趙李強(qiáng)　王亮　黨強(qiáng)

摘要：隨著曲線梁橋的發(fā)展，曲線梁橋抗震研究也成為了近年來的研究熱點(diǎn)。本文介紹了曲線梁橋抗震措施及其應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：曲線梁橋；橋梁；抗震；

引言

由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，曲線梁橋與直線梁橋在受力方面存在很大的區(qū)別，“彎扭耦合”現(xiàn)象在曲線橋中占重要的地位，而且，曲率越大，耦合現(xiàn)象越突出，靜力如此，動力亦是如此。特別是在地震動作用下，這種彎扭耦合效應(yīng)被放大，使曲線橋梁在地震作用下的破壞更為嚴(yán)重。因此，做好曲線梁橋抗震設(shè)計十分重要。

1橋梁抗震性能主要指標(biāo)

曲線梁橋的幾何形狀也會影響其地震響應(yīng)。如在橫向地震動的作用下，因曲率影響而在橋墩內(nèi)產(chǎn)生軸向力，這種軸向力將會增加橋墩的側(cè)向抗力，即曲線梁橋橋墩的橫向彎矩比直線梁橋橋墩的橫向彎矩小，但是曲線梁橋主梁的扭矩比直線梁橋的扭矩大，這必須依靠主梁的抗扭剛度來抵抗這些扭矩，而過大的主梁轉(zhuǎn)動將會導(dǎo)致支座的脫空，這有可能引起橋墩的頂部產(chǎn)生與底部符號相反的彎矩，使得橋墩的設(shè)計趨于復(fù)雜化。而曲線梁橋的縱向位移較直線梁橋的縱向位移大，這可能引起伸縮縫或支座的剪切變形產(chǎn)生問題。

1.1上部結(jié)構(gòu)的承重能力

在橋梁設(shè)計時一般橋梁上部結(jié)構(gòu)的承重能力都會很大，不會因?yàn)槌囟鴮?dǎo)致橋梁的橋體坍塌，但是如果橋梁在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒有考慮好橋體與橋墩之間的支撐連接，導(dǎo)致橋墩無法發(fā)揮支撐橋體的作用而使橋體滑落的后果。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以根據(jù)橋體滑落的方向（順勢滑落、橫向滑落、旋轉(zhuǎn)滑落）等判斷橋上部結(jié)構(gòu)發(fā)生滑落時對橋墩造成的損害程度。

1.2橋墩與橋體之間的連接

橋體與橋墩之間需要很好的材料進(jìn)行連接才能保證橋墩發(fā)揮支撐能力，橋體與橋墩之間通常選擇橋梁支座、伸縮縫和剪刀鍵來連接，這些連接部件在發(fā)生地震時最容易遭到破壞，因此在進(jìn)行橋梁設(shè)計時一定要選擇合適的材料和部件進(jìn)行連接。

1.3墩臺的質(zhì)量墩柱

作為支撐橋體的重要構(gòu)件，在發(fā)生地震等重大災(zāi)難時容易因?yàn)轫g性不夠而斷裂，或者因?yàn)閮?nèi)部的鋼筋或者箍筋不夠，導(dǎo)致箍筋彎曲、橋墩斷裂。因此，在進(jìn)行抗震性分析時要考慮墩臺的質(zhì)量是否能夠支撐橋體或者在重大地震災(zāi)害面前仍然能夠支撐。同時由于地震導(dǎo)致地質(zhì)疏松或者下沉，墩臺的樁基不夠踏實(shí)也容易導(dǎo)致橋梁坍塌，因?yàn)闃虻臉痘谧钕露耍谠獾狡茐暮笠膊蝗菀仔迯?fù)，因此在建設(shè)時要根據(jù)橋的強(qiáng)度和剛度，建在踏實(shí)的樁基上。

2曲線梁橋抗震措施及其應(yīng)用

2.1場地選擇

進(jìn)行橋梁建設(shè)前，要選擇對抗震有利的地理位置。比如區(qū)域土壤條件較好、堅(jiān)實(shí)的地段等。對橋梁抗震不利的地段主要指的是發(fā)生地震過程中容易出現(xiàn)陷落的比較松軟的地段和土壤的成因、巖石的狀態(tài)以及性質(zhì)都非常不明顯的地段。若由于特殊原因必須在該種路段進(jìn)行建設(shè)，則要對該路段采取措施進(jìn)行抗震能力的加強(qiáng)。若在地震中容易出現(xiàn)滑移以及地面容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的地段，可通過穩(wěn)定地基的方式進(jìn)行措施實(shí)施。在良好地基基礎(chǔ)建立的前提下，橋梁的建設(shè)質(zhì)量才會得到保障。

2.2橋梁體系設(shè)計與規(guī)則

在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)時要保證橋梁部件之間的協(xié)調(diào)性，上面的部件要盡可能連續(xù)。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計得好不僅能夠防止在地震時部件散落還能保證橋梁的安全性能。結(jié)構(gòu)的設(shè)計不管是在平面上還是在立體上都要保證各個方面的協(xié)調(diào)勻稱，避免突然地發(fā)生變化。由于地震引起的橋梁構(gòu)件變動，抗震設(shè)計要使地基傳入的能量是最小的，并且橋梁結(jié)構(gòu)有著適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與延性，用來防止破壞。有效的抗震途徑就是提升總體的強(qiáng)度與提升總體的延性。剛度能夠便于控制結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，強(qiáng)度對于結(jié)構(gòu)抗震具有重要作用。由于地震的周期性與反復(fù)性，會使得強(qiáng)度與剛度發(fā)生變化，因此在設(shè)計時要注意剛度與強(qiáng)度才能更好地設(shè)計橋梁。

2.3延展性與位移設(shè)計

當(dāng)前橋梁設(shè)計中最重視的就是橋梁的承載力與抗震性能，在橋梁的設(shè)計中，提升橋梁的承載力與抗震性能可以有效的延長橋梁的使用壽命。此外，橋梁設(shè)計中還需重視橋梁的強(qiáng)度，在一般情況下，增加橋梁的強(qiáng)度可以有效的提升橋梁的抗震性能。然而，橋梁在使用的過程中，可能產(chǎn)生一定的位移，這時橋梁的強(qiáng)度就無法保證橋梁抗震性能，這就需要在橋梁的設(shè)計過程中，重視橋梁的位移設(shè)計以及橋梁的延展性設(shè)計。在橋梁加固技術(shù)后續(xù)的發(fā)展中，將會更加注重對橋梁延展性以及位移性的設(shè)計，在橋梁的設(shè)計中甚至可以直接使用位移的參數(shù)對橋梁進(jìn)行設(shè)計。

2.4橋梁的減震與耗能設(shè)計

在橋梁設(shè)計中，需要重視橋梁施工材料的用量控制，這在一定程度上可以節(jié)省橋梁建造的成本，提升橋梁的經(jīng)濟(jì)效益。除了對成本控制越來越精細(xì)之外，對橋梁減震的設(shè)計也非常重要，在后續(xù)的橋梁抗震加固技術(shù)的發(fā)展中，減震技術(shù)的發(fā)展將成為抗震加固技術(shù)發(fā)展的趨勢。橋梁的減震功能在未來的發(fā)展中，就會朝著高阻尼、低性能的方向發(fā)展。因此，在當(dāng)前的橋梁設(shè)計中，在提升成本控制的同時，也需要提高橋梁的減震性能。

2.5橋梁抗震構(gòu)造細(xì)節(jié)

我國橋梁的數(shù)量非常多，在我國橋梁的發(fā)展中，產(chǎn)生了非常多橋梁抗震設(shè)計，而大多數(shù)橋梁的抗震加固設(shè)計技術(shù)并沒有注重橋梁抗震的精度。在西方國家的橋梁抗震加固技術(shù)中，已經(jīng)對橋梁抗震加固設(shè)計構(gòu)造細(xì)節(jié)做出了相應(yīng)的要求。例如：襯砌工作在橋梁施工中屬于基礎(chǔ)性施工，在橋梁設(shè)計時，設(shè)計人員需要對襯砌工作的細(xì)節(jié)做詳細(xì)的介紹，對襯砌的結(jié)構(gòu)性問題以及防腐問題要及時的解決，在保證襯砌穩(wěn)定性的同時，也在一定程度上保證了橋梁的穩(wěn)定性。在橋梁抗震加固技術(shù)后續(xù)的發(fā)展中，將越來越重視對橋梁構(gòu)造細(xì)節(jié)問題的解決。

2.6橋梁結(jié)構(gòu)跨度設(shè)計

合理地進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)跨度設(shè)計是提升橋梁抗震能力的主要方法，特別是對于容易發(fā)生地震和山體滑坡的地區(qū)，因?yàn)槿绻麡蛄涸诮ㄔO(shè)時結(jié)構(gòu)跨度不均勻，在地震時，橋梁所受的外界壓力不相同就會更加容易斷裂。并且橋梁結(jié)構(gòu)跨度越小，橋梁的抗震能力越強(qiáng)，可以在地震頻繁區(qū)選擇跨度斷的橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁跨度不同的話或者橋墩所能承受的壓力不同的話，橋梁承受壓力不同抗震能力下降，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，有時候可能不能滿足結(jié)構(gòu)跨度均勻，這時就要通過調(diào)整橋墩與橋體支座的形狀和結(jié)構(gòu)，并且改變橋墩內(nèi)部的鋼筋的數(shù)目，來控制橋墩的剛度和韌性以保證橋體結(jié)構(gòu)跨度與橋墩強(qiáng)度的協(xié)調(diào)一致。

2.7橋墩的設(shè)計

由于橋墩是決定橋梁抗震性能的關(guān)鍵因素，要想提高橋梁的抗震性能，就需要對橋墩進(jìn)行合理地設(shè)計，包括橋墩材料的選擇、體積和形狀的設(shè)計，以及橋墩的位移的選擇。因?yàn)闃蛄旱淖罡咛幱跇蚨罩g容易發(fā)生位移的變化，因此在進(jìn)行設(shè)計時要選擇整體巖盤，盡可能地降低共振對橋梁產(chǎn)生的壓力，并且在較大的慣性下，橋梁仍然能夠不發(fā)生位移的穩(wěn)定程度。同時對于橋墩的鋼筋的選擇時，首先要保證鋼筋的數(shù)量，要在縱向和橫向都加入鋼筋以提高橋墩的延性。其次要保證鋼筋的材料的韌性，在選擇鋼筋的形狀時盡可能地選擇螺旋形的鋼筋，這樣的鋼筋與橋墩混凝土的結(jié)合能力強(qiáng)，不容易發(fā)生橋墩與鋼筋脫落的現(xiàn)象。

結(jié)束語

橋梁不僅是國家經(jīng)濟(jì)活動中輸送人員、物資的大動脈，又是震災(zāi)救援和震災(zāi)恢復(fù)中的咽喉，對于作為生命線工程的橋梁在遭遇地震時能保持或基本保持使用功能極為重要。我國橋梁抗震技術(shù)發(fā)展速度很快，但是抗震技術(shù)仍然有待提高。曲線梁橋設(shè)計的技術(shù)性高，并且對抗震性能的要求也很高。設(shè)計人員應(yīng)該運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)，綜合橋梁建設(shè)的材料和力學(xué)結(jié)構(gòu)對曲線梁橋進(jìn)行合理地設(shè)計。