橋梁抗震設(shè)計(jì)的探析

張龍 王照

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的當(dāng)今，交通運(yùn)輸行業(yè)得到提升，而對(duì)橋梁建設(shè)的要求也逐步提高。橋梁建設(shè)是運(yùn)輸樞紐，發(fā)揮重要作用，一旦某個(gè)部位遭到毀壞，則影響整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)，從而造成損失。然而，我國(guó)多個(gè)地區(qū)受到地震影響，容易引起橋梁坍塌，而造成經(jīng)濟(jì)損害，甚至耽誤震后搶救工作環(huán)節(jié)。因此，要因地制宜地提高提高橋梁抗震能力，根據(jù)相關(guān)規(guī)定加強(qiáng)橋梁抗震設(shè)計(jì)，提高橋梁抗震質(zhì)量，保障交通運(yùn)輸安全。

關(guān)鍵詞：橋梁抗震設(shè)計(jì);隔震設(shè)計(jì);技術(shù)探索

地殼運(yùn)動(dòng)活躍，直接導(dǎo)致我國(guó)地震災(zāi)害頻發(fā)，而當(dāng)?shù)卣鸨l(fā)，橋梁作為運(yùn)輸樞紐承擔(dān)重要責(zé)任，是生命線工程的重要節(jié)點(diǎn)。所以，橋梁建設(shè)質(zhì)量應(yīng)確保達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)多條抗震防線，確保震后應(yīng)急救援工作的開展。

一、地震對(duì)橋梁的損害

橋梁在經(jīng)歷地震后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，橋梁的地基、橋墩、支座、橋面等都會(huì)不同程度受損，從而影響橋梁的平穩(wěn)性、牢固性、安全性。首先是對(duì)地基的破壞，地基最容易受到地震沖擊，劇烈搖晃會(huì)導(dǎo)致地基不穩(wěn)，地基牢固性下降。其次是對(duì)橋墩的損害，橋墩在地震時(shí)極易發(fā)生移動(dòng)，造成支座錨栓斷裂，而橋面撕裂甚至整個(gè)橋梁直接倒塌。最后是對(duì)橋梁支座的影響，橋梁的支座在一定情況下能抵御地震波的破壞力度，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用，但是一旦支座遭到侵害，易造成巨大損害。

二、橋梁的抗震設(shè)計(jì)重點(diǎn)

隔震設(shè)計(jì)在橋梁的抗震設(shè)計(jì)中具有重要地位，能夠提高橋梁抗震質(zhì)量，降低地震對(duì)橋梁的影響，利于保障交通運(yùn)輸?shù)陌踩€(wěn)定。發(fā)達(dá)國(guó)家通過對(duì)隔震設(shè)計(jì)的研究試驗(yàn)，成功地運(yùn)用到橋梁建設(shè)中，取得巨大成就。然而，我國(guó)在這方面重視程度不夠，與其他國(guó)家存在差距。運(yùn)用隔震設(shè)計(jì)利于降低地震對(duì)橋梁破壞，減少地震損失，甚至利于避免出現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)不平衡的現(xiàn)象，提高橋梁結(jié)構(gòu)地穩(wěn)固性?？茖W(xué)試驗(yàn)表明，采取隔震設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)的抗震能力高于未采用抗震設(shè)計(jì)的橋梁，因此，在這項(xiàng)技術(shù)的支持下，橋梁的抗震能力得到提升，整體質(zhì)量得到保證。才外，還可以在隔震設(shè)計(jì)中使用相對(duì)的隔震支座，而隔震裝置在損壞后還能更換，那么，橋梁整體受到外界沖擊力度下降，橋梁的穩(wěn)定性得到保障。

要保證隔震設(shè)計(jì)發(fā)揮作用，最為關(guān)鍵的是應(yīng)科學(xué)合理地進(jìn)行操作。首先是在橋梁建設(shè)前，應(yīng)合理設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)，不同的墩柱高度在不同地區(qū)不等同氣候條件下，產(chǎn)成不同的水平力，要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)。其次，在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用柔性支撐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠有效延長(zhǎng)周期，減少地震對(duì)橋梁關(guān)鍵部位的損害。還可以在橋梁結(jié)構(gòu)中適量加入間隔物，以滿足整個(gè)橋梁的荷載、硬度需求。為了減少地震帶來(lái)的危害，可以適度地增加結(jié)構(gòu)自振周期，降低加速度反應(yīng)。值得注意的是，為了避免結(jié)構(gòu)位移量過大，可以適當(dāng)加入阻尼結(jié)構(gòu)，以達(dá)到橋梁抗震質(zhì)量提高的目的。

三、橋梁減隔震技術(shù)探析

1.隔震技術(shù)運(yùn)用原則

橋梁抗震技術(shù)能力體現(xiàn)在隔震技術(shù)地運(yùn)用上，而隔震技術(shù)的運(yùn)用原則，主要在以下幾個(gè)方面：首先，在采用隔震技術(shù)時(shí)，應(yīng)該提前預(yù)判該地橋梁是否適用隔震技術(shù)，對(duì)已采用隔震技術(shù)的橋梁則需判斷，隔震技術(shù)使用的科學(xué)性。并考慮隔震系統(tǒng)在震后的能量吸收問題，例如，采用隔離設(shè)施則應(yīng)選擇性能高、結(jié)構(gòu)輕便的設(shè)施。其次，使用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為避免橋梁結(jié)構(gòu)受地震影響而出現(xiàn)受力不均造成橋梁倒塌的問題，要使得結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱，避免地震共振。最后，應(yīng)關(guān)注橋梁的整體結(jié)構(gòu)，橋梁建設(shè)對(duì)橋梁的整體要求高，如果某一結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，不僅會(huì)使橋梁功能得不到發(fā)揮，而且會(huì)導(dǎo)致整體橋梁出現(xiàn)坍塌。因此，應(yīng)采用科學(xué)高效的連接措施，在連接點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)減震設(shè)施，保證橋梁整體性的完整和連續(xù)。

2.提前考察橋梁建設(shè)點(diǎn)

如上文提及的，在橋梁建設(shè)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需求采用隔震設(shè)計(jì)。所以，橋梁建設(shè)工作者在設(shè)計(jì)方案形成前期，就應(yīng)當(dāng)提前考察橋梁建設(shè)地，全面考察當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)、氣候、地基等因素，在全方位的了解之后，還應(yīng)預(yù)判隔震設(shè)計(jì)運(yùn)用的效果，除此之外，還要考慮隔震技術(shù)的實(shí)用性，才能充分發(fā)揮隔震技術(shù)的作用。在通過科學(xué)縝密的計(jì)算、分析后，從相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)告能夠判斷該設(shè)計(jì)的使用效果，并且結(jié)合該地特征，保證隔震技術(shù)的實(shí)用性能，從而進(jìn)行相關(guān)的橋梁建設(shè)工程，如：四川地區(qū)易發(fā)生地震，就應(yīng)加強(qiáng)隔震技術(shù)運(yùn)用，而黃土高原地區(qū)則應(yīng)考慮水土流失導(dǎo)致橋梁坍塌。在相關(guān)條件都滿足的情況下，才能確保橋梁抗震能力的提升。

3.隔震支座的作用

隔震設(shè)計(jì)包括對(duì)隔震支座的運(yùn)用，改變相關(guān)隔震設(shè)施的位移、直徑、阻尼等。因此，為加強(qiáng)隔震力度，可以采用橡膠支座，將各個(gè)隔震支座的間隔控制在2米，并且盡量降低橋梁的扭轉(zhuǎn)幅度。此外，調(diào)節(jié)上部結(jié)構(gòu)的中心位置和隔震支座的重心保持一致，這樣也能減小橋梁的扭轉(zhuǎn)幅度。而隔震支座的直徑也要根據(jù)實(shí)際要求制定，隔震支座受到不同橋梁類型的影響，其直徑也會(huì)有不同。

4.加固橋墩結(jié)構(gòu)

通常的橋梁在建設(shè)時(shí)，對(duì)將橋墩設(shè)計(jì)得較高，因此，橋墩的牢固性還有待提高，對(duì)橋墩進(jìn)行加固工作也是常見的抗震措施。在橋墩施工時(shí)，常常采用鋼混結(jié)構(gòu)和空心截面，或者在橫向水平橋墩中間增加系梁，或者增加橋墩的占地面積，以此增加橋梁的穩(wěn)固性。此外，為了提高橋梁的抗震性，還會(huì)在橋墩的頂部和連接部位增加密箍筋。通過加固橋墩，可以有效提高橋梁質(zhì)量，對(duì)橋梁的穩(wěn)固性作出重要貢獻(xiàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，橋梁建設(shè)工程在實(shí)際施工中，充分利用隔震技術(shù)能夠滿足橋梁抗震功能實(shí)施，在面對(duì)突發(fā)的地震災(zāi)害時(shí)，可以發(fā)揮作用，最大程度地避免橋梁受到損害。而為保證隔震技術(shù)能發(fā)揮實(shí)際作用，在進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，應(yīng)重視各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)，科學(xué)合理的開展工作，確保橋梁的穩(wěn)定性、安全性。

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作者簡(jiǎn)介：張龍（2000.10.23-），男，安徽省蕪湖市人，河南省鄭州市華北水利水電大學(xué) 道路橋梁與渡河工程專業(yè)本科生。

王照（2000.09.29-），女，河南省洛陽(yáng)市人，河南省鄭州市華北水利水電大學(xué) 道路橋梁與渡河工程專業(yè)本科生。