工程技术 路桥工程 ２０１５年４月 ・２２７・ 对公路桥梁抗震设计的探讨 包彦章 （青海省育才公路勘察设计有限公司，青海西宁８１０００１） 摘 要：由于我国处于地震频发地带，受到地震的影响较大，而公路桥梁作为交通运输系统的重要组成部分，公路桥梁抗 震设计成为工程师的重要课题之一。本文介绍了公路桥梁中桥梁震害和特点，分析公路桥梁抗震设计要点，并结合笔者工作经验， 基于提高公路桥梁抗震能力提出几点建议，以供参考。 关键词：公路桥梁；抗震设计；问题；措施 中图分类号：Ｔｕ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１．５５８６（２０１５）１３．０２２７．Ｏ１ 我国作为一个地震多发国家，地处于环太平洋地震带与亚 在桥梁设计时应细致研究桥梁的抗震性，分析出不宜在地 欧地震带两大地震带之间。以２００８年汶川大地震、２０１０年玉 树大地震等为例，给当地居民造成了灾难性的后果，并且对我 国社会建设与经济发展产生严重的影响。因此，在交通事业的 发展中，为提高公路桥梁抗震能力，公路桥梁抗震设计具有十 分重要的意义。尽管我们无法完全预测地震的发生，但我们可 以探索和研究地震对桥梁的损害规律，采取有效的公路桥梁设 计方案以降低地震带来的危害。 １公路桥梁的震害及特点概述 １．１桥台震害 桥台震害问题主要有以下几种：桥台和路基同时朝河心移 动，进而使得桩柱式桥台的桩柱出现一定程度的倾斜，并且产 生了裂缝，情况严重时还是使桩柱折断；胸墙产生裂缝，桥台 下沉、转动是重力式桥台的桥台震坏主要表现；桥头引道发生 沉降，同时翼墙开裂。此外，主梁受压导致受损会由于桥台的 滑移和开裂而加剧，严重时会导致主梁坍塌。 １．２桥墩震害 在桥梁使用过程中，桥墩沉降、倾斜、移动，桥墩的墩身 产生裂缝，由于过大的剪力导致桥墩折断，受压缘混凝土溃散， 出现裸露的钢筋。连接桥墩和基础的部分节点产生裂缝、折断 等现象都是桥墩震害的主要表现。 １．３支座震害 由于地震产生的冲击力，在支座设计时对抗震设计规范的 考虑存在片面性，没有做好构造上连接与支挡的准备工作，以 及支座形式与材料不满足设计要求等都是产生支座震害的因 素，这些问题会导致支座产生滑移与变形且程度较大，继而破 坏了支座的构造。比如拔出支座锚固螺栓、由于剪力过大而折 断、直接脱离了活动支座导致传递结构力的方式发生改变，进 而使得结构的其他部位的使用功能受到一定程度的影响。 １．４梁的震害 主梁坠落是地震中最严重的桥梁震害问题。桥台、桥墩发 生倾斜、坍塌，支座受损程度较大，梁体由于受到地震产生的 冲击力而发生碰撞，相邻的桥墩之间偏移程度过大都是主梁坠 落的重要原因。 ２公路桥梁抗震设计要点简析 在选择地震区的桥梁桥型时，应注意以下几个原则：确保 结构自重与其重心最大程度上得到减轻与降低，据此减小结构 物的内力与地震作用：为减少由于各部分不同性质的震动而导 致的危害，应保证稳定性得以提高，尽量重合结构物的质量中 心与刚度重心；此外结构刚度可以适当进行降低处理，使用的 材料具有一定塑性以提高变形能力，进而使的地震作用得以减 小；积极调整与处理地基问题，并以此使得地基的变形程度得 以减小以及保证地基作用。具体介绍如下： ２．１提高结构刚度的对称性 提高结构的对称性能够有效提高抗震能力，通常桥梁不等 跨发生震害的几率较高。尤其是桥梁的桥内存在高度相差过大 的墩身，其中较矮的桥墩产生地震水平力较大，且跨径不同。 此外，大跨径桥孔的桥墩上产生的地震力较大。地震高烈度区 在桥梁设计时不宜采用这种桥型，如果确实是设计需要无法避 免，应设置消能措施于不利墩上以确保低墩顶集成刚度得以降 低，比如抗震支座的设置。 ２．２分析研究桥梁抗震性 震区修建的的结构类型，以原有结构抗震性能为基础，提出适 应地震作用的结构类型。此外，结构抗震设计应结合实际情况， 从设计角度出发，确保结构抗震能力都以有效提高，同时结构 的行为能力设计也应在考虑范围之内，不应被动的对地震作用 时的结构强度、变为进行验算工作。 ２．３结合实际情况，提出有效抗震结构型式 在桥梁设计中应加强抗震措施，转变观念，提高地震区结 构抗震的适应性，而不是简单的考虑结构刚度、强度等。例如 以地裂为基础，对单纯的边坡倒塌、砂士液化时桥梁结构的抗 震设防思路进行改变。在桥梁抗震设计中，应具有明确的设计 方向，充分考虑到当地实际地质条件，确保公路桥梁抗震设计 的有效性与适用性。 ３公路桥梁抗震设计措施 ３．１抗震概念设计 抗震概念设计时公路桥梁抗震设计的重要手段，其主要是 以公路桥梁抗震要点为基础，提出有效可行的公路桥梁设计方 案。目前，由于无法预知地震的发生以及类型，因此设计阶段 的计算与实际情况存在一定的差异，在一定程度上增加了结构 抗震性能控制的难度。在桥梁的方案设计阶段，应综合考虑桥 梁的抗震能力，在方案的选择上不能单单考虑功能、外观以及 静力分析等，选用的抗震结构应该确保其满足抗震要求。在抗 震概念设计阶段，必须提高对连接上部与下部的部分的设计、 桥墩的形式、连接孔洞处部位的设计等的选择的重视程度。并 且根据现场环境，具有针对性的分析与评估动力特性以及地震 反应，同时注意方案的抗震等级能否满足抗震要求，为提高桥 梁整体抗震性能，可以利用配筋与结构设计对结构的抗震薄弱 部位的刚度进行加强处理。最后，以分析和评估的最后结构为 依据，对抗震结构体系进行判定，确保桥梁设计方案的适用性， 若出现问题应及时调整与修改。 ３．２抗震烈度在７度以上地区桥梁的抗震设计措施 隔震设计方法与结构消能减震方法。在一般情况下，提高 公路桥梁的抗震性，有助于提高其抗震强度，达到抗震目的。 从现实意义角度上看，这种抗震方法比较被动 在设计抗震方 法过程中，需要主动探索抗震对策，而隔震设计和结构消能减 震是有效的抗震方法。该方法是在公路桥梁体系中安装一个隔 震层，降低地震能量。 ４结束语 公路桥梁抗震设计的研究对于提高公路桥梁的抗震能力有 着十分重要的意义。尽管地震的发生具有不确定性，其预测难 度较大，然而通过对地震对桥梁结构的破坏规律以及抗震机理 的研究与分析，并且充分全面的考虑公路桥梁设计中的各类抗 震因素，采取有效措施且遵循公路桥梁抗震设计的关键点，提 出抗震能力更高的桥梁设计方案，就算无法避免，也能最大程 度的减小地震对公路桥梁带来的损害。 参考文献 【１】郭穆春．公路桥梁抗震设计存在的问题及改进【Ｊ】．黑龙江交 通科技，２０１４（８）：９３． 【２】宋雅婷．公路桥梁抗震措施探讨【Ｊ］．科技信息，２０１４（６）： ２１４—２１５． ［３】王志谦，王咏梅．公路桥梁抗震设计的设防标准研究分析［Ｊ】． 黑龙江交通科技，２０１４（１１）：１２０．
