劉旭

（中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司，北京 100011）

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，橋梁工程的建設(shè)速度也不斷加快。橋梁的抗震設(shè)計(jì)也成為一個(gè)重要的話題，尤其是處于地震帶的區(qū)域，更要在橋梁工程的設(shè)計(jì)時(shí)考慮好抗震設(shè)計(jì)，確保橋梁在使用過程中的安全性與可靠性，滿足我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。為此，對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)的探析具有重要意義。

2 地震對(duì)橋梁的影響

地震對(duì)橋梁的破壞力巨大，當(dāng)出現(xiàn)地震后，會(huì)對(duì)橋梁的安全性、穩(wěn)定性及其他方面造成極大影響，具體表現(xiàn)為：

1）會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生破壞。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，地基是最先遭受沖擊的部分，如果橋梁工程的地基土質(zhì)松軟，對(duì)地基的破壞力會(huì)更大。

2）會(huì)對(duì)橋墩產(chǎn)生破壞。在發(fā)生地震后，橋墩會(huì)在地震波的影響下出現(xiàn)偏移，這時(shí)就會(huì)剪斷支座錨栓，極有可能造成橋段斷裂或者橋梁坍塌。

3）會(huì)對(duì)橋梁支座產(chǎn)生破壞。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，地震的破壞力會(huì)得到支座的阻擋與消除，雖然支座能對(duì)橋梁主體進(jìn)行保護(hù)，但支座被破壞后，也會(huì)發(fā)生落梁的問題[1]。所以，需要做好抗震設(shè)計(jì)，降低地震產(chǎn)生的破壞。

3 橋梁工程中橋梁抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

在橋梁工程中橋梁抗震設(shè)計(jì)期間，有很多關(guān)鍵點(diǎn)需要注意，這些都是提升抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。本文對(duì)橋梁工程中橋梁抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行介紹。

3.1 合理計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)

橋梁工程在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算期間，由于不同的墩柱高度不同，在溫度、汽車制動(dòng)力等各種因素的影響下，橋梁上部結(jié)構(gòu)在受到這些因素的影響后，會(huì)產(chǎn)生水平力，力的分配并不均勻，所以在計(jì)算時(shí)要對(duì)邊界條件進(jìn)行模擬[2]。

3.2 支座剛硬度設(shè)計(jì)

在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下簡(jiǎn)支T梁為橋梁的支座，為普通的橡膠支座。支座設(shè)置在橋墩頂部，一般有2排，橫向的為1排，支座的數(shù)量為5個(gè)，橫向支座在單個(gè)蓋梁上設(shè)置有2排，這時(shí)在對(duì)支座的剛度kz進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要使用下面的公式：

式中，A、G、t分別代表支座的平面面積、支座剪切彈性模量、支座橡膠層的具體厚度。

3.3 地震荷載

地震荷載的分析包含的內(nèi)容眾多，需要對(duì)所在地區(qū)的震動(dòng)峰值、加速度進(jìn)行確定，同樣，也要對(duì)抗震設(shè)計(jì)程度進(jìn)行確定。在設(shè)計(jì)期間，橋梁的抗震程度較高，一般要高出1度。在設(shè)計(jì)期間，要增加擋塊，方向?yàn)闄M向與豎向，而且要將橡膠墊片進(jìn)行加裝，在提升橋梁結(jié)構(gòu)延展性期間，可以對(duì)集中部位的鋼筋進(jìn)行適當(dāng)增加。假設(shè)橋梁工程項(xiàng)目為7度區(qū)的高速公路，對(duì)橋梁的規(guī)格確定為B類，這時(shí)可以設(shè)地震的基本烈度、地震動(dòng)峰值加速度、場(chǎng)地地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期分別為7度、0.10g、0.45s。確定出橋梁的墩高為57.5m，又由于橋墩的高度超出30m，已經(jīng)不再是規(guī)則的橋梁，所以，對(duì)于橋梁的抗震性能進(jìn)行分析具有重要意義[3]?？梢酝ㄟ^MM/TH法對(duì)抗震要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.4 橋墩長(zhǎng)度計(jì)算

跨簡(jiǎn)支梁與連續(xù)結(jié)構(gòu)為公路橋梁的結(jié)構(gòu)，橋墩承載力的計(jì)算需要對(duì)極端長(zhǎng)度L0的值進(jìn)行計(jì)算，墩頂會(huì)在水平力的作用下發(fā)生水平位移，在對(duì)橋墩計(jì)算長(zhǎng)度的系數(shù)進(jìn)行確定時(shí)，需要將β的范圍控制在1～2。很多因素都會(huì)對(duì)β產(chǎn)生影響，如橋墩的剛性強(qiáng)度、橋墩的高度等。所以，一般情況下在β的取值方面，不同的項(xiàng)目工程取值也有所不同，β的取值也會(huì)有所不同，這時(shí)就會(huì)與規(guī)定值之間產(chǎn)生較大的差距。所以，需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)空間受力的基本特征進(jìn)行模擬，模擬的主要工具為三維有限元軟件，可以模擬使用狀態(tài)、實(shí)際施工過程，這樣就可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)空間受力情況進(jìn)行更加準(zhǔn)確的計(jì)算[4]。

3.5 橋梁工程中橋梁抗震設(shè)計(jì)的方法

在設(shè)計(jì)期間需要一定的方法，具體有以下幾種：

1）概念設(shè)計(jì)。根據(jù)以往的抗震經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要獲取抗震設(shè)計(jì)的基本概念與思路，為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案及細(xì)節(jié)確定提供支持。

2）地震響應(yīng)分析方法的改變?？拐鹪O(shè)計(jì)理論與方法在不斷創(chuàng)新變化，在設(shè)計(jì)期間需要考慮地震的特征以及其他特征。

3）多階段設(shè)計(jì)方法。抗震設(shè)計(jì)工作在不斷變化，尤其是在不同結(jié)構(gòu)、不同概況地震等的作用下，需要在設(shè)計(jì)時(shí)分為多個(gè)階段，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)從單一階段設(shè)計(jì)到多階段設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變。

4）根據(jù)性能設(shè)計(jì)。強(qiáng)度雖然是抗震能力衡量的一個(gè)重要指標(biāo)，但是不能作為唯一的指標(biāo)，主要是由于在強(qiáng)震下材料的彈塑性會(huì)發(fā)生改變，在塑性階段消耗地震能力的大小及變形情況，可以對(duì)發(fā)生破壞的情況進(jìn)行判斷。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)抗震性能進(jìn)行判斷，這樣才能確保設(shè)計(jì)的可靠性與合理性[5]。

4 抗震設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)

4.1 正確選擇地址

橋梁地址的選擇十分關(guān)鍵，抗震設(shè)計(jì)過程中需要考慮橋梁選址，確保在區(qū)域內(nèi)能具有良好的抗震性能，而且還要保證地面不能松軟，確保地面的牢固性。因此，在抗震設(shè)計(jì)過程中，要考慮地址與土質(zhì)，確保橋梁具有良好的抗震性能。

4.2 注意結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱

在抗震期間對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)也比較明顯，在對(duì)地震問題進(jìn)行應(yīng)對(duì)時(shí)效果良好。比如，橋墩的高度差距較大，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)低橋墩受到高橋墩的影響較大。因此，在抗震設(shè)計(jì)期間，需要對(duì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性進(jìn)行考慮[6]。

4.3 注重橋梁的整體性

橋梁的整體性對(duì)結(jié)構(gòu)作用的發(fā)揮具有重要意義。在地震發(fā)生時(shí)結(jié)構(gòu)需要有足夠的承載力來(lái)承受沖擊力，避免發(fā)生被震落的情況。因此，在提升橋梁整體性的過程中，需要利用多種渠道來(lái)提升整體性，并且要做好減振工作，確保橋梁的穩(wěn)定性。

4.4 設(shè)置多道抗震防線

為減輕地震對(duì)橋梁產(chǎn)生的影響與破壞，在抗震設(shè)計(jì)期間需要做好防線設(shè)置，以便對(duì)地震產(chǎn)生的力進(jìn)行合理應(yīng)對(duì)。尤其是地震等級(jí)較高時(shí)，就會(huì)對(duì)防線產(chǎn)生破壞，在破壞后還能發(fā)揮其他作用。通過多道抗震防線的設(shè)置，為橋梁工作的安全性提供支持，避免發(fā)生塌陷的情況。

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中橋梁發(fā)揮著重要作用，對(duì)于一些山區(qū)而言，橋梁更是聯(lián)系外界的重要途徑。但是，由于我國(guó)幅員遼闊，很多區(qū)域處于地震帶上，對(duì)橋梁的安全性與穩(wěn)定性造成極大影響。為更好地應(yīng)對(duì)地震造成的破壞，需要做好抗震設(shè)計(jì)，所以需要做好橋梁結(jié)構(gòu)、支座剛硬度、橋墩長(zhǎng)度等的設(shè)計(jì)與計(jì)算，確?？拐鹪O(shè)計(jì)的合理性與可靠性。在設(shè)計(jì)期間需要重點(diǎn)關(guān)注一些注意事項(xiàng)，這樣才能為抗震設(shè)計(jì)水平的提升提供支持，確保我國(guó)橋梁工程建設(shè)的有效進(jìn)行。