对公路桥梁抗震设计思考.docx

对公路桥梁抗震设计思考【摘 要】公路桥梁是公路交通运输的一个重要组成部分，公路 桥梁的抗震设计不但关系到公路桥梁的安全、稳定运行，还会对国家 的基础设施建设造成重大影响。本文在分析公路桥梁震害的主要形式 的基础上，对公路桥梁的抗震设计进行了论述。【关键词】公路桥梁；设计分析；抗震设计；一、桥梁的主要震害形式桥梁的震害有多种形式，根据破坏的部位不同，主要可分为：1 .上部结构震害桥梁上部结构震害按照产生的原因不同，可以分为结构震害和位 移震害。其中较常见的是位移震害。桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭 转。一般来说，设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。如果上部 结构的位移超过了墩、台等的支撑面，则会发生更为严重的落梁震害。 落梁的原因一般是因为限位构造失效、墩台支承宽度不足造成，在地 震力作用下，梁、墩台间出现较大相对位移，导致落梁现象的发生。2 .附属工程震害在地震力的作用下，主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱，若 附属工程没有足够的限位能力将出现震害。主要表现为支座脱离主梁、 挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断、台胸墙剪断等震害。3 .墩柱震害桥墩震害的表现形式主要是桥墩发生倾斜、沉降、移位现象，或是墩体发生开裂、剪断现象，或是钢筋混凝土因受压而发生崩溃、钢 筋屈曲，或是在桥墩与基础连接处发生折断、开裂现象。4 .基础震害基础的破坏与地基的破坏紧密相关，地基破坏一般都会导致基础 的破坏。地基破坏主要是指地震作用下因砂土液化、不均匀沉降及稳 定性不够等因素导致的地层水平滑移、下沉、断裂。基础的震害主要 表现为移位、倾斜、下沉、折断和塑性钱破坏。二、提高公路桥梁安全性的设计分析1 .重视桥梁的耐久性提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。 要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的 方式来改善桥梁耐久性。2 .防控钢筋混凝土裂缝加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免干锈蚀，提高混凝 土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝，除按规范要 求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措 施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。3 .加强桥面的防水设计桥面铺装层应采用密实性较好的混凝土，混凝土铺装层内应设置 钢筋网.防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水 泥基渗透结晶材料，都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设 置防水层，特别是连续梁(或悬臂梁)的负弯矩段更应十分重视防水 层设计。止匕外，还需加强泄水管设计，应特别注意泄水管周边的构造 细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止水分从伸缩缝处渗入梁内。三、公路桥梁的抗震设计1 .桥梁上部结构的抗震设计对公路桥梁的上部结构进行抗震设计的主要目的，就是通过提高 桥梁上部结构的整体性，来对桥梁上部结构发生的位移进行限制，以 提高其抗震性能。设计时必须注意以下要点：(1)在对梁桥的上部结构进行抗震设计时，主梁通常采用连续 梁来代替简支梁，这样做的好处是可以减少桥梁的伸缩缝，并降低桥 梁因桥跨分离而发生位移的风险，减少由此而带来的落梁事故。如果 因条件所限而选用多跨简支梁时，必须将其设计成为先简支后连续、 结构连续的构造，并采用连续性的桥面，以加强梁间的纵向与横向联 系。(2)在预应力桥梁上部结构的抗震设计中，通常选择真空压浆 方法来制作预应力桥梁的构件，以便使预应力管道的水泥浆保持饱满, 从而增强预应力桥梁的刚度、强度，提高其抗震性能。(3)在进行拱桥上部结构的抗震设计时，其主拱圈优先选择箱 形拱、板拱等形式，并通过提高主拱圈抗扭刚度的方法来提高拱桥上 部结构的抗震性能；对于空腹式拱桥，在设计填料的厚度时一般选择 较小值；对于肋拱则比较适宜使用钢筋混凝土结构，同时为了增强肋 间的横向联系，可在拱顶的1/4和3/4处分别设置横隔板。(4) 一般情况下，同一座桥梁的桥型应当避免采用梁桥与拱桥 混合的形式，否则，必须对两者相互衔接部位的桥墩进行加强，以保 障其抗震性能。2 .桥梁下部结构的抗震设计对桥梁下部结构进行抗震设计时，对于桥台的截面形式一般以选 用T形或U形为宜，与带耳墙的埋置式桥台和柱式桥台相比，重力式 桥台的抗震性能更好，而且重力式桥台的施工比较方便，工程造价也 比较低，因此，如果条件许可的话，一般应当优先使用重力式T形桥 台或重力式U形桥台，既方便施工，也降低了成本，最重要的是能够 提高桥梁的抗震性能。桥梁下部结构的设计要考虑桥墩的延性，通过合理的设计来提高 桥墩一些部位的延性，使这些部位在遭受强烈地震的时候能够形成比 较稳定的延性、塑性钱，同时产生弹塑性变形以消耗、分散地震能量。 桥墩的延性抗震设计是桥梁抗震设计中比较常用的一种方法。桥墩的 截面形式则分为空心与实心两种，其中空心截面桥墩的延性较好，因 此，在条件允许时，应当优先选择空心的钢筋混凝土桥墩，同时要根 据桥墩高度的不同来合理选择桥梁上、下部结构之间的联接方式，一 般情况下，高桥墩的桥梁比较适宜刚性连接，而支座连接方式则适用 于矮桥墩的桥梁。3 .桥梁连接件的抗震设计在进行桥梁连接件的抗震设计时，必须尽可能地减少伸缩缝数量。 进行伸缩缝抗震设计时，必须确保它的支承面宽度足够并具有足够的 变形能力，以适应地震作用下所发生的位移，另外，还可以通过设置 限位器或剪力键橡胶支座的方式，来起到消能作用。对于支座的抗震设计，可以在梁体与桥墩、桥台的连接处使用聚 四氟乙烯支座、叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座等隔震支座，以增加桥 梁结构的柔性和阻尼。另外还可以采取隔震支座和阻尼器组合使用的 方法，利用桥墩受到地震力作用而产生的弹塑性变形，来消除地震能 量。4 .桥梁抗震装置的设计弹性反应谱抗震法是桥梁抗震设计中使用得最为普遍的一种方 法，其计算比较简单，并且计算方法比较接近于现有的规范计算方法。 通常抗震装置的等效刚度与等效阻尼的计算跟抗震装置在地震中所 发生的最大变形密切相关，对于抗震装置的设计必须根据实践的效果 进行不断地完善与改进。5 .桥梁结构方案的设计对于震灾区桥梁结构方案的设计，要遵循以下原则：（1）要尽量降低桥梁结构的重心高度，并尽量减轻其自身的重 量，以减小桥梁的内力，提高桥梁结构的稳定性，把地震对桥梁的作 用力降到最低；（2）尽量使桥梁结构的质量中心与刚度中心保持重合，以减小 地震所带来的附加地震力；（3）要最大限度上协调好桥梁结构的高度与长度，以降低结构 不同部分的振动差异所造成的危害程度；(4)在确保安全的并提下，合理降低桥梁结构的刚度，并通过 使用延性材料来增强结构的变形能力，以减少地震对桥梁的破坏程度;(5)对地基进行合理的调整、科学地处理，以避免地基发生变 形或失效现象。结束语：桥梁抗震设计是一项系统工程，体现在设计的各个阶段，需要认 真对待。遵循桥梁抗震设计基本原则，把桥梁结构的每一个部分有机 结合在一起，形成一个强大的抗震整体，这样才能保证桥梁的抗震 性能。参考文献1公路桥梁抗震设计细则(M) .JTG/T B02-01-2008.北京:人 民交通出版社，20082郭玉春.有关公路桥梁抗震设计的研究J.科技与企业，20123李凡，张鲁辉.关于公路桥梁抗震设计的探讨J.中国科技博览，2013.