橋梁工程中橋梁抗震設(shè)計(jì)探析

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摘要：最近幾年，我們國(guó)家建設(shè)了一大批的橋梁項(xiàng)目，它們的存在對(duì)于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)講意義非常重大。然而通過(guò)分析實(shí)際狀況我們發(fā)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)有的橋梁項(xiàng)目的品質(zhì)普遍不高，一旦遇到地震之類(lèi)的自然災(zāi)害的話(huà)損失非常嚴(yán)重，導(dǎo)致項(xiàng)目失去了它原有的價(jià)值和意義。所以，為了避免負(fù)面現(xiàn)象出現(xiàn)，就要切實(shí)提升項(xiàng)目的抗震水平，積極開(kāi)展相關(guān)的設(shè)計(jì)工作。具體來(lái)講，作為設(shè)計(jì)工作者必須要切實(shí)意識(shí)到開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)工作的意義所在，同時(shí)還要不斷完善設(shè)計(jì)措施，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，確保項(xiàng)目的防震水平高超，確保廣大群眾的日常出行有保障。作者在這個(gè)前提之下，具體分析了項(xiàng)目抗震設(shè)計(jì)工作有關(guān)的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；橋梁抗震設(shè)計(jì)；強(qiáng)度

前言

我們國(guó)家的國(guó)土面積非常廣，其中許多地區(qū)都位于地震帶上，所以為了確保橋梁項(xiàng)目的性能不受影響，就應(yīng)該在設(shè)計(jì)的時(shí)候，認(rèn)真考慮它的抗震性特征，積極開(kāi)展好抗震設(shè)計(jì)工作。最近幾年，我們國(guó)家在對(duì)于引發(fā)地震的機(jī)理，地震波的傳遞特征和地震波作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力響應(yīng)的特點(diǎn)、破壞特征、結(jié)構(gòu)的抗震能力的研究和探索的不斷深入，使得抗震設(shè)計(jì)工作有了很好的發(fā)展，獲取了顯著的成就。

1地震對(duì)橋梁的破壞性

眾所周知，地震的影響力非常大。一旦災(zāi)害發(fā)生，首先被破壞的是地基，尤其是那些地基處在較陡峭的坡體上面的橋梁，它面對(duì)地震災(zāi)害的時(shí)候，破損更為嚴(yán)重。因此，我們?cè)谶x取地基的時(shí)候一定要綜合分析，全面論述，多方比對(duì)之后才可以下結(jié)論。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生以后，項(xiàng)目的破壞形式并不是完全一樣的。具體來(lái)講有如下的幾點(diǎn)不同之處。橋墩的墩身發(fā)生位移，支座的錨栓被剪斷，有時(shí)候梁體也會(huì)斷裂下落；墩體出現(xiàn)裂痕，導(dǎo)致橋梁存在塌陷的可能性；由于受到河水的沖洗，此時(shí)沙土被液化，導(dǎo)致橋墩沉降。所謂的支座破壞，具體來(lái)講指的是上方結(jié)構(gòu)生成的力經(jīng)由支座本身的構(gòu)件向下傳遞到下方的構(gòu)造之中，如果傳遞的力的強(qiáng)度比構(gòu)件的原定強(qiáng)度要高的話(huà)，就會(huì)導(dǎo)致支座受損。對(duì)橋梁下方的構(gòu)造來(lái)講，由于支座受損導(dǎo)致絕大多數(shù)的力被分散，這樣就能夠避免地震產(chǎn)生的力傳輸給墩臺(tái)，此時(shí)下方的結(jié)構(gòu)就不會(huì)繼續(xù)受損了，不過(guò)它有梁體掉落的可能性。

2橋梁抗震設(shè)計(jì)的原則

2.1正確選擇地址

在選擇橋梁的地址的時(shí)候，一定要將它的防震性考慮到內(nèi)，因此就要確保所處區(qū)域的抗震性能好，同時(shí)還要確保地面堅(jiān)硬，假如它的地基不是很牢固，在地震災(zāi)害出現(xiàn)的時(shí)候就無(wú)法保證其不受影響了。不過(guò)在工作中一定要意識(shí)到，選擇地址的時(shí)候不應(yīng)該只是不選擇軟土，對(duì)于那些有可能受到影響的區(qū)域也堅(jiān)決放棄。因?yàn)槿魏蔚目赡芏加幸欢ǖ膸茁蕰?huì)變成現(xiàn)實(shí)，而一旦變成現(xiàn)實(shí)，其帶來(lái)的負(fù)面影響將是非常嚴(yán)重的。

2.2注意結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱(chēng)

在抗震方面，對(duì)稱(chēng)性的結(jié)構(gòu)剛度與不等跨橋梁比對(duì)來(lái)看它的優(yōu)點(diǎn)更多，能夠更好的應(yīng)對(duì)地震問(wèn)題。舉例來(lái)看，假如橋墩的高度有著較大的差距的話(huà)，那么低墩就更易于被地震影響。所以，在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，必須要盡量確保結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出對(duì)稱(chēng)的模式，最好不要使用那些跨度相對(duì)來(lái)講較大的類(lèi)型。

2.3注重橋梁的整體性

對(duì)于橋梁來(lái)講，它的總體性有著非常關(guān)鍵的意義，假如失去了整體性特點(diǎn)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的作用，而且當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件沒(méi)有足夠的承受力，進(jìn)而出現(xiàn)震落現(xiàn)象。因此，一定要確保上方的構(gòu)造是不間斷的，而且還要借助合理的措施來(lái)切實(shí)提升它的整體性，在所有的接洽區(qū)域要做好減振工作，此舉的目的是為了切實(shí)提升項(xiàng)目的穩(wěn)定性。同時(shí)，為了防止一些突發(fā)性的問(wèn)題，在布局結(jié)構(gòu)的時(shí)候盡量要確保其質(zhì)量以及剛度等保持均勻。

2.4設(shè)置多道抗震防線(xiàn)

要想真正的應(yīng)對(duì)好地震問(wèn)題，就應(yīng)該在設(shè)計(jì)的時(shí)候布置很多的防線(xiàn)，只有這樣才可以確保橋梁能夠從多個(gè)角度應(yīng)對(duì)地震產(chǎn)生的力，假如出現(xiàn)了等級(jí)較高的地震，在前面的防線(xiàn)破壞了以后，還有其他的能夠發(fā)揮作用。此舉能夠明顯的提升工程的安全性，能夠最大化的壁面項(xiàng)目發(fā)生塌陷問(wèn)題。

3橋梁抗震的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

第一，體現(xiàn)為橋梁抗震能力：當(dāng)我們開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)工作的時(shí)候，要認(rèn)真分析它的結(jié)構(gòu)，確保其有著較高的抗震水平。具體來(lái)講，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)本身的抗震力的前提之下，合理調(diào)整數(shù)據(jù)，認(rèn)真分析。同時(shí)，在做好設(shè)計(jì)工作的前提之下，確保項(xiàng)目構(gòu)件有著更強(qiáng)的抗震水平，與地震反映出的結(jié)合強(qiáng)度以及抗震設(shè)計(jì)中的變位驗(yàn)算相結(jié)合，從而使橋梁結(jié)構(gòu)中的行為能力得到系統(tǒng)化發(fā)展。第二，體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)剛度：在開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)工作的時(shí)候，假如它的剛度是對(duì)稱(chēng)存在，當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時(shí)候就可以很好的應(yīng)對(duì)了，相反的假如是不對(duì)等存在，就會(huì)受到較大的沖擊。假如在項(xiàng)目具體進(jìn)行的時(shí)候，橋墩的高度有較大的差異，就容易使得那些高度不高的墩體被地震帶來(lái)的強(qiáng)大的力所沖擊。

4橋梁抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)方法

4.1橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)

抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本抗震設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細(xì)部的構(gòu)造等，從而達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目的。橋梁抗震概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系。

4.2地震響應(yīng)分析方法的改變

隨著人們對(duì)地震動(dòng)力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力不斷了解，抗震設(shè)計(jì)的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法也發(fā)展出多種方法。從地震動(dòng)的振幅、頻譜和持時(shí)三要素來(lái)看，抗震設(shè)計(jì)的動(dòng)力理論不但考慮了地震動(dòng)的持時(shí)，而且還考慮了地震動(dòng)中反應(yīng)譜不能概括的其他特性。

4.3多階段設(shè)計(jì)方法

伴隨著地震產(chǎn)生機(jī)理等研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標(biāo)的各不相同，使得設(shè)計(jì)工作在不斷發(fā)展。橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也由原來(lái)的單一設(shè)防水準(zhǔn)的一階段設(shè)計(jì)，改進(jìn)為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)的兩階段和三階段設(shè)計(jì)方式。

5根據(jù)性能設(shè)計(jì)

科技一直在發(fā)展，目前工作者意識(shí)到對(duì)于橋梁項(xiàng)目來(lái)講，我們?cè)谂卸ㄋ目拐鹉芰Φ臅r(shí)候不應(yīng)該將強(qiáng)度當(dāng)成是一個(gè)評(píng)判要素。這主要是因?yàn)橐坏┙?jīng)歷強(qiáng)震，材料就會(huì)彈塑性階段，它的這種改變會(huì)耗費(fèi)一些能量，而且它的自振時(shí)間也會(huì)因此而改變。塑性階段消耗地震能量的大小和變形情況是判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生破壞的重要因素?；谛阅艿脑O(shè)計(jì)法，主要包括倒推分析法、能力譜法、基于位移設(shè)計(jì)法等。倒推分析法是采用一定的水平加載方式，對(duì)結(jié)構(gòu)施加單調(diào)遞增的水平荷載，將結(jié)構(gòu)位移推至指定位置，從而研究結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性性能。能力譜法是在倒推分析法的基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的，該方法將加速度-位移格式的結(jié)構(gòu)能力譜與地震需求反應(yīng)譜進(jìn)行比較，可以直觀地判斷出結(jié)構(gòu)的抗震性能?；谖灰圃O(shè)計(jì)法是將結(jié)構(gòu)允許位移作為判斷指標(biāo)，進(jìn)而借助分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度來(lái)開(kāi)展檢驗(yàn)工作。

6結(jié)束語(yǔ)

最近幾年，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，此時(shí)各個(gè)類(lèi)型的公路項(xiàng)目開(kāi)始出現(xiàn)在祖國(guó)的大江南北，然而公路的存在必須依靠橋梁作為接洽點(diǎn)，所以橋梁項(xiàng)目就被人們所關(guān)注。對(duì)于橋梁工程來(lái)講，極易受到地震災(zāi)害的影響，導(dǎo)致它的受力水平變差，進(jìn)而引發(fā)很多的問(wèn)題。所以作為相關(guān)的工作人員，我們當(dāng)務(wù)之急要做的就是積極開(kāi)展防震設(shè)計(jì)工作，切實(shí)提升項(xiàng)目的防震能力，確保其更好的為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

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作者:劉亞男 單位:黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院