市政桥梁设计中的防震设计探讨

■戴光亚

（苏州市晓阳市政建设设计有限公司江苏苏州215128）

市政桥梁设计中的防震设计探讨

■戴光亚

（苏州市晓阳市政建设设计有限公司江苏苏州215128）

市政桥梁防震设计关系着车辆行驶的舒适性和安全性，对于现代化城市的经济发展有着重要影响，一旦市政桥梁防震设计不合理，会给市政桥梁工程埋下永久的安全隐患，若市政桥梁结构坍塌，严重威胁人们的生命安全，造成巨大的经济损失。结合市政桥梁工程的具体情况，高度重视市政桥梁的防震设计，严格把关各个设计环节，提高市政桥梁工程的稳定性和抗震性。本文通过分析市政桥梁存在的一些常见病害，阐述了市政桥梁工程的抗震设计。

市政桥梁设计 防震设计

近年来，我国新型城镇化不断推进，城市规模不断扩大，汽车数量越来越多，这需要市政桥梁具有较高的稳定性和抗震性。和市政道路工程不同，市政桥梁主要是通过少量桥墩来支撑重力荷载，其抗震性和耐久性都比较弱，重载车辆通过市政桥梁时，桥身结构会发出轻微的颤抖和振动，在很大程度上会加速市政桥梁的损坏，因此应充分考虑多方面内容和各种影响，提高桥梁工程项目的抗震性，使其确保良好的使用性能，延长用寿命。

1 市政桥梁常见病害分析

市政桥梁工程投入运行后，很容易受到多种因素的影响，出现各种各样的病害和问题：其一，梁式市政桥梁受到地震因素影响，相关结构构件发生位移，使得市政桥梁结构的节点位置由于盖梁宽度不足，造成梁体结构发生相互碰撞甚至落梁，导致市政桥梁结构损坏，对于拱式的市政桥梁，在地壳运动过程中，腹拱和拱上建筑发生损坏，拱脚和拱顶的拱圈产生裂缝，甚至造成整个市政桥梁隆起变形；其二，地震作用下会造成地基土层液化，在很大程度上加快了地面的位移，加速市政桥梁结构的损坏，加大市政桥梁结构落梁的可能性；其三，市政桥梁支座的抗震设计考虑不全面，使得支座结构发生较大的变形和位移，导致支座构造损坏，进而会影响市政桥梁其他结构和部位的稳定性；其四，市政桥梁结构下部构件的承载力不足，发生地震时市政桥梁结构变形、开裂；其五，受到地震影响，地基土层会发生位移，市政桥梁结构也会受到影响，震动性较大，这样不利于市政桥梁的安全性和稳定性。在实际应用中，应仔细分析市政桥梁结构病害原因：

1.1 桩身和基础损坏

市政桥梁桩身和基础损坏主要是由于市政桥梁工程位于地震的破坏断裂带，受到地震力作用影响，市政桥梁基础结构发生沉降和移位。有些市政桥梁工程施工现场包含大量的液化砂土土层，地基基础发生不均匀沉降，导致市政桥梁桩身和基础损坏。

1.2 桥台、节点和墩柱损坏

桥台、节点和墩柱损坏主要发生在系梁和墩柱的连接位置、盖梁和墩柱的连接位置以及墩柱塑性铰处，在地震作用力影响下，市政桥梁结构中的纵向受力筋受到损坏，很容易导致市政桥梁结构倾覆。

1.3 落梁

市政桥梁落梁主要是由于地震作用下支座底部和橡胶支座梁底损坏或者发生滑动、活动支座位移量较少、固定支座强度较差等，市政桥梁结构逐渐发生位。同时，市政桥梁梁体结构和墩台存在较大的高位差，防落梁设计不科学，市政桥梁墩台支承宽度无法满足相关抗震设计要求。另外，挡块强度不足，伸缩缝设置不当，受到地壳运动的影响，伸缩缝挤压损坏，挡块受到剪切力影响，无法发挥良好的使用性能，导致市政桥梁工程落梁。

2 市政桥梁设计的抗震设计内容

2.1 抗震设计原则

市政桥梁工程施工设计最重要的是提高市政桥梁的耐久性和稳定性，使市政桥梁结构在使用期限内保持良好的使用性能和安全性。抗震设计过程中应明确设计目标，为了增强市政桥梁工程的稳定性和抗震性，首先，在市政桥梁工程的规划设计阶段，全面考虑各种抗震因素，优化市政桥梁结构设计，在保障市政桥梁良好安全性和可靠性的基础上，降低施工成本，保障施工质量。接着，为了满足市政桥梁工程的稳定性和抗震要求，要对周围的地形地貌、水文环境进行全面了解，特别是对周围场地和施工现场进行地质土层勘测，应全面搜集当地的文件资料，确保市政桥梁结构建立在坚实的地基土层上。再次，市政桥梁的抗震设计应注意提升市政桥梁结构的强度和稳定性，结合施工现场的具体情况，市政桥梁抗震设计过程中适当添加柔性设计，尽量降低市政桥梁主要构件和其它部位之间的关联，防止市政桥梁结构受到地震影响后发生大面积损坏。最后，在保障市政桥梁良好稳定性的基础上，使市政桥梁工程结构上各种隔震装置充分发挥较大的缓解受力范围，设置最佳的隔震设备，提升市政桥梁的耐久性和抗震设计水平。

2.2 隔震装置设计

市政桥梁工程施工设计时，必须选择最合理的隔震设备，优化和改进结构构件布置。当前，弹性反应谱在市政桥梁工程抗震设计中应用非常广泛，被国内外发达国家所采用，不同国家对于市政桥梁工程的抗震设计规范，结合隔震装置的应用要求和使用性能，分析市政桥梁结构的等效阻尼，一些市政桥梁工程结构比较复杂，应用时程方法，根据隔震设备和桥梁工程的设计要求，分析最大变形程序[4]44，结合市政桥梁地震响应和变形结构之间的关联，我国市政桥梁抗震设计还不完善，市政桥梁抗震设计采用弹性反应谱方法，应积极进行优化和完善，科学预判市政桥梁结构受到地震作用力以后的反应，由一些经验丰富的设计人员全面分析市政桥梁各个结构和部件的稳定性，验证市政桥梁结构设计的切实可行性。

2.3 细部构造设计

市政桥梁设计过程中应注意一些附属结构，特别是伸缩缝设置，直接关系着市政桥梁的使用性能和稳定性。市政桥梁抗震设计之前，仔细分析市政桥梁工程当地的地震动态时程，相关设计人员应高度重视市政桥梁的细部结构，考虑到市政桥梁的振动性和变形性，严格把关位置结构和构件设置，考虑到抗震设计科学性，极大地提高市政桥梁工程的耐久性和稳定性。

3 结束语

近年来，我国很多地区频繁发生地震灾害，市政桥梁的抗震设计关系着城市发展和人们的生命安全，针对当前市政桥梁抗震设计存在的不足，从多个角度全面分析市政桥梁的震害原因，因地制宜，加强市政桥梁的抗震效果，优化和改进抗震设计，严格控制市政桥梁工程各个设计环节，不断提高市政桥梁工程的抗震性和稳定性。

[1]刘亮亮.市政桥梁设计中的防震设计研究 [J].南方农机,2015,05:49-50.

[2]罗忠宝,王德东,郝强.市政桥梁设计的防震设计 [J].科学中国人,2015,03:18.

U441+.3[文献码]B

1000-405X（2016）-5-468-1