彭 望(四川科輝工程設計研究有限公司 四川德陽 618000)

山區(qū)高墩橋梁的抗震設計措施初探

彭 望
(四川科輝工程設計研究有限公司 四川德陽 618000)

隨著社會經濟的迅猛發(fā)展，我國交通運輸行業(yè)也迎來了快速發(fā)展的新時期。交通作為經濟發(fā)展的關鍵影響因素之一，便捷通暢的交通線路隨之而來的是更好的經濟發(fā)展前景。在我國西部大開發(fā)和振興東北老工業(yè)基地等政策的指導下，為滿足經濟發(fā)展的需要，很多的道路橋梁開始興建。因為，我國山區(qū)地形地貌較為復雜，并且容易受到地質災害的影響。所以，在山區(qū)高墩橋梁的設計時要充分的考慮其抗震設計。本文就圍繞山區(qū)高墩橋梁的抗震設計相關措施進行初步的探析，并提出作者的建議。

山區(qū)高墩橋梁；抗震設計；措施

引言

隨著我國高墩橋梁建設的興起，如何保障橋梁建設的質量也引起了越來越多人的關注。山區(qū)高墩橋梁的抗震設計是確保橋梁穩(wěn)定的重要因素之一，其對整個橋梁的結構性能具有至關重要的作用。本文就對目前我國山區(qū)高墩橋梁的抗震設計存在的問題、抗震設計對橋梁的重要性和相關的抗震設計措施進行探討。

1 我國山區(qū)高墩橋梁抗震設計存在的問題

近幾年來，我國山區(qū)高墩橋梁建設在不斷的發(fā)展進步，抗震設計的重要性也被廣泛的認知。但是，在實際的抗震設計過程中仍就存在很多的問題，如以下幾點：（1）設計脫離實際。在一些的山區(qū)高墩橋梁抗震設計中，工程師一味的立足固定的設計參數，忽視實際情況，而導致了橋梁結構抗震性能差的情況。（2）欠缺科學的理論和技術指導。我國橋梁抗震設計存在的一個最大的弊端就是，過于依賴前輩的經驗，欠缺科學的理論和技術指導。同時，對國外先進的技術和經驗不能及時的學習和應用。

2 山區(qū)高墩橋梁抗震設計的重要性

一方面，我國是世界上地震活動頻發(fā)且強度較大的國家之一，一旦發(fā)生地震就會導致橋梁破壞，造成大范圍的交通堵塞，造成不可挽救的生命財產損失。另一方面，我國山區(qū)多分布高山和河流，工程建設極為復雜。因此在建設高墩橋梁，尤其是在山區(qū)建設時，考慮到其復雜的地貌環(huán)境，一定要進行科學的抗震設計。最終，不僅能夠滿足經濟發(fā)展的需要，還能夠給人們的生活和生命財產帶來保障。

3 山區(qū)高墩橋梁抗震設計措施

3.1 設計橋梁整體結構

高墩橋梁的結構設計的好壞是影響橋梁效益和質量的直接因素，山區(qū)的高墩橋梁在經受地震災害后出現的位移，最主要的原因就是橋梁的質量和剛度的不平衡。所以，在設計橋梁的整體結構時要做到以下幾點：（1）要充分的考慮到山谷兩側的坡度和橋梁的墩高之間的平衡關系。（2）設計等橋面寬度、等跨度和簡支梁結構以保證橋梁質量和剛度之間的平衡。（3）要根據實際情況，在橋梁設計中調整支座形式和橋墩直徑。（4）在橋梁上部應該優(yōu)先選擇抗震性能好的連續(xù)剛結構和連續(xù)梁，多做中小跨徑、少做大跨徑。（5）一聯結構中應多設置制動墩，來分散地震能力。（6）在下部結構的設計上，要在保障足夠柔度的情況下，選用結構穩(wěn)定、耐久性和承載力強的構型。

3.2 橋位選擇

山區(qū)高墩橋梁設計時，需要對橋位的選擇加以重視。在橋位的選擇上，要以抗震地段為首要考慮，主要注意以下幾點：（1）高墩橋梁應該建設在地質構造相對穩(wěn)定的環(huán)境下，也就是說要避開活動性斷裂地質、液化土層、軟弱黏性土層和土層嚴重分布不均勻地段。（2）地段選擇的第二點就是，盡量選在平豎曲線半徑小、彎道較多的地段。正確的橋位選擇可以將地震帶來的滑坡、崩塌、河流流向等危險控制在最小的范圍之內。

3.3 選用新型的耗能材料

相關建筑部門在進行山區(qū)高墩橋梁設計時，為了提高橋梁的有效抗震性，可以選用一些能夠高效吸附地震能力的新型耗材材料，以此緩解橋梁的受力情況，將橋梁的變形控制在一定范圍內保護橋梁的整體結構。

3.4 橋墩選型和提高橋墩的抗震性能

在山區(qū)橋梁大多是不規(guī)則的曲線橋梁，這種橋梁的幾何形狀會影響地震造成的危害。因為不規(guī)則的曲線橋梁的受力情況十分復雜，即便是獨墩的橋梁在受到地震的橫向力是也會產生很大的軸向力，高墩橋梁的受力影響則更大。高墩橋梁在地震受力時：一種情況，高墩與矮墩耦合，會使矮墩承受更大的壓力，很可能造成矮墩提前破損。另一種情況，高墩與矮墩不耦合，可能會使墩定發(fā)生位移，造成支架的脫落而破壞主梁。所以，橋墩的選型十分重要，目前的主要墩型有雙柱墩、T型墩、門架墩和空心薄壁墩，不同的墩型有不同的特點，主要的選擇依據有以下幾點：（1）當墩高小于三十米，橋梁選擇常規(guī)的雙柱墩，其優(yōu)點是良好的橫向抗彎剛度。（2）當墩高小于四十米，選擇獨柱T型墩，其結構的整體性能較好，各個方向的抗扭曲剛度和抗彎度較大。（3）當墩高小于六十米時，選擇門架墩，（4）當墩高小于八十米時，選擇空心薄壁墩，其具有橫向界面剛度大和橫截面尺寸大的優(yōu)勢。變截面的空心薄壁墩適用于墩高一百米左右的。以上三種墩型在第一階振型和周期如下圖：

墩型 自振周期／s 振型形狀雙柱墩 1.069 橫橋向振動，彎扭耦合振動，對稱T型墩 1.096 橫橋向振動，對稱空心薄壁墩 0.727 橫橋向振動，對稱

提高橋墩抗震性能的措施：（1）山區(qū)的高墩橋梁采用鋼筋混凝土結構。（2）采用等截面橋墩。（3）在橋墩與柱基和蓋梁相連處，采用加強捆筋措施，提高墩柱潛在塑性區(qū)的抗剪強度。

3.5 橋墩臺的設計

（1）采用限位器：在橋墩臺伸縮縫出安裝限位器來限制相對位移，還可以防止地震中上部結構落梁的發(fā)生。（2）采用隔震支座：在墩臺和兩題的連接處增加結構阻尼和柔性，以減小橋梁的地震反應。（3）合理設計橋墩臺處擋塊：擋塊的設計應管制主梁與擋塊的剛度比值范圍，根據不同結構和不同跨度橋梁，選擇不同結構和尺寸的擋塊。（4）順橋向連梁裝置：為了避免地震中橋墩臺伸縮縫兩側相鄰橋梁與墩頂蓋梁發(fā)生較大位移，可以設置由配套螺帽、彈性橡膠墊塊和精軋螺紋鋼筋組成的順橋向連梁裝置。

3.6 橋墩延性減震措施

鑒于高墩橋梁在強震的作用下又十分明顯的非線性特征，所以在抗震設計的選擇上要采用合適橫向彈性擋塊，以保障延性構建具備很好的塑性變形能力，來耗散掉一部分地震帶來的能力。

4 結語

綜上所訴，山區(qū)高墩橋梁的抗震設計將直接管著橋梁整體結構的質量和性能，所以為避免在地震后發(fā)生的嚴重災害，在橋梁建設工程中必須要重視橋梁的抗震設計。本文作者根據多年的工作經驗總結出的幾點有關山區(qū)高墩橋梁的抗震設計措施，希望能為行業(yè)的發(fā)展提供有益的建議。

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