桥梁结构抗震设计与设防措施

桥梁结构抗震设计与设防措施
摘要：对于桥梁工程来说，采取有效的措施来提高桥梁结构的抗震性能意义
重大。

作为相关的设计人员，需要对桥梁工程的结构特点有非常清晰地了解，并
且在设计之前需要充分做好桥梁工程的地质勘查，进而采取有效的抗震设计措施
来做好桥梁结构的抗震设计工作，确保桥梁结构的抗震等级达到相应的要求和标准，降低地震灾害对桥梁结构所造成的影响，以更好地保障出行人员的安全。

关键词：桥梁结构；抗震设计；设防措施
一、桥梁结构的震害分析
地震对桥梁结构的影响是巨大的，会直接导致桥梁结构破坏，进而影响桥梁
安全和质量。

为了更好的做好桥梁结构的抗震设计与设防工作，就必须对桥梁结
构的震害类型及原因有所了解。

桥梁结构震害包括桥梁结构振动和场地相对位移
产生强制变形两种形式。

第一种形式主要为场地运动所引起，在惯性力作用下会
把地震作用施加在桥梁结构上，进而导致桥梁结构振动。

第二种形式主要为场地
相对位移所引起，在场地位移下通过支点强制变形产生的超静定内力，进而导致
桥梁结构变形。

地震作用下，桥梁结构会受到不同程度的破坏，进而导致各种质
量安全问题的发生。

如桥墩开裂、倾斜，支座锚栓剪断，桥墩滑移、落梁倒塌等。

由于地震对桥梁结构的破坏程度不同，所以震害的表现形式也有所不同，如地震
发生后，导致桥梁产生位移，在位移过程中就会对桥梁上部结构的各个节点造成
影响，节点承载力和角度发生变化，导致桥梁梁体相互撞击，出现桥梁整体隆起
的现象；地震发生后，桥梁地基周围土质发生液化，导致桥梁发生不均匀沉降，
在沉降影响下，很容易导致桥梁出现落梁的现象。

除此之外，桥墩剪切破坏、支
座破坏、桥墩弯曲破坏都是桥梁震害的常见表现形式。

对此，为了最大程度降低
桥梁震害的影响，就必须做好桥梁结构的抗震设计及设防措施。

二、桥梁工程中桥梁结构抗震设计的关键点
（一）桥梁结构的合理化计算
合理计算桥梁结构应当与具体情况相结合，计算整个桥梁的结构。

在计算过
程中因墩柱高度的不同，使得其受到梯度温度、汽车制动力等因素的影响，导致
桥梁上部结构产生的水平力，或力的分配不均匀，因此在计算过程中需要结合实
际情况模拟边界条件。

（二）支座刚硬度的设计
在开展桥梁抗震设计工作时，以简支T梁为例，通常情况下简支T梁采用的
是橡胶支座，简支T梁的桥墩盖梁顶面需设置2排橡胶支座，此时就需要对支座
刚度Kz进行计算，计算公式为：
Kz=AG/t
在公式中，A、G、t分别代表支座的平面面积、支座的剪切弹性模量、支座
橡胶层的实际厚度。

（三）地震荷载关键点
关于地震荷载，其包括许多内容，首先要确定所处地区地震峰值加速度值，
进而确定项目所在地抗震设防等级。

在设计过程中桥梁抗震设防要求比较高，通
常需要高出地震基本烈度1级。

在具体的抗震措施设计过程中需要增加横向、竖
向挡块，并且需要加装橡胶垫片，在确保桥梁结构延展性得以提升的基础上适当
增加集中部位钢筋。

比如某高速公路的桥梁工程位于7度区，桥梁为B类桥梁，
这个时候可以得到地震基本烈度、地震动峰值加速度、场地地震动反应谱特征周期，它们分别为7度、0.10g、0.45s，需要运用MM/TH法或SM/MM法进行抗震分析。

（四）桥墩长度计算关键点
在公路桥梁当中简支梁与连续结构是时常见到的结构形式，对桥墩承载力进
行计算时，需要对极限长度L0值进行计算，为此当墩顶在水平力的作用之下会
发生水平位置移动，确定桥墩计算程度系数时，要把β控制在1～2范围之内，
β会受到许多因素的影响，比如桥墩刚性强度、高度等，为此获取β值时，因
不同项目工程的β取值会不同，这个时候会与规定数值之间存在比较大的差异，
为此需要模拟桥梁结构空间受力的基本特征，其中模拟工具为三维有限元软件，此软件能够对使用状态、具体施工过程进行模拟，从而就更为准确计算桥梁结构空间受力情况。

（五）桥梁结构各构件抗震设计关键点
桥梁结构的抗震设计具有一定的复杂性和技术性，需要根据桥梁不同部分进行针对性的抗震设计，以此来提高抗震设计的有效性。

桥梁上部结构抗震设计，需要根据结构形式、跨径大小进行设计，如桥梁跨径较大，则需要在设计方面选择整体性较好的截面，以此来提高桥梁上部结构的抗震性能。

如要进一步增加桥梁上部结构的抗震能力，可以增加上部结构的整体性，以此来限制上部结构在发生地震时的移位。

如果桥梁建设过程中采取的为多跨简支梁，则需要在抗震设计中增强梁与梁之间的纵横向连接，保证桥面的连续性。

桥梁下部结构抗震设计，则需要选择地质承载力高、状态稳定的区域作为桥梁地基，为保证下部桥台结构的稳定性，可以选择U型结构或T型结构进行设计，在具体施工中则可以使用重力式桥台进行施工。

连接件是桥梁结构中尤为重要的组成部分，在抗震设计过程中，需要重视对连接件的设计，如伸缩缝、支座的抗震设计，如尽可能减少伸缩缝数量，提高伸缩缝变形能力，在桥墩上布置弹性支座等，以此来提高桥梁的抗震性能。

（六）桥梁结构的抗震设计烈度关键点
设计烈度主要是指建筑工程设计时的地震基本烈度。

一般来说，桥梁结构抗震设计中，设计烈度都会按照基本烈度来作为标准，尤其是一些重要设计区域的桥梁还应该经过审批以后提高一级的烈度。

根据目前我国桥梁地震灾害的实际情况来看，当基本烈度为七级以下的时候，桥梁一般不会受到太大的地震影响。

因此对于基本烈度为七级以下的桥梁，可以不必进行专门的抗震设计。

三、在桥梁结构抗震设计设防的措施
（一）要根据抗震需求科学选择场地
在桥梁场地的选择方面，就需要根据抗震需求科学选择场地。

比如可以对区域的地震危险性进行分析，尽可能选择安全的建设场地，具体应该以坚硬的场地为宜，坚硬的场地在发生地震时可以避免地基失效问题的发生，这对于降低震害对桥梁结构的影响具有重要的意义。

（二）保证桥梁结构抗震性能的可靠性
为了保证桥梁结构抗震性能的可靠性，还需要保证整个桥梁体系的完整性和规则性，这也是一项尤为重要的设防措施。

比如桥梁建设过程中，其上部结构必须保证连续性，这对于降低地震时对上部结构造成的影响具有重要的作用，同时还可以更好的发挥结构的空间作用。

而就桥梁的规则性而言，即在桥梁平面或立面以及结构的布置方面，都必须保证几何尺寸、刚度、对称、均匀的规则性，这样可以避免突然震动变化对桥梁结构造成的影响。

（三）加强提高结构强度和延性
在桥梁结构抗震设防方面，还需要加强提高结构强度和延性，以此来起到抗震设防的作用。

比如可以利用桥墩自身加强的延性和强度，将地震力通过限度内的塑性变形渐渐分散，以此来实现对震害的有效耗散。

强度与延性是决定桥梁结构抗震性能的重要参数，所以在抗震设防中必须提高重视。

结束语
综上所述，随着我国经济建设的快速发展，极大的促进了我国交通行业的建设与发展。

目前桥梁工程的建设项目越来越多，与普通道路工程的建设相比，桥梁工程的建设更具有技术性和复杂性。

在当前越来越注重交通舒适和安全的前提下，对桥梁工程的建设质量提出了更高的要求。

特别是对于桥梁工程结构抗震方面提出了更高的要求，只有确保了桥梁工程结构具有足够的抗震性能，才能保证桥梁工程具有更高的安全性和稳定性。

参考文献
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[2]高奇浪.浅谈桥梁结构抗震设计与设防方法[J].智能城市,2016,2(11):33.。