公路桥梁结构抗震设计要点分析

王兴宇

宿州市经纬公路设计有限公司 安徽 宿州 234000

在公路工程当中，公路桥梁是不容忽视的组成部分；在公路交通网当中，公路桥梁也是十分关键的节点。桥梁遇到地震时易受损，从而让公路无法保持畅通，让抗震救灾工作无法顺利展开，给国民经济造成了无法预估的重大损失和灾害。

1 工程概况

实例桥梁的施工场所位于地震断裂带，发生地震的概率比较大，在桥梁设计期间要为其选择最佳的一种结构，使其抗震性能能够提升上来。在本次桥梁结构设计里面包含的内容相当多，桥梁中各桥墩结构刚性并不一致，跨度也不小，故而设计期间要对抗震性展开严格的计算，计算依据选择的使用条件也应该是最苛刻的，确保桥梁结构在发生的地震强度较非常高时，也不会被影响太大[1]。

2 计算设计并确定具体结构

（1）计算。参照最新发布的（JTG/T 2231-01-2020）《公路桥梁抗震设计规范》中6.3，将该实例桥梁上部结构确定为连续形式，中间墩柱确定为盆式固定支座，余下墩柱的结构都设计成盆式的单向支座或者是盆式的双向支座。有地震发生时，这种盆式固定支座负责担负顺桥向的大部分地震力，而单、双向盆式支座则主要担负横桥方向的地震力。

（2）地震参数。该桥梁设计时，确定抗震重要性系数=0.43、设防裂缝参数=8，而地震加速度则设定为0.20g、施工场所属于Ⅲ类、场地系数设定为1.2。

（3）确定结构。桥梁中的工程量若是巨大，可以包括上百个组成部分，但在实践中对桥梁展开抗震性计算时，并不需要对所有单元展开抗震性分析，只要将针对具有代表性的几个区域，结合设计要求展开抗震性计算就行，选择区域时务必要确保整个地区的具体状态都能反映出来 。实例工程中所选单元抗震性计算见表1

表1 主要的抗震计算单元

在对桥梁的全部单元做合理划分时，应该对桥梁的长、宽、跨度还有墩高等数据做充分考虑。同时，在计算桥梁抗震性能期间，为了能予以简化，还应对其中的特殊因素展开分析，以此精确地得到墩柱的具体设计尺寸[2]。

3 结构抗震设计要点

研究结构的具体抗震性能时，需要把单柱墩作为关键性主体，并以反应谱法来明确所有桥梁的技术参数。算出横向支座顶部还有横向桥梁部分需要承受的地震力大小。对发生地震时，桥梁结构产生的横向位移，以及基础顶面出现的位移量进行充分了解。以上数据算出来后，就可以据此推测出顺桥方向上跟横桥方向。

4 桩基础与墩柱设计

单柱墩顶里面务必布设塑性铰区域，通过与地震效应的相互结合，就可求取具体需要的配筋数量跟类型。同时，还能结合桥梁的顺、横桥向各自的极限弯曲值大小来展开计算，最关键的是求取材料的强度还有超强系数等。在对桩基础的具体结构形式展开设计期间，务必要考虑到各种外在的影响因素，这里面的极限弯矩值，可以说是相当重要的一个因素，它不但会影响配筋的数量，还会影响布置形式；在设计轴力值的时候，所做计算务必要参照桥梁跨径、宽度还有跨数等展开分析，从而为桥梁结构找出最合理的设计形式。在设计桩基础时，应该优先考虑竖向承载力对主体结构带来的破坏性，以确保桥梁最终的抗震性能可以达标。所需数据信息计算出来后，还要用轴力值、剪力值，针对当前的桥梁结构展开多次验算，好让桥梁的最终结构强度达到交通运行的实际需要。

5 抗震设计要点

①为墩柱明确一个最佳的截面尺寸。若是尺寸不足，则整体强度就会过小；若是截面尺寸超限，那么整体承载力就会过大，这样一来桥梁基础部分的结构尺寸也要加大。②在为固定支座墩设计结构时，不采用矮墩的原因是，矮墩对于墩柱自身刚性提出的要求特别的高，会降低桥梁整体的抗震性能。③边梁两端留出的间距，还有桥柱中间留出的间距必须足够大，使其在发生地震时不会轻易落梁。④桥墩上部合理布设钢混限位块，以防整体结构在地震中出现较大移动。⑤在背墙、梁段合理布设胶块结构，以强化缓冲作用。⑥本工程选的是橡胶支座，抗震效果特别好，能对级别较强的地震产生抵御效果，在求取墩顶尺寸时，需确保其数据的合理性。

6 结构抗震性能设计

（1）抗震方法。目前桥梁设计中，使用最广的抗震方法就是隔震支座法，它不仅能提升桥梁韧性还能加大桥梁阻尼，能有效保护桥梁不受地震伤害。其实就是使用性能极佳的结构材料，用于桥梁的隔震支座，还有墩、台接触面上，让整体结构变得更有韧性，强化其阻尼。从实践经验来看，这个隔震支座法效果相当好，可有效保护桥梁，使其能够安全运行。

（2）隔震支座设置与阻尼器设置。隔震支座还有阻尼器能让桥梁在发生地震时，产生较大的塑性形变，来消除地震带来的恶劣影响，把地震产生的伤害减到最低，让桥梁体现出更好的抗震效果。

7 结束语

综上所述，为充分满足交通运输的安全性和可靠性，应科学制定桥梁设计方案。本文结合某桥梁实例，分析桥梁的地震构造形式。确保桥梁在运行过程中不受地震的影响，也不会造成严重的结构损坏，在设计过程中，应充分考虑地质条件，结构形式和实际地震资料，并结合实际经验制定抗震设计方案，以提高桥梁的安全性。