张秋阳
聊城东盛路桥有限责任公司 山东聊城 252000
摘要：现如今，我国是21世纪快速发展的新时期，随着我国交通事业的快速发展，桥梁工程的重要性显得尤为突出，加之近几年来地震灾害经常发生，给国家和人民带来了巨大的经济损失，对桥梁的抗震能力也提出了很大的要求。本文首先介绍了公路桥梁抗震设计规范、抗震评价和抗震加固的历史。然后简要介绍了汶川地震造成的损失和教训。最后介绍了地震后的抗震加固方案，重点介绍了既有钢筋混凝土公路桥梁的研究开发和抗震加固实践。
关键词：公路桥梁;抗震设计;抗震加固;措施
引言
桥梁通常是作为轨道的核心控制项目而建的，一旦损坏或塌陷为轨道的核心节点，就会直接麻痹线路所在的线路，其重要性不言而喻。如何使桥梁正常履行其工程职能，特别是其承受极端条件的能力，是桥梁设计者应考虑的最重要问题。地震是常见的自然灾害之一，对工程师来说也是不利条件。地震是突然发生的，其特征是强大的破坏力和广泛的破坏面积。没有目标设计，桥梁将无法承受灾难的破坏，并可能失去其使用能力。1976年唐山地震造成的破坏震惊了世界，并给桥梁研究人员提出了新的问题。在国家的大力支持下，中国的桥梁地震研究已经取得了数十年的丰硕成果，与国外基本处于同一水平线上。
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。当指南规范用于所有新建公路桥梁的抗震设计和现有公路桥梁的抗震加固时，实际设计工程师可能不太容易遵循新的指南规范。指南规范的所有项目适用于极其重要道路上的桥梁，而一些防止结构部件脆性破坏的项目适用于重要道路上的桥梁。如重要道路桥梁采用门申设计、拉结筋、纵筋端接、支座型式、防脱座装置、土液化对策等，其余如设计力、钢桥混凝土等，基础的延性检查不适用。
2公路桥梁结构抗震设计要点分析
2.1液体粘滞阻尼器的应用
液体粘滞阻尼器是由高强度耐压缸体、活塞、活塞杆、阻尼孔和黏性液体阻尼液等构成），利用活塞两端压力差使黏性阻尼液流过阻尼孔而产生阻尼力耗散能量的过程，这种阻尼器和阻尼力峰值与结构弹性内力峰值存在相位差，当阻尼器两端的相对位移达到耕峰值时，相对运动速度和阻尼器提供的阻尼力均为零；当阻尼器两端相对位移为零时，相对运动速度和阻尼器提供的阻尼力达到最大值。液体粘滞阻尼器的独特优势不会对桥梁结构的使用和运行造成任何影响，一般情况下将阻尼器设置在塔梁中间、加劲梁和桥边墩中间、加劲梁和辅助墩中间、加劲梁和桥台中间等位置，合理的液体粘滞阻尼器的应用对提高公路桥梁工程的抗震性能具有良好的效果。
2.2摩擦摆式支座
球形滑动表面发生运动，在其带动作用下使上部结构呈单摆运行形态，而通过对滑动表面曲率半径的调整可以实现对摩擦摆式支座的优化，使其在摆动周期和刚度方面发生改变，在调整动摩擦系数后则可以实现对支座阻尼的控制。在正常使用或小震状态时，支座无滑动现象，此时隔震桥梁结构与常规的结构形式并无差异；而在大地震作用下，限位滑动螺栓受到外力作用，被迫剪断，可见支座存在位移并具有恢复力。应用场景方面，常见于高烈度地震区的连续梁桥中，布设位置普遍集中在中间桥墩处。
2.3延性地震系统
通过对结构破坏的观察，提出了延性抗震的概念。在实际的地震破坏中，已经观察到缺乏结构强度并不一定会对结构造成严重破坏，并且只要结构的初始强度不会因非弹性变形而劣化并且基本上保持初始强度，就不会破坏结构。既有桥梁的弹塑性消能部分可以安装在墩中，以达到地震系统的目的，并便于检查和维修墩的受损部分。典型的连续梁桥和简单的支撑梁桥是单柱墩，其消能部分位于墩底，而双柱墩则是墩顶、墩底和绑梁端。因此，墩柱和系梁被设计为柔性部件，在弹性内而不会损坏部件。通常延性地震系统适用于大比例墩和桥梁的地震设计。
2.4铅芯橡胶支座的应用
铅芯橡胶支座是由叠层橡胶支座及中间的高纯度铅芯组成的减隔震设施，最早由新西兰国家发明使用，目前过我的部分桥梁也引进并使用了铅芯橡胶支座。铅芯橡胶支座中的叠层橡胶可以提供竖向承载力和水平恢复力，铅芯是良好的减隔震材料，具有较高的初始剪切模量和理想弹塑性能，其屈服应力约为10MPa左右，可以利用其塑性性能吸收和耗散地震能量。铅芯橡胶支座具良好的屈服强度和刚度，同时具备减震和隔震的功效，能够满足桥梁的减隔震需求，在具体的公路桥梁设计过程中，设计人员应充分考虑有效的将铅芯橡胶支座应用于桥梁减隔震设计中，以提高桥梁工程的抗震性能。
结语
抗震设计作为桥梁安全设计的重要组成部分，经过多年的案例分析和学术研究，已形成了较为成熟完整的理论体系，并应用于实际工程中，取得了良好的预期效果。但是，由于技术和认知上的限制，抗震设计远远不能达到理想的效果，并且在某种程度上可以减少财产损失、人身安全和地震引起的常规干扰。这已成为我们对相关技术进行持续研究的原动力，也是桥梁学术研究发展的原动力。
参考文献
［1］刘晓刚．山区高速公路桥梁的抗震设计和加固设计［J］．交通世界，2020，27(2):102－103．
［2］冯华．我国公路桥梁抗震设计中的问题及改进思考［J］．中国战略新兴产业，2019，7(12):175．
［3］余鸿彬．简述城市与公路桥梁抗震设计规范的实例比较［J］．建筑与装饰，2019，15(16):107．
［4］孙美丽．借助NGA－West2数据论证我国公路桥梁抗震设计细则的场地系数［D］．哈尔滨:中国地震局工程力学研究所，2017．
［5］刘慧军．中国公路桥梁抗震设计规范中存在的问题及改进建议［J］．工程建设与设计，2017，65(4):96－97．