摘要：當前，部分高等級公路的橋梁均為不規(guī)則的高墩橋梁，并且主要橫跨河谷與深溝。

公路橋梁的設(shè)計極其重要，在設(shè)計中應考慮其的抗震性能。本文筆者針對高度橋梁的抗震設(shè)計進行分析，結(jié)合高墩橋梁的結(jié)構(gòu)特點，從而闡述了其抗震的計算方法以及對策。

關(guān)鍵詞：高墩橋梁；概念設(shè)計；抗震措施

中圖分類號:U445文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(b)-0000-00

隨著我國公路建設(shè)的日新月異，高墩橋梁也越來越多。尤其是我國很多地方地形特殊，西南地區(qū)、西北地區(qū)以山區(qū)居多，在興建鐵路和公路時由于地形和地貌的需要，常常會使用很多高橋墩。山區(qū)的公路建設(shè)在地形復雜和地形陡峭的情況下，很多橋梁的建設(shè)都需要跨越河谷或者深溝，此時便會采用到跨徑不等的簡支橋梁或者是大跨度的連續(xù)鋼橋，橋墩高度往往會達到數(shù)十米甚至是上百米。近幾年來，高等級的公路建設(shè)已經(jīng)開始越來越多，高墩橋梁必然也會隨之增加，應用會越來越廣泛。國內(nèi)外的高墩橋梁在經(jīng)受地震考驗方面都存在很多缺陷，導致震后修復工作難以開展。

1高墩橋梁的抗震概念設(shè)計

從上個世紀的七十年代開始，很多專家對大地震中的經(jīng)驗進行了科學的總結(jié)，總結(jié)發(fā)現(xiàn)對于抗震設(shè)計來說概念設(shè)計的重要性要超出計算設(shè)計的重要性?？拐鸶拍钤O(shè)計主要指的是一種基于震害經(jīng)驗所建立的基本的設(shè)計原則和方法。主要是以工程概念作為基本依據(jù)，采用符合工程規(guī)律和本質(zhì)的方法，對所設(shè)計的對象進行宏觀的控制?？傮w上說，抗震設(shè)計應該以概念設(shè)計作為基本的出發(fā)點，應該包含橋位選擇和橋型方案等基本設(shè)計內(nèi)容，還應該包括橋梁結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的選擇以及連接等。

1.1橋梁的位置選擇

結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的關(guān)鍵在于能否滿足抗震的需求。高墩橋梁的設(shè)計應該考慮到很多因素，比如橋?qū)挕蜷L以及平豎曲線等各方面的因素。在高墩橋梁設(shè)計中這些因素有時候是無法進行調(diào)整的，然而橋墩的形式卻可以進行靈活的選擇，同時橋墩的形式還是對橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應產(chǎn)生影響的主要原因之一。高墩橋梁一般設(shè)置在彎道多，平、豎曲線半徑相對較小的地方，并且很大一部分都是變墩高的曲線式橋梁，結(jié)構(gòu)很不規(guī)則。

1.2橋梁的結(jié)構(gòu)特點與形式

橋梁的結(jié)構(gòu)形式與特點直接關(guān)系到橋梁的質(zhì)量與安全效益。大跨徑的連續(xù)鋼橋一般會采用單肢或者雙肢的薄壁橋墩。這類橋梁的橋墩抗震問題已經(jīng)經(jīng)過了很長時間的研究過程。高墩橋梁的設(shè)計始終是我國橋梁建設(shè)的關(guān)鍵問題。我國的橋梁建設(shè)中高墩橋梁所占的比例很高，同時由于地形和地貌的客觀情況，高墩橋梁的應用也很多，通常會保持在50-100米之間。

曲線橋梁的幾何形狀會影響到對于地震的響應。當遇到橫向地震時，即使是獨墩橋梁由于這種優(yōu)勢也會產(chǎn)生強大的軸向力。然而，結(jié)構(gòu)的不規(guī)則會導致橋梁的受力更加復雜，會對橋梁的高墩產(chǎn)生更大影響。當橋梁處于地震作用下時，矮墩的地震力是很大的，將有可能會發(fā)生提前破壞。但是，當高墩與矮墩不相吻合時，則可能會發(fā)生高墩的較大幅度的地震移位。這是引起橋梁的上部結(jié)構(gòu)落梁或者支座脫落主要原因。

2抗震的計算方法

抗震的計算方法是進行高墩橋梁抗震設(shè)計的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是影響到高墩橋梁的抗震性能的重要因素。

2.1反應譜方法

橋線往往需要進行計算模型的的分析，一般經(jīng)常采用反應譜分析。反應譜分析涉及到的參數(shù)主要包括輸入方向組合下單個支座剪切力最大值等各個因素，通過計算應該掌握在地震動作用下，大部分支座的順橋向彈性剪切力以及部分支座的橫向彈性剪切力與對應的臨界滑動摩擦力之間的數(shù)值關(guān)系，如果數(shù)值不在規(guī)定的范圍之內(nèi)，其頂面與梁底面之間相對滑移的可能性將會增大，此時應該采取必要措施進行良好的抗震。

2.2宏觀力學計算方法

運用宏觀力學的方法分析和認識橋梁的動力學特性是抗震性能研究的基礎(chǔ)性工作。在進行動力學分析之前一般應該首先建立全橋線彈性的計算模型。通過對主梁和橋墩進行空間梁的單元模擬，在樁身單元上施加側(cè)向土彈簧來模擬橋墩的樁-土相互作用，然后選取合適的方法進行計算。架構(gòu)動力學特性主要是通過自振頻率和振型兩個因素體現(xiàn)出來。

3高墩橋梁的抗震策略

3.1順橋向連梁裝置

順橋向連梁將會更好地防止伸縮縫兩側(cè)相鄰梁端相對墩頂蓋梁順橋向位移過大，從而可以更好地防止落梁現(xiàn)象的發(fā)生。針對這種情況應該在伸縮縫處的相鄰橋梁的兩端設(shè)置一定規(guī)格的精軋螺紋鋼筋、配套螺帽以及彈性橡膠墊組構(gòu)成的裝置。此裝置主要是用于順橋向的連梁。

3.2合理的設(shè)計橋墩臺處檔塊

橋梁的上部結(jié)構(gòu)比較容易發(fā)生橫向移位或者落梁，為了防止橋梁上部的結(jié)構(gòu)對橋墩蓋梁發(fā)生此類不良影響，可以在各個橋墩蓋梁的頂面橫向兩側(cè)位置上設(shè)置具有彈塑性的擋塊，這種擋塊通常是由鋼性材質(zhì)制作的。

3.3橋墩延性減震的運用

在強震作用之下高墩橋梁具有極其明顯的非線性特征，已經(jīng)不再適合原有規(guī)范所規(guī)定的有關(guān)線彈性反應譜的計算方法，因為這種計算方法已經(jīng)不能夠滿足結(jié)構(gòu)安全的要求。綜合分析這些情況，應該采用一種考慮到高橋墩的的結(jié)構(gòu)特性以及各種非線性特征的分析方法。并且要選擇合適的橫向彈塑性擋塊，利用這種擋塊對各墩頂橫向位移進行有效控制，較好的保護墩身的橫線受力，從而減輕橋墩橫向地震反應。

4結(jié)束語

高橋墩的建設(shè)質(zhì)量會關(guān)系到高強度地震下的災后恢復工作開展。如果高橋墩的質(zhì)量無法保證將會帶來很多后果，甚至會導致震后的次生災害。為了避免高強度的地震對于高墩橋梁的嚴重損壞，必須要重視橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計。高橋墩的抗震性能應該從結(jié)構(gòu)選型開始進行綜合考慮，選擇一種結(jié)構(gòu)合理和抗震模式，這將會大大減輕甚至避免地震災害的破壞程度。

參考文獻

［1］李永東，駱栓青等. 基于等效跨度計算連續(xù)梁橋動力計算［J］.山西建筑，2010，(09).

［2］周行人，劉海波等. 高烈度區(qū)高墩橋梁抗震措施研究［J］.橋梁建設(shè)，2011，(02).

［3］李睿，葉燎原等. 高烈度地震區(qū)梁橋高墩的選型和設(shè)計［J］. 昆明理工大學學報，2008，(02).

［4］王江勝，劉鳳奎. 高橋墩剛度對橋梁抗震特性的影響研究［J］. 河南城建學院學報，2010，（O6）.