桥梁抗震设计的探讨

何剑辉

摘 要：该文首先就桥梁受地震破坏的主要形式做分析，然后通过实际的案例对桥梁的抗震设计展开深入探讨，最后总结一些在设计中要注意及避免的问题，从而进一步分析当前桥梁抗震的设计方法，也为今后的桥梁在抗震方面做出参考意见。

关键词：桥梁 地震 探究

中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0067-01

地震作为一种自然灾害有着突发性和极大的毁灭性，当发生大地震时，其损失往往是不可估量的。比如几次著名的大地震：1971年美国圣费南多地震，震级6.6，经济损失为10亿美元；1976年中国唐山大地震，震级为7.8，经济损失为100亿人民币；1989年美国加州地震，震级为7.0，经济损失为70亿美元；1995年日本阪神大地震，震级为7.2，经济损失为1000亿美元，还有2008年的汶川地震，震级为8.0，造成的直接经济损失超过了8 000亿人民币。桥梁作为现代交通的一个枢纽，十分重要也同样十分同意受到地震等一些自然灾害的破坏，即造成了人员伤亡和经济上的损失，又会使交通处于瘫痪。下面就由桥梁遭破坏的主要形式展开对桥梁抗震设计的探讨。

1 桥梁破坏的主要形式

1.1 落梁破坏

当桥梁的梁体位移的距离超过了桥梁本身梁端所能支撑的，就会使得桥梁和桥墩之间失去约束力，从而造成了落梁的破坏。

1.2 支座损坏

支座在设计施工的时候就已经规定好了所能荷载的强度，当地震时惯性力通过支座向上传递，如果超过了支座本身的荷载极限就会遭到破坏，甚至还会引起落梁破坏。

1.3 剪切破坏

桥梁受到地震发生时的剪切力突破了自身剪切强度时会发生破坏，具体有这么几个阶段：桥梁的很界面出现裂缝；因为荷载强度的增强，裂缝斜向加深；箍筋开始弯曲，裂缝越来越大；最后导致脆性的剪切破坏。

1.4 弯曲破坏

在地震时，地震荷载的作用力作用在桥梁结构上，使其发生弯曲变形，使得桥梁本身的混凝土层出现脱落的状况。

2 实际案例的分析

2.1 失效的抗震桥梁设计

1999年，土耳其的西部发生了里氏7.2级的地震，造成了超过1 000人死亡，5 000人受伤，地震中心区域的大部分建筑都遭到了严重破坏，包括当时采用了所谓的“先进”隔震和耗能技术的Bolu高架桥。

Boul高架桥1号线的全长达到2.3km，由58吨和59跨双线为构架搭建而成，上部由10跨一联，每联长392.2m的混凝土连续箱梁，支撑在盆式橡胶支座上。桥墩的结构为八角形空心墩，桥上结构为每板11根柱子且大于10跨的钢筋混凝土板，和7个预应力梁。因为其地理位置的重要性，在设计施工的过程中还专门安装了地震隔离系统，模仿美国的AASHTO桥梁抗震设计规范设计。然而AASHTO的要求中，必须允许位移的能力超过单自由度计算位移的3倍，显然Bolu高架桥没有满足这一重要的条件。

2.2 规范案例举例

2.2.1桥梁工程的概况描述和技术参数

现有一段互通式的道路工程，全长为58.4km，双向行车且为4车道的高速公路，该桥梁连接此公路和密涿高速的连接线、Q匝道桥、县道武榆线和天堂河。桥梁的本身采用现浇预应力混凝土连续箱梁及装备式预应力混凝土连续箱梁。

桥梁上的行车速度设计为120km/h，荷载我公路-I级，地震烈度为7度，采用8度的防备措施，地震动峰时的加速度为0.15gal。桥面宽度为42m，桥上护栏为0.5m，行车道为19.5m，间隔带为1m。分布为护栏-行车道-护栏-间隔带-护栏-行车道-护栏，桥面纵坡范围是1.4%，结构安全等级为一级。

2.2.2桥梁的抗震结构

通过对支座隔震参数进行设计和计算，使得每个桥墩在纵向和横向在地震时所承受的压力均匀分布，在最大峰值减小的时候，有效地减缓了桥梁在地震时的受力状况，确保桥梁整体结构的完整以及各等级地震下防护性能的完美展现，取得满意的抗震效果。

在将3道横隔板安放在预制箱梁中，从《公路桥梁抗震设计细则》中，对桥梁主筋箍筋进行强化，尤其是柱顶和柱底的塑性区段，并在高度大于7m的桥墩处安装横系梁。在墩台安装横桥方向的挡块，预制箱梁跨连续墩支座间设有防震锚栓，在桥梁墩，以及各个可能触发碰撞的位置都设有安全橡胶块用来缓冲。支座采用HDR（II）型的高阻尼隔震橡胶支座，其中的材料和力学设计符合国家标准GB/T的规定。

这样就是计较完整且具有很高安全系数的桥梁防震的设计。

3 桥梁在抗震设计中出现的问题

抗震结构概念是否合理。一个抗震结构的形成需要考虑桥梁材料的强度、细部构造等问题，在进行抗震概念设计时，参与其中的人员都需要严格的执行每一项硬性的规定，并不断挑选最优的抗震结构体系。

通过对地震响应的分析适时改变设计的方法。伴随着如今科学技术不断地完善，专家学者们对于地震的研究也越来越全面，所以在把握最新的地震方面咨询的同时也要时刻有意识地融入到桥梁防震的设计中。

分配出多个不同阶段的防震设计方法。在不同的阶段针对不同的目标来进行相应的逐个击破，让桥梁的最终设计可以达到自己力所能及的完美程度。

4 结语

综上所述，该文对地震时桥梁的破坏形式以及一些诶例子和设计中的一些问题进行了分析探讨，只有不断去完善，桥梁的防震设计才能使人们在突发的地震中得到安全的保障，也对桥梁事业的发展注入蓬勃的生机。

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