增加柱的抗弯强度，在钢套底部提供锚定螺栓。通过选择合适的锚杆数量和尺寸，可以控制桥墩抗弯强度的提高程度，该间隙是引起柱底部弯曲破坏所必需的。矩形截面的桥墩周围也安装有H型梁，位于导管架的下端。这可防止纵筋膨胀，并保持导管架的限制作用。为了验证这种加固方法的有效性，可进行循环荷载试验，以检查竣工和加固钢筋混凝土柱的抗震性能。
3结束语
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。为更好地应对地震造成的破坏，需要做好抗震设计，确保抗震设计和抗震加固措施的合理性与可靠性。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。
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