摘要：橋梁工程作為交通運(yùn)輸?shù)难屎砑~帶 ，在我國基礎(chǔ)建設(shè)中的作用巨大。然而我國是相對(duì)多震國家 ，市政橋梁的抗震設(shè)計(jì)尤顯重要。本文闡述了我國市政橋梁抗震相關(guān)情況 ，分析了橋梁震害相關(guān)原因 ，基于設(shè)計(jì)因素 ，探討了市政橋梁抗震可行性設(shè)計(jì)策略。 

 

　　關(guān)鍵詞：市政橋梁；抗震；設(shè)計(jì)；震害 

　　地震歷來都是嚴(yán)重危害人類社會(huì)的自然災(zāi)害。如果震區(qū)的交通線遭到破壞 ，就會(huì)給救災(zāi)工作造成巨大困難 ，并且影響災(zāi)后的回復(fù)工作 ，加重次生災(zāi)害 ，導(dǎo)致更加巨大的損失。作為交通線中的關(guān)鍵環(huán)節(jié) ，橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能就成為人們特別關(guān)心的問題。 

　　1 市政橋梁抗震分析 

　　要想建立正確的抗震設(shè)計(jì)方法、采取有效抗震措施 ，對(duì)公路橋梁震害及其產(chǎn)生的原因的調(diào)查和分析是必不可少的。從世界各國的地震震例統(tǒng)計(jì)資料看 ，公路橋梁的震害現(xiàn)象主要有以下幾種 ：1）對(duì)梁式橋梁地震位移造成上部活動(dòng)節(jié)點(diǎn)處因蓋梁寬度設(shè)置不足導(dǎo)致落梁或梁體相互磁撞引起的破壞 ，而對(duì)拱式結(jié)構(gòu)則主要表現(xiàn)在拱上建筑和腹拱的破壞 ，拱圈在拱頂、拱腳產(chǎn)生的破損裂縫 ，甚至整個(gè)隆起變形 ；2）由于地震造成的地基土液化 ，加大了地面位移從而加劇了結(jié)構(gòu)反應(yīng) ，大大增大了落梁的可能性 ；3）對(duì)支座的抗震要求考慮不足造成支座發(fā)生過大的位移和變形從而造成支座本身構(gòu)造上的破壞等 ，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的其他部位產(chǎn)生不利的影響 ；4）橋梁下部結(jié)構(gòu)抗力不足導(dǎo)致的地震時(shí)下部開裂、變形和失效 ，進(jìn)而對(duì)全橋的不利影響 ；5）地震時(shí)使得在松軟地基上的橋梁在發(fā)生河岸滑移導(dǎo)致全橋長(zhǎng)度的縮短而造成的比較嚴(yán)重的震害。以下分析落梁、墩柱、節(jié)點(diǎn)和橋臺(tái)破壞以及基礎(chǔ)破壞、樁身破壞三者原因。 

　　1）落梁 

　　落梁的原因一般是因?yàn)橹С羞B接部件失敗 ：固定支座強(qiáng)度不足、活動(dòng)支座位移量不夠、橡膠支座梁底與支座底發(fā)生滑動(dòng) ，在地震力作用下支座破壞 ，致使梁體發(fā)生位移導(dǎo)致落梁。墩臺(tái)支承寬度不滿足防震要求 ，防落梁措施設(shè)不合理 ，在地震力作用下 ，梁、墩臺(tái)間出現(xiàn)較大相對(duì)位移 ，導(dǎo)致落梁現(xiàn)象的發(fā)生。伸縮縫、擋塊強(qiáng)度不足 ，在地震力作用下伸縮縫碰撞破壞擠壓破壞、擋塊剪切破壞 ，都起不到應(yīng)有作用 ，導(dǎo)致落梁。 

　　2）墩柱、節(jié)點(diǎn)及橋臺(tái)破壞 

　　此類破壞多發(fā)生在墩柱塑性鉸處、墩柱與蓋梁連接處 ，墩柱與系梁連接處 ，地震力作用下橋墩縱向受力筋被剪斷 ，直接導(dǎo)致橋梁的傾覆。 

　　3）基礎(chǔ)破壞、樁身破壞 

　　其原因是橋位通過地震斷裂破碎帶 ，地震力作用下基礎(chǔ)出現(xiàn)移位、沉降 ；橋位位于液化砂土地質(zhì)中 ，基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降。 

　　2 市政橋梁抗震設(shè)計(jì)策略 

　　2.1 市政橋梁抗震設(shè)計(jì)總體原則 

　　從抗震角度出發(fā) ，合理的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求。1）具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑 ；2）具有合理的剛度和承載力分布 ，避免因局部削弱或突變而成為薄弱部位 ；3）具備必要的承載力、良好的變形能力和耗能能力。從以上概念出發(fā)，理想的橋梁結(jié)構(gòu)體系布置應(yīng)是 ：從幾何線形上看，橋梁是直的，各墩高度相差不大。因?yàn)閺潣蚧蛐睒蚴沟卣鸱磻?yīng)復(fù)雜化 ，而墩高不等則導(dǎo)致橋墩剛度變化 ，使抗側(cè)力橋墩中剛度較大的最先破壞。 

　　從結(jié)構(gòu)布局上看 ，橋梁盡量保持小跨徑 ，使橋墩承受的軸壓水平較低 ，從而獲得更好的延性 ；彈性支座布置在多個(gè)橋墩上 ，把地震力分散到更多的橋墩 ；各個(gè)橋墩的強(qiáng)度和剛度在各個(gè)方向都相同 ；基礎(chǔ)是建造在堅(jiān)硬的場(chǎng)地上。雖然由于各種限制條件 ，理想的抗震體系實(shí)踐中很難達(dá)到 ，但在設(shè)計(jì)之初 ，仍應(yīng)考慮使橋梁結(jié)構(gòu)盡可能地滿足上述要求。 

　　2.2 節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì) 

　　節(jié)點(diǎn)是連接橋墩和蓋梁的傳力構(gòu)件 ，是保證整個(gè)結(jié)構(gòu)良好工作的關(guān)鍵部位 ，屬于能力保護(hù)構(gòu)件。因此 ，對(duì)其強(qiáng)度和剛度要求都較高。在橋梁結(jié)構(gòu)中 ，如果橋墩和蓋梁剛度比較接近 ，則在地震作用下 ，結(jié)構(gòu)受到側(cè)向賡性力作用 ，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋受力很大 ，容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)剛度退化。一方面會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土剪切破壞 ；另一方面又會(huì)導(dǎo)致橋墩內(nèi)力重分布 ，墩底截面彎矩加大 ，更快達(dá)到屈服狀態(tài) ，降低橋梁結(jié)構(gòu)橫橋向整體的抗震能力。而在蓋梁和橋墩抗彎剛度相差較大時(shí) ，在地震橫橋向作用下 ，墩底和墩頂部位的塑性鉸更容易形成 ，節(jié)點(diǎn)部位相對(duì)更加安全 ，符合能力抗震設(shè)計(jì)思想。當(dāng)節(jié)點(diǎn)部位出現(xiàn)剛度軟化以后 ，對(duì)墩頂截面的約束減弱 ，從而導(dǎo)致墩頂截面彎矩減小。在橋梁結(jié)構(gòu)中 ，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式與房屋框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)相差較大 ，而且橋梁結(jié)構(gòu)在橫向地震作用下主要依靠墩柱的延性發(fā)生變形 ，而不是依靠蓋梁的延性 ，因而不能套用房屋框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)。但是毫無疑問的是 ，橋梁節(jié)點(diǎn)部位屬于能力保護(hù)構(gòu)件 ，在地震作用下需要保持較高的強(qiáng)度和剛度。 

　　2.3 整體優(yōu)化設(shè)計(jì) 

　　從結(jié)構(gòu)上來說 ，要清楚哪些結(jié)構(gòu)有利于抗震 ，哪些結(jié)構(gòu)抗震不利 ，其中包括橋型、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、墩臺(tái)、基礎(chǔ)的處理等等。構(gòu)造細(xì)節(jié)措施則包括一些基本的抗震措施，比如支座的選擇、擋塊的設(shè)置等等 ，還包括構(gòu)件細(xì)節(jié)的構(gòu)造措施、比如墩的箍筋配置、節(jié)點(diǎn)配筋構(gòu)造。在確定路線的總體走向和主要控制點(diǎn)時(shí) ，應(yīng)盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險(xiǎn)性較大的地段。對(duì)于地震區(qū)的橋型選擇 ，盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心 ，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力 ，提高穩(wěn)定性 ；力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合 ，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力 ，應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長(zhǎng)度和高度 ，以減少各部分不同性質(zhì)的振動(dòng)所造成的危害作用 ，適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度 ，使用延性材料提高其變形能力 ，從而減少地震作用 ，加強(qiáng)地基的調(diào)整和處理 ，以減小地基變形和防止地基失效。 

　　3 結(jié)論 

　　隨著我國某些地區(qū)地震頻繁發(fā)生 ，對(duì)于市政橋梁而言 ，其抗震性能的好壞勢(shì)必會(huì)對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大影響。首先必須從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，充分考慮震害相關(guān)原因，在結(jié)構(gòu)上增加其抗震效果，同時(shí)必須因地制宜 ，采用適合當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì) ，相信我國橋梁的抗震性能一定能步入新的臺(tái)階。 

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