摘要：橋梁工程作為交通運輸?shù)难屎砑~帶 ，在我國基礎(chǔ)建設中的作用巨大。然而我國是相對多震國家 ，市政橋梁的抗震設計尤顯重要。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 ，基于設計因素 ，探討了市政橋梁抗震可行性設計策略。 

 

　　關(guān)鍵詞：市政橋梁；抗震；設計；震害 

　　地震歷來都是嚴重危害人類社會的自然災害。如果震區(qū)的交通線遭到破壞 ，就會給救災工作造成巨大困難 ，并且影響災后的回復工作 ，加重次生災害 ，導致更加巨大的損失。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計方法、采取有效抗震措施 ，對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)計資料看 ，公路橋梁的震害現(xiàn)象主要有以下幾種 ：1）對梁式橋梁地震位移造成上部活動節(jié)點處因蓋梁寬度設置不足導致落梁或梁體相互磁撞引起的破壞 ，而對拱式結(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 ，大大增大了落梁的可能性 ；3）對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 ，進而對結(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)抗力不足導致的地震時下部開裂、變形和失效 ，進而對全橋的不利影響 ；5）地震時使得在松軟地基上的橋梁在發(fā)生河岸滑移導致全橋長度的縮短而造成的比較嚴重的震害。以下分析落梁、墩柱、節(jié)點和橋臺破壞以及基礎(chǔ)破壞、樁身破壞三者原因。 

　　1）落梁 

　　落梁的原因一般是因為支承連接部件失敗 ：固定支座強度不足、活動支座位移量不夠、橡膠支座梁底與支座底發(fā)生滑動 ，在地震力作用下支座破壞 ，致使梁體發(fā)生位移導致落梁。墩臺支承寬度不滿足防震要求 ，防落梁措施設不合理 ，在地震力作用下 ，梁、墩臺間出現(xiàn)較大相對位移 ，導致落梁現(xiàn)象的發(fā)生。伸縮縫、擋塊強度不足 ，在地震力作用下伸縮縫碰撞破壞擠壓破壞、擋塊剪切破壞 ，都起不到應有作用 ，導致落梁。 

　　2）墩柱、節(jié)點及橋臺破壞 

　　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 市政橋梁抗震設計策略 

　　2.1 市政橋梁抗震設計總體原則 

　　從抗震角度出發(fā) ，合理的結(jié)構(gòu)體系應符合下列各項要求。1）具有明確的計算簡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)體系布置應是 ：從幾何線形上看，橋梁是直的，各墩高度相差不大。因為彎橋或斜橋使地震反應復雜化 ，而墩高不等則導致橋墩剛度變化 ，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橋墩上 ，把地震力分散到更多的橋墩 ；各個橋墩的強度和剛度在各個方向都相同 ；基礎(chǔ)是建造在堅硬的場地上。雖然由于各種限制條件 ，理想的抗震體系實踐中很難達到 ，但在設計之初 ，仍應考慮使橋梁結(jié)構(gòu)盡可能地滿足上述要求。 

　　2.2 節(jié)點抗震設計 

　　節(jié)點是連接橋墩和蓋梁的傳力構(gòu)件 ，是保證整個結(jié)構(gòu)良好工作的關(guān)鍵部位 ，屬于能力保護構(gòu)件。因此 ，對其強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)點核心區(qū)箍筋受力很大 ，容易出現(xiàn)節(jié)點剛度退化。一方面會導致節(jié)點核心區(qū)混凝土剪切破壞 ；另一方面又會導致橋墩內(nèi)力重分布 ，墩底截面彎矩加大 ，更快達到屈服狀態(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 ，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)點部位相對更加安全 ，符合能力抗震設計思想。當節(jié)點部位出現(xiàn)剛度軟化以后 ，對墩頂截面的約束減弱 ，從而導致墩頂截面彎矩減小。在橋梁結(jié)構(gòu)中 ，節(jié)點構(gòu)造形式與房屋框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點相差較大 ，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)點抗震設計。但是毫無疑問的是 ，橋梁節(jié)點部位屬于能力保護構(gòu)件 ，在地震作用下需要保持較高的強度和剛度。 

　　2.3 整體優(yōu)化設計 

　　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、基礎(chǔ)的處理等等。構(gòu)造細節(jié)措施則包括一些基本的抗震措施，比如支座的選擇、擋塊的設置等等 ，還包括構(gòu)件細節(jié)的構(gòu)造措施、比如墩的箍筋配置、節(jié)點配筋構(gòu)造。在確定路線的總體走向和主要控制點時 ，應盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險性較大的地段。對于地震區(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 ，應協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度 ，以減少各部分不同性質(zhì)的振動所造成的危害作用 ，適當降低結(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 ，對于市政橋梁而言 ，其抗震性能的好壞勢必會對人民生命財產(chǎn)造成重大影響。首先必須從設計角度出發(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，同時必須因地制宜 ，采用適合當?shù)貥藴蕘磉M行橋梁設計 ，相信我國橋梁的抗震性能一定能步入新的臺階。 

　　參考文獻 

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