淺談公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)</p><p>　　河北廣通路橋工程有限公司 </p><p>　　摘要：我國處于世界兩大地震帶———環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間，是一個(gè)強(qiáng)震多發(fā)國家，汶川、玉樹地震表明強(qiáng)烈地震將引發(fā)長期的社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)問題，并帶來難以慰籍的感情創(chuàng)傷。在抗震救災(zāi)中，公路交通運(yùn)輸網(wǎng)更是搶救人民生命財(cái)產(chǎn)和盡快恢復(fù)生產(chǎn)、重建家園、減輕次生災(zāi)害的重要環(huán)節(jié)，所以公路橋

2、梁是生命系統(tǒng)工程中的重要組成部分，公路橋梁抵抗震害的能力是橋梁設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。作者針對(duì)公路橋梁抗震設(shè)計(jì)做了一些理論和實(shí)踐的探討，內(nèi)容主要包括橋梁結(jié)構(gòu)震害及其原因分析和橋梁減震設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對(duì)公路橋梁抗震設(shè)防措施進(jìn)行了介紹。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：公路橋梁 抗震設(shè)計(jì) </p><p>　　1、橋梁結(jié)構(gòu)震害及其原因分析 </p><p>　　要想建立正確

3、的抗震設(shè)計(jì)方法、采取有效抗震措施，對(duì)公路橋梁震害及其產(chǎn)生的原因的調(diào)查和分析是必不可少的。從世界各國的地震震例統(tǒng)計(jì)資料看，公路橋梁的震害現(xiàn)象主要有以下幾種：一、對(duì)梁式橋梁地震位移造成上部活動(dòng)節(jié)點(diǎn)處因蓋梁寬度設(shè)置不足導(dǎo)致落梁或梁體相互磁撞引起的破壞，而對(duì)拱式結(jié)構(gòu)則主要表現(xiàn)在拱上建筑和腹拱的破壞，拱圈在拱頂、拱腳產(chǎn)生的破損裂縫，甚至整個(gè)隆起變形。二、由于地震造成的地基土液化，加大了地面位移從而加劇了結(jié)構(gòu)反應(yīng)，大大增大了落梁的可能性。三、對(duì)支座

4、的抗震要求考慮不足造成支座發(fā)生過大的位移和變形從而造成支座本身構(gòu)造上的破壞等，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的其他部位產(chǎn)生不利的影響。四、橋梁下部結(jié)構(gòu)抗力不足導(dǎo)致的地震時(shí)下部開裂、變形和失效，進(jìn)而對(duì)全橋的不利影響。五、地震時(shí)使得在松軟地基上的橋梁在發(fā)生河岸滑移導(dǎo)致全橋長度的縮短而造成的比較嚴(yán)重的震害 </p><p>　　2、橋梁減震設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　對(duì)于地震區(qū)的橋型選擇，宜按下列幾個(gè)原則進(jìn)行：

5、盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力，提高穩(wěn)定性，力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力，應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度，以減少各部分不同性質(zhì)的振動(dòng)所造成的危害作用，適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度，使用延性材料提高其變形能力，從而減少地震作用，加強(qiáng)地基的調(diào)整和處理，以減小地基變形和防止地基失效。 </p><p>　　2.1結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)稱有利于抗震，不等跨的橋梁容易發(fā)生震害

6、。特別是一座橋內(nèi)墩身高度相差過大，在較矮的橋墩上會(huì)產(chǎn)生很大的地震水平力，跨徑不同。在大跨徑的橋孔的橋墩上也產(chǎn)生大的地震力。設(shè)計(jì)上盡量避免在高烈度區(qū)采用這種橋型，如無法避免。宜在不利墩上設(shè)置消能措施降低墩頂集成剛度，例如設(shè)抗震支座等。 </p><p>　　2.2對(duì)橋梁抗震性加以分析研究，某類結(jié)構(gòu)不能在地震區(qū)應(yīng)提出更能內(nèi)修建，在分析研究原有結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)上，適應(yīng)地震作用的結(jié)構(gòu)型。其次，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不是被動(dòng)地作

7、為地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變位的驗(yàn)算，而是要從設(shè)計(jì)角度，提高結(jié)構(gòu)的防震能力，要系統(tǒng)考慮結(jié)構(gòu)的行為能力設(shè)計(jì)。 </p><p>　　2.3 結(jié)合我國國情，研究結(jié)構(gòu)控制的有效型式，加強(qiáng)抗震措施，必須采用“以柔克剛”的設(shè)想來考慮地震區(qū)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的“以剛克剛”的舊傳統(tǒng)設(shè)防觀點(diǎn)，對(duì)地裂、地出發(fā)點(diǎn)，改變單純的邊坡倒塌、沙土液化時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)如何抗震設(shè)防也應(yīng)該做出深入的研究。 </p><p>　　2.4針對(duì)

8、目前大量高架橋倒塌毀壞的教訓(xùn)，必須開展對(duì)抗震支座、各種型式橋墩的延性研究，要利用約束混凝土的概念預(yù)應(yīng)力混凝土，而且可以提高它的延性。不但對(duì)鋼筋混凝土、混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)的延性都需展開研究。 </p><p>　　3、公路橋梁抗震設(shè)防措施 </p><p>　　合理的結(jié)構(gòu)形式和成功的抗震設(shè)計(jì)，即合理的概念設(shè)計(jì)可以大大地減輕甚至避免震害的發(fā)生。一個(gè)是概念設(shè)計(jì)、一個(gè)是構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。需要注意的是

9、，這兩個(gè)東西其實(shí)和具體的抗震計(jì)算關(guān)系不大，計(jì)算只是輔助手段，只是驗(yàn)證概念和細(xì)節(jié)的合理性。所以設(shè)計(jì)師需要的是對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)基本概念和原理的深刻理解。從結(jié)構(gòu)上來說，要清楚哪些結(jié)構(gòu)有利于抗震，哪些結(jié)構(gòu)抗震不利，其中包括橋型、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、墩臺(tái)、基礎(chǔ)的處理等等。構(gòu)造細(xì)節(jié)措施則包括一些基本的抗震措施，比如支座的選擇、擋塊的設(shè)置等等，還包括構(gòu)件細(xì)節(jié)的構(gòu)造措施、比如墩的箍筋配置、節(jié)點(diǎn)配筋構(gòu)造。國內(nèi)外橋梁抗震研究人員一直都在研究橋梁的合理構(gòu)造措施

10、，合理的構(gòu)造措施可以提高整體的延性及滯回耗能能力。在確定路線的總走向和主要控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險(xiǎn)性較大的地段；在路線設(shè)計(jì)中，要合理利用地形，正確掌握標(biāo)準(zhǔn)，盡量采用淺挖低填的設(shè)計(jì)方案以減少對(duì)自然平衡條件的破壞。對(duì)于地震區(qū)的橋型選擇，宜按下列幾個(gè)原則進(jìn)行：盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力，提高穩(wěn)定性；力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力；應(yīng)</