劉耀川

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)日益繁榮，交通事業(yè)的發(fā)展速度不斷加快。因此，現(xiàn)階段的公路橋梁安全性在交通事業(yè)中扮演著非常重要的角色。一方面公路橋梁的安全設(shè)計(jì)，能夠保證人民的生命安全。另一方面，公路橋梁的安全設(shè)計(jì)是推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。為了加強(qiáng)我國(guó)的公路橋梁抗震優(yōu)化研究，相關(guān)工作人員必須要及時(shí)更新設(shè)計(jì)理念，拓寬知識(shí)視野，充分運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;抗震優(yōu)化;橋梁安全

中圖分類號(hào)：U442.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

通過(guò)查閱已有的資料發(fā)現(xiàn)，我國(guó)地理位置處于兩大地震帶之間。所以在我國(guó)的大部分地區(qū)都會(huì)有地震的風(fēng)險(xiǎn)。眾所周知，地震不僅會(huì)給我們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅，對(duì)我們的日常生活也會(huì)造成很大的影響。因此公路橋梁的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的工作。在發(fā)生地震后，公路橋梁的高穩(wěn)定性對(duì)于物資的配送以及救援工作也具有重要作用。

1 公路橋梁設(shè)計(jì)的原則

1.1 安全性原則

公路橋梁的最基本作用是供行人、車輛安全通行。因此，公路橋梁的安全性是最基本的設(shè)計(jì)原則。在現(xiàn)如今的公路橋梁中，還存在著許多安全隱患。一旦公路橋梁遇到地震等自然災(zāi)害，如果沒(méi)有強(qiáng)大的安全保障，則會(huì)帶來(lái)不可估量的損失，如在汶川大地震中，小魚(yú)洞大橋的斷裂，不僅在地震時(shí)給人民安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅，還給彭州龍門山鎮(zhèn)地區(qū)震后的救援工作造成困擾。因此在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，要運(yùn)用科學(xué)的方法，保障公路橋梁的安全問(wèn)題。

1.2 耐用性原則

在公路橋梁構(gòu)建工作中，往往不是短暫性的使用，而是日后長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，甚至是上百年的使用。而在橋梁、公路使用過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)一些極端的天氣，如崩塌落石、地震、滑坡等;也會(huì)遇到許多人為因素，如汽車超載、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低等，這些問(wèn)題都會(huì)給公路橋梁帶來(lái)一定的損耗。因此在進(jìn)行施工之前應(yīng)選取持久耐用的原材料進(jìn)行建設(shè)，對(duì)其原材料使用比例進(jìn)行估算，保證其使用的持久性、抗震性，以便滿足社會(huì)長(zhǎng)期使用的需求。在暑期，我國(guó)部分地區(qū)往往會(huì)發(fā)生滑坡、地震等地質(zhì)災(zāi)害，作為公路橋梁建設(shè)工作者，在公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮這些自然災(zāi)害帶來(lái)的影響，做到有針對(duì)性地進(jìn)行公路、橋梁建設(shè)，保障人民的財(cái)產(chǎn)安全。

1.3 經(jīng)濟(jì)性原則

在保證公路橋梁建設(shè)的安全性和耐久性的前提之下，經(jīng)濟(jì)性原則也是建設(shè)過(guò)程中需要充分考慮的基本原則。從促進(jìn)區(qū)域發(fā)展的層面看，修建道路和橋梁是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。隨著全球化、信息化水平的提高，人們之間的溝通與交流也越來(lái)越多。而道路和橋梁的搭建，對(duì)于人與人之間的交流起到了促進(jìn)作用。因此，各地應(yīng)在自身發(fā)展的基礎(chǔ)之上，建設(shè)新的道路和橋梁，加強(qiáng)與外界的溝通交流，促進(jìn)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 當(dāng)前公路橋梁建設(shè)存在的問(wèn)題

2.1 橋梁墩柱震害

橋梁墩柱是構(gòu)成公路橋梁的重要組成部分之一。因此，在公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)橋梁墩柱的質(zhì)量把控。通過(guò)對(duì)2008年四川汶川地震中破壞橋梁的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生地震時(shí)，如果公路橋梁的墩柱受到破壞，橋梁墩柱的墩身會(huì)剪切開(kāi)裂、匱壓破壞，將內(nèi)部的鋼筋暴露在外，使橋梁承受地震的能力變差，失去原有的承載能力，從而發(fā)生坍塌現(xiàn)象。以前橋梁設(shè)計(jì)、建造標(biāo)準(zhǔn)低，橋墩箍筋直徑小、間距大，配箍率很低，橋梁本身抗震能力就差。

2.2 公路橋梁附屬工程震害

公路橋梁建設(shè)工作內(nèi)容龐大而復(fù)雜，用最通俗的語(yǔ)言概括其內(nèi)容為：公路橋梁工程包括橋梁的主體以及橋梁附屬工程這兩大主要部分，橋梁在受到地震影響時(shí)，梁體發(fā)生位移，首先受到損壞的就是附屬構(gòu)件，附屬構(gòu)件的尺寸、與主體結(jié)構(gòu)的牢固連接顯得尤為重要。

因此，在進(jìn)行公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，要充分的重視橋梁附屬工程的抗震化設(shè)計(jì)研究。附屬工程在整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)中起到了輔助性的配套作用，一旦發(fā)生地震時(shí)，附屬工程如果沒(méi)有一定的承受能力，極容易發(fā)生震害的現(xiàn)象，其最明顯的表現(xiàn)是橋梁上部結(jié)構(gòu)掉落、伸縮縫拉斷等問(wèn)題。

2.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，一些大中型城市之間往往會(huì)出現(xiàn)城際橋梁，通過(guò)城際橋梁以促進(jìn)交通事業(yè)的發(fā)展。通過(guò)調(diào)查可知，橋梁建設(shè)施工工程量大，時(shí)間和空間跨度也非常大，其不同于在平面施工操作，需要更高的技術(shù)水準(zhǔn)，因此，橋梁的建造工作是一項(xiàng)工作條件艱苦，勞動(dòng)力大，開(kāi)放性較高的工程，在建造過(guò)程中更應(yīng)注重橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問(wèn)題。在地震發(fā)生時(shí)，橋梁往往更容易發(fā)生坍塌，其中最明顯的問(wèn)題就是橋梁上部結(jié)構(gòu)的移位、掉落。因此，在挑選橋梁上部結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)注重其堅(jiān)固性，穩(wěn)定性的篩選，加強(qiáng)其支撐力度，使橋梁上部結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)能夠最大程度地保持穩(wěn)定性。

2.4 橋梁地基穩(wěn)定性差

無(wú)論是什么建筑工程，都離不開(kāi)堅(jiān)實(shí)的地基建設(shè)。而在地震發(fā)生時(shí)，每一個(gè)建筑的地基是最容易受到破壞的結(jié)構(gòu)。在地震的作用下，地基沉陷、滑移、溜坍等變形，導(dǎo)致墩臺(tái)移位和傾斜，加劇橋梁病害。在以往的橋梁地基建設(shè)當(dāng)中，許多橋梁的地基并不深厚，難以承受較大級(jí)別的地震。因此在進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工時(shí)，應(yīng)提高基礎(chǔ)混凝土標(biāo)高，增加對(duì)應(yīng)抗震鋼筋的設(shè)置，盡量采用較深的樁基礎(chǔ)。對(duì)施工質(zhì)量也應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)，加強(qiáng)混凝土澆筑質(zhì)量，使地基更加牢固。

3 公路橋梁抗震優(yōu)化策略

3.1 添加橋梁隔離支座

橋梁支座是位于橋梁上部結(jié)構(gòu)和其下部結(jié)構(gòu)之間的重要部件，它能將橋梁上部所承受的負(fù)荷完全傳遞給橋梁的下部結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)而言之，橋梁支座是公路橋梁構(gòu)造中重要的力學(xué)傳導(dǎo)設(shè)備，是連接橋梁上部和橋梁下部的中間樞紐。在我國(guó)，橋梁支座分為兩種，一種是可以固定的隔離支座，另一種是可移動(dòng)隔離支座，開(kāi)展橋梁的抗震化設(shè)計(jì)最重要的一步就是添加隔離支座，它的出現(xiàn)可以扭轉(zhuǎn)橋梁橋體的力學(xué)平衡問(wèn)題，從而對(duì)橋梁的防震起到良好的緩沖作用，不僅節(jié)省建設(shè)成本，還促進(jìn)工程質(zhì)量的提高。普通板式橡膠支座也能起到良好的隔振作用，其成本低，更換修復(fù)簡(jiǎn)單，付出的代價(jià)也低。隨著科技的發(fā)展，高阻尼支座也隨之使用增加。

3.2 采用橋梁延性控制方式

我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)方式有兩種策略，一個(gè)是剛性抗震設(shè)計(jì)策略，另外一個(gè)則是橋梁延性控制策略。在過(guò)去，公路橋梁建設(shè)常常采用的是剛性抗震策略，像金門大橋，米洛高架橋等，均采用的是剛性抗震設(shè)計(jì)策略。但是通過(guò)近年來(lái)不斷的實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剛性抗震設(shè)計(jì)策略往往不能夠滿足如今地震的等級(jí)需求，因此需要將橋梁延性的控制策略運(yùn)用到如今的橋梁抗震設(shè)計(jì)當(dāng)中，基層工作人員要盡量的把橋梁建設(shè)原結(jié)構(gòu)做柔軟，使其能夠適應(yīng)地震的波動(dòng)，以達(dá)到隔離地震波動(dòng)的效果，使得地震產(chǎn)生的波動(dòng)傳達(dá)不到橋梁的主體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，減小橋梁主體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，促進(jìn)橋梁和公路建設(shè)過(guò)程中的高效性和穩(wěn)定性。

3.3 引用新型抗震設(shè)計(jì)方法

在過(guò)去，我國(guó)橋梁建設(shè)抗震方法中，大多數(shù)采用的是增加鋼筋和水泥柱的數(shù)量、增加灌溉量這兩個(gè)方法提高公路橋梁的抗震能力。但是通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這些方法還存在一定的局限性。級(jí)別較輕的地震用這兩種方法才能勉強(qiáng)的應(yīng)對(duì)，然而在日常中，一旦遇到大型的地震災(zāi)害，目前這些建筑物的抗震設(shè)計(jì)方法將不堪一擊。公路橋梁、建筑物都會(huì)因此受到損害，從而給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。因此，建造人員應(yīng)當(dāng)探索新的橋梁抗震設(shè)計(jì)方法，采用新設(shè)計(jì)理念，打好地基，增強(qiáng)地基和建筑物的承載能力。在地震多發(fā)區(qū)，盡量采用簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)橋梁，設(shè)置限位墩將長(zhǎng)橋變短橋，避免連帶影響，做到震后能及時(shí)修復(fù)，便于修復(fù)，修復(fù)的代價(jià)小。

3.4 提高橋梁零部件的質(zhì)量和強(qiáng)度

在進(jìn)行公路橋梁建筑施工過(guò)程中，抗震附屬設(shè)施必不可少。附屬設(shè)施零部件質(zhì)量的高低，往往會(huì)影響整個(gè)建筑的質(zhì)量和安全性。對(duì)于零部件質(zhì)量的把關(guān)，應(yīng)當(dāng)從橋梁前期設(shè)計(jì)階段便開(kāi)始著手，比如增設(shè)防落鏈、蓋梁做寬、做大，設(shè)置多級(jí)縱橫向抗震擋塊、梁體上設(shè)置抗震橡膠墊塊等，綜合設(shè)置合適的抗震措施。地震之后最基礎(chǔ)的建筑零件往往會(huì)發(fā)生變形、移位，因此，采用有效的手段防止落梁風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，在進(jìn)行正式施工之前，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)零部件質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)技術(shù)測(cè)試，對(duì)抗震性能測(cè)試結(jié)果進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)算，以保證原材料和零部件的質(zhì)量和工作強(qiáng)度。通過(guò)這種方式，不僅能夠在后續(xù)的施工過(guò)程中縮減成本，更能提高施工效率。保證在地震發(fā)生時(shí)，將傷害降到最小范圍。

3.5 促進(jìn)橋梁的智能化發(fā)展

我國(guó)科技不斷進(jìn)步，智能化逐漸地走入到我們生活的各行各業(yè)當(dāng)中?？萍嫉倪M(jìn)步、智能化的發(fā)展同樣也影響了我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展。在以前，大多數(shù)地區(qū)通常是憑借經(jīng)驗(yàn)修橋，修路，這會(huì)造成許多安全事故發(fā)生以及人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。隨著科技的發(fā)展，橋梁建筑技術(shù)的提高，應(yīng)采用新工藝、新方法，對(duì)橋梁構(gòu)造，公路施工方式進(jìn)行綜合分析，將物理數(shù)據(jù)輸入到電腦中進(jìn)行綜合測(cè)算，綜合模擬分析橋梁成品的抗震能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)問(wèn)題，以便于得到更精確的抗震化設(shè)計(jì)方法，通過(guò)這種方式滿足時(shí)代的要求。此外，在前期的勘測(cè)過(guò)程中，智能化發(fā)展仍然起到十分重要的作用，可以將周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)綜合分析，設(shè)計(jì)橋梁的位置、承重能力和力學(xué)結(jié)構(gòu)，做到科學(xué)設(shè)計(jì)，高效施工。

我國(guó)北斗衛(wèi)星的成功運(yùn)用，在運(yùn)營(yíng)階段對(duì)橋梁實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋信息，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，保障廣大人民生命安全及公共財(cái)產(chǎn)安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁建筑是我國(guó)互通互聯(lián)、快速發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，并且與我們每天的生活息息相關(guān)。所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于公路橋梁建設(shè)的關(guān)注與重視，積極探索科學(xué)公路橋梁抗震化設(shè)計(jì)方法，從而提高我國(guó)公路橋梁的抗震能力。

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