周志斌
扬州市建筑设计研究院有限公司 江苏扬州 225000
摘要：本文立足实际，对桥梁结构设计抗震设计要点以及设防措施进行研究。首先阐述了地震的机理与危害性，而后在分析桥梁结构抗震设计思想和原则基础上，对相关设计方案要点进行深入讨论。
关键词：桥梁结构；抗震设计；设防措施；分析
0引言
在地震作用下桥梁整体性、安全性就会受到影响，严重时还会出现桥梁坍塌等问题。因此在桥梁结构设计环节中如何才能将其抗震性能提升，满足桥梁建设的实际需求是非常关键的一项内容。所以在去结构设计过程需要从实际出发，按照抗震性能的要求做好各个方面的优化控制，提高桥梁结构抗震性能。
1 地震发生原理以及给桥梁的危害性分析
1.1 地震的产生机理和危害
地震的发生，会造成局部结构的严重劈裂，形成较大的地震波。地震会给地面产生严重的振动性反应，其主要包含纵波与横波。在震中区内，纵波会造成地面的上下颠簸作用，而横波则容易导致水平晃动的发生。地震是自然现象，具备偶然性、短暂性的特点。通常来说，强烈地震发生之后，会导致局部发生严重的变形，出现断层或者地面裂缝的问题，很多地面建筑遭受严重的破坏，影响人们的生命安全。
1.2 地震对桥梁的危害性
在地震发生之后，首先会导致地基破坏非常的严重，进而导致桥梁结构的损坏。地震出现之后，桥梁的损坏主要包含如下几种形式：其一，通常桥台接线填土并没有完全沉降到位，地震后，台后填土沉降进一步增大，对桥台的土压力增大，迫使桥台纵向向桥跨方向偏移，偏移时桥台顶部受到主梁的约束，使得桥台以顶部为支点发生旋转，进而导致桥台基础破坏；其二，地震后挡块等构件被剪断后，桥梁上下部结构根据各自的地震作用相应的运动，相对位移增大，梁体之间互相碰撞，极可能造成落梁的严重后果；其三，砂土液化，引起墩台不均匀沉降，桩基础可能发生剪断进而导致桥梁上部结构破坏；其四，地震力作用时，如果桥梁上下部结构相对位移超过一定的范围，支座锚固件会被破坏，活动支座从支撑面脱落，甚至支座本身被剪切破坏等，影响桥梁上下部力的传递。
2 桥梁结构抗震设计思想和原则
2.1 桥梁结构抗震设计的思想
抗震设计的基本原则就是小震不坏、中震可修、大震不倒，即使遇到非常严重的地震，也不会产生严重的损坏，结构可以维修处理，保证人们的生命安全。从设计角度出发，在设计基准期的范围内，在遇到了小地震的情况下，整个结构处于弹性变形的变化范围内，确保不会发生损坏，或者轻微损害，确保工程正常投入使用；在出现中级地震的情况下，整个结构会处在非弹性变形的区间内，经过必要的维修处理，可以保证其正常的恢复运行；在发生罕见严重地震的情况下，结构有较大的非弹性变形，会导致严重的变形危害，但是整体不会发生倒塌的问题，经过抢修处理后还可以通车运行。通常来说，在桥梁设计中要做好抗震性能的验算，保证其设防烈度符合要求，提高抗震的总体水平。
2.2 桥梁结构抗震设计的原则
其一，桥梁抗震设计要从地形条件、地质状态等方面出发分析，进行抗震性能的分析和研究，选择合适的桥型、墩台以及基础结构形式。其二，通过抗震性能设计，防止在同一座桥梁上出现高墩和大跨的组合形式，最好是采用结构抗震性能好的形式。其三，选择使用结构形式构造简单、刚度以及重量分布均匀的结构形式，可以有效的预防发生“头重脚轻”的问题。其四，桥梁最好是应用提升整体结构连接性能的设计方案，保证其延展性、振动衰减快的效果，如有必要，还要做好减震支座的设计，结合塑性铰形式设计。其五，桥梁设计应该到达较高的技术水平，同时还应该具备经济性、合理性的要求，维修更加的方便。
3 桥梁结构抗震设计要点
3.1 地震区桥位和桥型选择
桥梁位置的选择非常的重要，选择有利于发挥其抗震效果的位置进行施工，不要选择在软弱黏土层、可液化土层或者地层分布均匀性较差的地带内，尤其是地震断层的结构部位。如果无法避免的要在液化、若软地质的河岸地带施工，桥梁长度尽量的增加，把桥台设置到稳固性较好的河岸上，而桥墩基础的强度也要进一步增强。
3.2 设计烈度
工程结构抗震设计主要采用的是抗震设防烈度参数，通常来说，桥梁的抗震设计应该根据基本烈度选取使用，尤其是关键性的结构，经过相关单位的合理分析，可以提升一度作为设计烈度。按照大地震的可查报表和数据，在基本烈度7度以下的情况，桥梁的震害是比较轻微的，所以规范设计环节确定桥梁抗震设计的起点就是基本烈度7度，最高是9度。7度以下，结构不必要进行抗震设计，高于9度或者有特殊性要求，则应该进行多个方面的分析，以提升结构的总体性能。
3.3 设计方法
目前桥梁抗震设计方法有：静力法、反应谱法、动力时程分析方法。静力法认为结构物上作用有结构质量乘以地面运动加速度所产生的惯性力，结构在地震时的动力反应看作是静止的地震惯性力，但是静力法只有结构物在地震时几乎不产生变形视为刚体时才适用。反应谱法：反应谱是在一定的地震加速度作用时间内，单质点的速度反应、位移反应、和加速度反应随质点自振周期变化的曲线。反应谱理论不仅考虑了结构动力特性，也考虑了与地震动特性之间的动力关系，通过上述反应谱来计算由结构动力特性所产生的共振效应，实际上我们所使用的规范反应谱，是一种平均反应谱，平均反应谱根据相关抗震规范其实就是动力放大系数。动力时程分析方法：实际就是步步积分法，是对结构运动微分方程逐步积分求解的一种动力分析方法。由时程分析可得到质点随时间变化位移、速度和加速度动力反应，从而计算出构件内力的时程变化关系。它与反应谱法的最大差别是：反应谱法适用于结构为弹性状态，不能考虑结构在地震下逐步进入塑性阶段，当结构进入非弹性阶段，采用时程分析就更加准确，可以考虑结构进入塑性阶段后的内力重分布。目前桥梁抗震设计最为普遍的方法就是反应谱法和动力时程分析方法。
4 桥梁结构抗震设计具体措施
1)桥梁选址设计阶段需要将其位置定为地基稳定性的区域，避开地震时可能发生地基承载力失效的场地，使其具备一定的抗震能力。
2)设计环节若桥位难以避开软土地基以及液化土时，则将桥中线设计在河流正交位置，同时要增大桥梁的基础结构，避免地震产生影响。同时针对桥墩埋置深度也需要比长规设计深度要大一些，以提升结构稳定性。
3)桥梁墩台基础不能在破碎带的位置设置，必要时则需要进行地质勘查后进行设定。
4)采用连续梁结构替换简支梁结构。由于整体性更好，落梁的可能性大大降低，同时行车舒适性也相应提高。
5) 常规中小桥常采用橡胶支座和无固定支座。应在主梁侧面设置防侧移的构件，作为支座的抗震设计。
6) 对于桥墩相对较高的情况宜采用钢筋砼结构，截面可采用空心截面。增大桩柱直径，，采用排架墩柱，桩柱之间适当设置横系梁，根据规范进行延性设计。对桥墩塑性铰区域内的箍筋和紧邻承台处的桩基箍筋进行适当加强
7) 对于跨度相对较大，重要性等级比较高的桥梁，梁体与墩、台的连接处采用采用减、隔震支座，增加结构的柔性和阻尼从而减小桥梁的地震反应。
5 结语
地震以自然界内非常普遍存在的现象，但是其难以预测和预防，所以只有加强工程质量的控制，提高工程的抗震性能，才能保证在地震发生之后依然可以正常的运行，保障人们的生命安全。
参考文献：
[1] 赵雪飞.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].建筑工程技术与设计,2020,(22):1746.
[2] 陈洁.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].价值工程,2013,(10):109-110.
[3] 檀朝兴,王谦.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].建筑工程技术与设计,2019,(7):964.
[4] 马金梅.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].建筑工程技术与设计,2019,(1):607.
[5] 苌亮.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].建筑工程技术与设计,2020,(19):2012.