桥梁工程抗震设计要点研究

桥梁工程抗震设计要点研究

李鹏

中铁第一勘察设计院集团有限公司    陕西省西安市   710000

摘要：地震作为最常见的地质灾害类型，一旦发生，会给桥梁造成无法预估的破坏，轻则导致桥梁主体结构开裂，严重时将造成断裂、破坏，甚至坍塌。因此，为减小地震造成的破坏，在桥梁工程中应高度重视桥梁抗震并做好抗震设计，在明确桥梁震害主要表现形式和产生原因的基础上，提出抗震设计中需要注意的各项要点。

关键词：桥梁主体；桥梁工程；抗震设计；

1、桥梁抗震结构概述

在进行桥梁抗震结构设计之前，需要了解桥梁抗震结构本身的特点，从而为后续的设计工作提供重要的支撑。桥梁工程属于当前时代下重要的建设工程，抗震系数的提高影响了桥梁工程本身的稳定性，在抗震设计中，主要是根据地震灾害和工程经验等相关内容来进行日常的设计，选择正确的设计思路，从整体性角度构建完善的结构总方案，细致性地进行结构设计，从而达到抗震效果，规范性的抗震设计要在刚度和强度上满足相关标准，并且实现强度和刚度的最佳组合，使得桥梁的抗震效果能够得到全面提高。桥梁属于交通中的重要组成部分，一旦被破坏，不仅会影响人们正常出行，还会带来较为严重的安全问题，因此在实际工作中需要更加科学而有序地进行桥梁抗震结构设计。从以往的工程经验来看，一些桥梁在地震后经常会出现开裂和混凝土剥落等问题，严重时内部钢筋也会出现裸露，因此在实际工作中需要更加科学而系统地开展桥梁抗震设计，为后续的使用提供重要基础。

2、地震对桥梁的破坏性

地震自然灾害对桥梁工程结构具有较强的破坏性，主要表现在场地和桥梁地基的破坏作用以及场地的震动作用两大方面。其中，场地和对地基的破坏作用主要体现为地震自然灾害发生时，场地和地基遭受破坏后引起桥梁外表面结构的破损，并进一步引起其他结构安全问题。桥梁工程结构受到不同程度的破坏后，会引发桥墩开裂、倾斜、支座滑移，甚至是桥梁倒塌等诸多安全问题。由于桥梁结构受到地震灾害的破坏有所不同，其所表现的灾害形势也就有所不同，往往会导致桥梁结构产生位移，甚至会对上部结构的关键节点产生影响。由于建筑结构场地和地基的破坏作用较为强烈，对斜坡地貌，甚至是地基土质较为软弱的桥梁工程结构的影响更加显著，严重者甚至会导致桥梁整体下沉、倒塌等。场地的震动作用主要是指由于地震自然灾害发生时，强烈的地面运动引起桥梁工程结构的震动，进而产生一定的破坏，强烈的地面震动引起的桥梁工程结构破坏，同时也是引发其他破坏形式诸如地基失效、滑坡，甚至是塌陷等外部条件的重要原因。

3、 铁路桥梁抗震设计要点

3.1 合理选择桥梁施工场地

在桥梁抗震设计中应注意对施工场地的合理选择，这是保证桥梁抗震效果的前提。通常而言，在选择施工场地时，要尽可能选择较为坚硬的地基，能够为桥梁提供稳定的基础，在遇到地震情况时不会出现严重垮塌，必须保证地基的稳定性。以基岩、碎石和硬黏土等为主的地基类型是较为坚硬的地基，能为桥梁提供稳定的基础，可作为施工场地的首选。如果所设计桥梁的地区位置是软弱地基时，应在允许范围内对地基进行强化加固，重点在于要防止地基受震动因素影响而出现变形，以此确保地基地稳定，进而保证桥梁的抗震性能。

3.2 避免落梁问题的发生

在铁路桥梁抗震设计过程中，需尽可能避免桥梁落梁。地震发生时，地震波所带来的能量随着桥梁内部进行传播，从而使桥梁发生位移、垮塌等不良情况，对桥梁上部的车辆行驶和行人安全带来不利影响。因此，需采用有效措施提高桥梁不同结构连接位置的稳定性，增加桥梁震动的弹性，并且在一定范围内允许桥梁发生位移而避免落梁。此外，当桥梁的主梁与墩台缝隙加大时，也容易导致落梁问题的出现，对此可以对桥梁中未连续的位置进行加固，强化其间的联系，从而达到防止落梁的目的。

3.3 加强墩柱设计控制

在铁路桥梁的建设中，墩柱结构是重要组成部分。墩柱结构一方面可以对桥梁上部结构起到支撑作用，另一方面也发挥着一定的抗震作用。对墩柱加强设计控制其核心在于对墩柱质量的控制，可以采取以下措施：第一，将墩柱自身的强度与地震时所称承受的强度进行比较，从而对墩柱进行设计优化，确保具备足够的承载力；第二，为保证墩柱质量，应重视墩柱配筋，合理选择配筋型号，保证配筋所提供的抗弯承载力满足要求，提高墩柱自身的稳定性，在地震中发挥其抗震作用。

3.4 合理设置支座          

在抗震设计的具体操作过程中，还需关注铁路桥梁支座的类型及布置方式。根据铁路桥梁所在区域的地震动加速度值，选择具有减震性能的橡胶支座。值得重视的是，在铁路桥梁的设计过程中，不要局限于一种类型的固定支座，可以根据结构的不同采用活动支座，并且根据力学知识可以计算得到各支座的受力情况，从而可以使各支座在抗震过程可以充分发挥自身性能。与此同时，根据桥梁结构抗剪能力的大小对箍筋进行科学布置，计算不同箍筋的布置间距，充分考虑好细部构造，从而在满足抗震规范的前提下，最大化地提升铁路桥梁结构的抗震性能。

3.4强化结构与构件的强度

提高结构与构件的强度在实际设防工作中是非常重要的，桥梁结构的地震破坏，主要是由于地震而引起的结构振动，所以在实际工作中需要根据地基的特点来了解结构的振动能量，将此作为最小值，使得结构能够具备较高的强度。在实际工作中需要在不增加重量和高度的前提下，使得总体强度能够得到全面提高，在高度选择方面需要依据现场情况来提高实际的设计效果。强度是决定抗震能力的重要参数，地震很有可能会导致结构出现反复变形的问题，使得刚度和强度在不断退化，所以在实施工作中需要加强对这一问题的有效认识，做好延性设计，不断完善抗震的设计模式和方案。

3.5增强桥梁体系的规则性

桥梁结构体系的规则性会对整体桥梁结构的稳定性带来极大影响，进而会影响地震作用下桥梁结构的可靠性，所以在桥梁结构抗震设计过程中要保证其规则性，尤其是上部桥梁结构要保持良好的连续性。如果桥梁结构体系的规则性比较好，那么可以避免地震作用下桥梁的结构或非结构构件出现掉落问题，最大化提升桥梁结构空间布置的合理性。这就需要在设计桥梁结构期间在立面或平面上的设计中都要保持结构在几何尺寸、刚度与质量分布上做到规整的同时，还应保持良好的对称性与均匀性，避免发生结构突变问题，否则都会对桥梁结构体系规则性带来不利影响。比如，在桥梁结构设计中，除了对桥墩、桥跨度等进行合理设计外，还要保证整体桥梁结构设置的对称性。

4、结语

在桥梁建设中，抗震设计是一项十分重要的内容，直接决定了桥梁结构能否抵御震害，减少地震带来的破坏与损失。以上针对桥梁抗震设计提出了一些需要注意的要点，旨在为桥梁设计人员提供参考依据，从而不断提高桥梁结构设计水平，满足我国交通建设发展需要。

参考文献：

[1]游海伦,张平.桥梁抗震设计关键点与减隔震技术的应用探究[J].江西建材,2021(10):123-124.

[2]许见超.铁路桥梁抗震规范与新版公路桥梁抗震规范的比较[J].世界地震工程,2021,37(04):189-196.

[3]王志贤.桥梁工程抗震设计要点[J].建筑技术开发,2021,48(15):27-29.

[4]魏周博.桥梁抗震设计要点和减隔震技术的应用[J].砖瓦,2021(08):111-112.

[5]张慧.桥梁结构抗震设计与设防措施[J].四川水泥,2021(05):262-263.