桥梁结构抗震设计与设防的相关思考 周湘云

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:周湘云
[导读] 在整个公路工程的建设中,桥梁是其中重要的组成部分,是关键的节点。对于整个公路的顺畅通行有着至关重要的作用

        内江市川交公路勘察设计有限公司  641000
        摘要:在整个公路工程的建设中,桥梁是其中重要的组成部分,是关键的节点。对于整个公路的顺畅通行有着至关重要的作用。而地震会对桥梁产生严重的破坏,因此,在进行桥梁设计时,应当注重桥梁结构的抗震设计,并采取合理的设防措施,提高桥梁的抗震性能。本文对桥梁结构的抗震设计以及安全防范措施进行了思考与探究,希望能够给予相关人员予以帮助并提供借鉴。
        关键词:桥梁结构;抗震设计;设防措施


        随着我国经济的迅猛发展,为了满足国民的需求,我国不断地加强公路工程建设,公路的总里程越居世界前列。公路的桥梁建设成为了其中重要的部分。承载着保证公路顺利畅通的重要职责。我国是一个多震的国家,为了防患于未然,提高公路桥梁的质量,再进行设计以及建造时,更注重桥梁结构的抗震设计,做好防震的处理,确保公路的畅通。
        1.桥梁结构震害的概述
        地震对于桥梁结构产生的损害主要表现在两个方面,一是地面的运动,使桥梁结构产生振动。通过惯性的作用把地震的作用力传递到桥梁结构上;另外则是由于地面相对的位移造成的强制性伤害。在地震的过程中,地震波的传播极易造成桥台桥墩的倾斜开裂,制作毛栓被剪断或拉长,桥墩的滑移,落梁的倒塌等损害。是我们要分析地震过程中对桥梁产生震撼的原因以及损害的形式,而采取相应的抗震设计及设防手段,提高桥梁的建造质量,保证公路交通的顺畅。
        2.公路桥梁地震震害的表现形式与分析
        2.1破坏桥梁基础与地基
        地震发生后,会不同程度的使桥梁的地基的沙土发生液化现象,从而使地基的正常性能无法得到发挥。当时地震中的地裂以及地裂现象,会使吨胎的基础产生倾斜,锻炼或者倒塌,使桥梁的下部失去稳定性,进而影响桥梁的上部。
        2.2桥梁上部结构被破坏
        桥梁上部的结构,其自身受到地震力的作用被损坏的现象极少。其被破坏的原因主要是由于墩顶的位移,支撑连接件以及下部结构的破坏而引起的落梁现象。梁体下落有顺桥下落,横桥向下落,以及扭转滑移等不同形式,但其中主要以顺桥向坠落为主。两起顺桥坠落时,会对桥墩的撤并产生撞击,使桥的下部结构受到更大的伤害。
        2.3桥梁倾覆
        由于地震力的作用,使浅层饱和的疏松沙土,或者是软弱的地基液化,史蒂奇失去功能和作用,初二人妻桥梁结构物的整体倾斜,下沉造成严重的变形。另外,下部结构的独柱墩,在地震中对横向的破坏,也会使桥梁倾覆。
        2.4混凝土墩柱被破坏
        混凝土墩柱的延性不足,在地震中会使墩柱受到弯曲或者剪切的破坏,当结构的弯曲承载力无法承受时,墩柱就会被破坏,导致桥墩的开裂,混凝土保护层的剥落,纵向钢筋的扭曲,甚至会造成墩台的倒塌,倾斜以及断裂。
        2.5支承连接件受到震害
        在整体的桥梁结构体系中,桥梁的伸缩缝,支柱以及剪力键等支承连接件其抗震的能力较弱,在破坏性的地震中,支承连接件会普遍的被破坏。
        以上都是由于震害对桥梁结构产生破坏的形式,另外,由于桥梁结构构造以及连接不当,而导致桥台台后填土位移过大,从而使墩台承受过大的扭矩而引起桥梁结构被破坏。
        3.桥梁结构抗震设计的要点
        根据以往地震对于桥梁产生震撼的原因以及表现形式,在进行桥梁结构的设计时,应当进行综合的考量,合理的进行设计,增强桥梁结构的抗摔性能。



        首先在进行设计时力求结构形式的简单。尽量避免结构中的突变部分,避免因应力集中造成的破坏。墩台的设计不要带有孔洞构造。
        地震的多发区,尽量减少斜桥的设计。这是由于斜桥墩顶的抗推刚度要比正桥大,地震时会使震害得到加强,因此,斜桥的抗震性能较差。如因为地形的原因,在进行设计时,可以使斜交角度尽量接近正交,或者是对桥长尽量进行加长,做到斜桥正做。
        在进行设计时,尽量保证结构的整体性,使桥梁结构简单,规则,并且对称,使结构的质量中心和刚度中心能够基本的吻合,从而降低因扭转造成的破坏。
        在进行设计时,尽量避免桥墩墩身的高度差。这是由于地震发生时,吨高的不同其刚度不同,而对于地震力的分配由于敦高不同而产生差异,AI蹲会受到地震力的作用较大。因此应当尽量避免,如无法避免的情况下,可以采取设计,抗震支座等措施。
        在进行设计时,桥跨结构和墩台尽量设计成自重轻,重心低以及刚度均匀的结构。时也可以降低结构的刚度,使结构的变形性能得到增强,从而缓解以及减少地震力的影响。
        设计时注意桥梁的长度,在地震的多发区,尽量减少长桥的设计,推奖全球进行分解,设计成为几个短桥。对于松软的地基以及非延时的地基,在桥梁结构设计师上部结构,尽量避免采用连续桥梁以及刚构桥等结构,利用简支梁的结构,免由于基础不均匀而造成沉陷,对桥梁结构造成的影响。
        在进行桥梁设计时,应当对地理结构进行详细的勘测,不要在易液化层,断层破碎带,塌陷的地区建桥。当不可避免时,应当使桩基础或者沉井穿透液化土层,在稳定觅食的深土层植入。
        4.桥梁结构的抗震设防措施
        4.1落梁的设防措施
        任何一种桥型,我们都要充分考虑地震力作用下,桥梁结构的水平,运动带来的伤害。因此,对于限制支承,连接部位的支撑面要进行限制,使之层面处于最小宽度的状态。在相邻的桥梁之间,梁宇墩台,梁与桥墩之间设置相应的位移约束构造,可以采用锚栓,档块,钢板连接,预应力钢绞线,钢棒链接等措施。
        4.2加强桥墩的延性
        在进行防震的设防时,并非一味的强调强度,桥墩的延性会很好的缓解以及减少地震力的作用,因此我们要把握好桥墩的言行和结构的刚度设计,使桥墩具备足够的强度以及延伸,使桥梁结构的刚度均衡,从而避免桥墩因扭矩以及剪力遭受的破坏。
        4.3设置抗震支座
        支座在桥梁结构中起到承上启下的作用,因此支座的合理设置对于桥梁的抗震会起到很好的作用。在进行防震设计时,可以采用减隔震型的橡胶支座来进行支座的设置。而对于墩身高度差异较大的桥梁,也可以通过调配支座的刚度来使墩顶的水平受力均衡。
        4.4采用新型的结构
        在进行抗战的设置时,可以采用新型的结构增强桥梁的抗震性能。例如采用型钢混凝土结构替代钢筋混凝土结构,其承载力高于钢筋混凝土构件的1倍以上,无论是抗剪能力以及延,都要好于混凝土结构,并且其耗能能力明显优于钢筋混凝土结构。
        结束语
        桥梁是整个公路交通中的枢纽,在进行桥梁设计时,应当根据具体的地质环境,综合所有的因素进行考量,选择适当合理的抗震措施,注重桥梁的抗震设计工作,进行科学合理的规范设计,保证桥梁的抗震性能,促进公路事业的发展,为我国的经济建设贡献力量。
        参考文献:
        [1]何晗欣.桥梁抗震与抗风及其影响因素分析研究[D].长安大学,2011.
        [2]戚冬艳.桥梁结构抗震设计重要性修正系数的研究[D].长安大学,2005.

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