桥梁工程抗震设计要点分析 董洪坤

桥梁工程抗震设计要点分析董洪坤

发表时间：2019-07-22T16:51:10.787Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：董洪坤[导读] 摘要：地震的监测和研究技术的突破，使得桥梁抗震理论的在原有的基础取得了很大的进步，桥梁抗震设计规范也在同步更新和完善。

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摘要：地震的监测和研究技术的突破，使得桥梁抗震理论的在原有的基础取得了很大的进步，桥梁抗震设计规范也在同步更新和完善。针对桥梁工程抗震设计过程中经常出现的问题，进行科学合理的分析，并结合桥梁工程实例，详细介绍研究桥梁工程抗震设计要点的重要性、桥梁工程抗震破坏形式，如剪切破坏、落梁破坏、弯曲破坏等，提出桥梁工程抗震设计要点，希望能够给相关工作人员提供一定的帮助与借鉴。

关键词：桥梁工程；抗震设计；破坏形式

1、桥梁工程抗震破坏形式及成因

1.1桥梁工程抗震破坏形式

1.1.1落梁破坏

梁体水平移动的过程中，在长时间的作用之下，很容易出现落梁破坏现象，出现这种破坏现象的主要原因是梁体的位移偏大，桥梁结构的约束能力不断下降。另当外界地震破坏力较大时，桥墩会出现较大的位移，引发严重的落梁破坏现象。另外，桥梁结构支座容易出现破坏，影响桥梁结构的稳定性。

1.1.2弯曲破坏

在外界地震的作用之下，桥梁外部的混凝土保护层很容易出现脱落，降低桥梁结构的整体承载力。桥梁结构出现弯曲破坏主要分为四个阶段：首先，外界弯矩过大，引发桥梁结构出现较大的裂缝；其次，桥梁结构的截面出现大面积水平弯曲裂缝，再加上外界荷载的不断增加，钢筋处于屈服状态；再次，随着桥梁弯曲裂缝变形量的越来越大，混凝土保护层脱落强度不断加大；最后，钢筋受外界压力影响，桥梁内部的混凝土很容易出现崩裂现象。

1.1.3剪切破坏

当桥梁结构受到的剪切力比较大时，很容易出现剪切破坏，通常情况下，桥梁工程结构出现剪切破坏形势主要分为四个阶段：首先，弯矩强度大，当弯矩的强度超过相关规定时，桥梁结构会出现较大的开裂，截面出现一些水平弯曲裂缝；其次，由于截面水平弯曲裂缝的出现，柱子内部出现较大的剪切裂缝；再次，桥梁结构内部的箍筋出现屈服，柱子内部的剪切裂缝持续增大；最后，桥梁结构出现严重的剪切破坏。

1.2桥梁工程地震灾害损伤原因

经过对桥梁地震损伤的广泛调查和分析，得出地震后桥梁损伤的因素一般有以下几种：（1）桥梁结构选型不够合理，支撑等节点和结构设计不当，导致桥梁出现落梁破坏。这种类型的损伤主要发生在简支梁桥和按跨度建造的连续高架桥上。该两种桥梁的连接节点施工简单，在强震影响下，桥梁结构的传力体系发生改变，使得桥梁出现坍塌破坏。因此，在初设阶段，需要对桥梁的抗震结构进行合理的比较。（2）桥墩抗震能力不足导致的损坏，主要是指结构的强度和延性不满足抗震要求。由于桥墩设计承载力不足，塑料铰链没有正确布置，或者非塑性区的设计不充分，导致墩身损坏。墩损坏通常是剪切破坏和弯曲破坏。高柔性桥墩通常表现出弯曲失效，短桥墩通常会发生剪切破坏。在桥梁的抗震设计中，宜尽量减少桥墩发生剪切破坏的情况。（3）不协调的支点运动：在地震的作用下，由于桥梁的地理位置不同，地震波的输入不同，或者由于输入时间历程的不同，这种现象在软土地区更为明显。此外，还有砂土液化导致桥梁基础出现破坏，进而导致桥梁上部结构的破坏的情况。

2、桥梁工程抗震设计要点

2．1工程概况

某桥梁工程设计长度为200m，共有10个桥墩，本文主要选取6、7、8号桥墩进行设计，根据当地抗震等级能够得知，该桥梁工程抗震等级较高。在该桥梁工程当中，桥面的总宽度为12．75m，车道净宽度为11．5m，6号桥墩高度为48．6m，由于各个桥墩高度不同，在一定程度上增加了抗震设计难度，抗震设计人员要明确桥梁工程抗震设计要点，并遵守相关设计原则，在提升该桥梁工程抗震性能的同时，减少结构失稳现象的发生。

2．2加强桥梁工程结构设计

由于桥梁工程的抗震性能受外界环境影响较大，为了保证桥梁工程的抗震性能得到更好的提升，设计人员要适当加强桥梁工程结构设计力度，提升桥梁工程的承载能力。在该桥梁工程当中，抗震设计人员可以结合6、7、8号桥墩结构特点，合理选择桥墩抗震参数，并将桥墩盖梁与T梁固定支座进行有效连接，保证T梁结构更加稳定。另外，抗震设计人员还要合理设计支座刚硬度，并结合T梁结构特点，准确计算支座抗压强度，进一步提升桥梁工程的整体性。根据现有的公路桥梁抗震设计需求能够得知，通过准确计算桥梁收缩徐变力，能够保证桥梁工程的抗震性能得到更好的提升[1]。在桥梁工程结构设计过程当中，抗震设计人员要不断学习先进的抗震设计知识，并运用先进的抗震设计理念进行设计，不断提升桥梁工程的承载力。

2．3合理分析地震荷载作用

在该桥梁工程当中，抗震设计人员要结合该地区的震动峰值加速度，明确该桥梁抗震设计等级，经过计算能够得知，该桥梁工程抗震设计等级为Ⅶ级。根据相关管理部门制定的规范标准要求，该桥梁工程的地震动峰值加速度为0．20g，地震的震动反应谱特征周期为0．46s。为了更好的提升该桥梁工程抗震性能，设计人员需要合理分析地震荷载作用，并增加适量钢筋，不断提高桥梁结构的强度。由于该桥梁工程为B类建筑，为了更好的提升该桥梁工程的整体抗震性能，设计人员可以采用MM/TH法进行抗震设计[2]。在分析地震荷载作用的过程中，抗震设计人员还要结合桥梁变形准则，对悬臂式单质点系统进行地震反应分析，并对地震破坏机理进行有效总结，保证桥梁的抗震性能得到有效提升。现阶段，伴随地震与结构动力特性理论的不断加深，桥梁工程抗震设计理论正在不断增多，在一定程度上影响桥梁工程抗震设计工作的顺利进行[3]。因此，桥梁抗震设计人员可以从静力学角度进行分析，并准确计算桥梁结构的高频振动值，综合考虑外界振幅与频谱等因素之后，制定更加合理的桥梁工程抗震设计方案。

2．4准确计算桥墩长度

由于该桥梁工程为多跨简支梁结构，在计算桥墩承载力的过程当中，抗震设计人员要结合桥墩结构特点，运行先进的承载力计算方法，准确计算桥墩承载力。在计算桥墩长度的过程中，设计人员要重点注意以下问题：第一，结合桥墩高度与刚性强度，可以多次计算桥墩承载力。第二，做好相应的对比工作，将计算的桥墩承载力数值与软件计算的数值进行综合对比，并根据桥梁结构空间受力特征，进行合理的模拟，保证桥梁空间结构更加稳定。另外，桥梁抗震设计人员也可以运用概念设计方法进行设计，根据以往的桥梁工程抗震设计经验，适当改进原有的桥梁工程抗震设计方案，进一步提升桥梁工程的设计强度，延长桥梁工程的使用寿命。通过准确计算桥墩长度，能够帮助抗震设计人员更好的了解桥梁工程结构特点，提升桥梁工程抗震性能[4]。在该桥梁工程当中，设计人员要妥善应用先进的模拟软件，构建合理的桥梁模型，在保证桥梁工程结构完整的基础之上，选择更加合理的抗震结构体系。

结束语

综上，通过详细介绍桥梁工程抗震设计要点，如加强桥梁工程结构设计、合理分析地震荷载作用、准确计算桥墩长度等，能够保证桥梁工程的抗震性能得到更好的提升，减小外界环境对桥梁工程抗震性能的影响。对于桥梁工程抗震设计人员而言，要不断学习先进的抗震设计知识，提升自身的专业素养，从而推动我国桥梁工程的快速发展。

参考文献：

[1]邱琴忠.桥梁工程抗震设计分析[J].城市道桥与防洪，2018（05）：120-122+14.

[2]李建中，管仲国.桥梁抗震设计理论发展：从结构抗震减震到震后可恢复设计[J].中国公路学报，2017，30（12）：1-9+59.

[3]石岩，王东升，孙治国.基于位移的中等跨径减隔震桥梁抗震设计方法[J].中国公路学报，2016，29（02）：71-81.

[4]王克海，李冲，李茜，李悦.考虑支座摩擦滑移的中小跨径桥梁抗震设计方法[J].工程力学，2014，31（06）：85-92.