市政橋梁設計中的抗震設計

陳先宇

（西南交通大學土木工程學院，四川 成都 611756）

自古以來，地震都是嚴重危害人們生產(chǎn)生活的一個自然災害，因此在地震區(qū)域內，道路和橋梁通常都會遭到破壞，給后續(xù)的抗震救災工作帶來了較大的困難，也影響后期災后重建、恢復等建設工作。同時，地震也會引發(fā)次生災害，如帶來的泥石流、堰塞湖等次生災害，給社會生產(chǎn)、人們生活、財產(chǎn)安全和人身安全帶來巨大的危害和損失。

1 市政橋梁抗震分析

在開展公路橋梁的設計時，設計人員需要應用科學的抗震設計技術和方法，采用符合國家路橋工程抗震等級標準管理的措施，來減少地震對橋梁道路的危害。此外，設計人員對地震引發(fā)的橋梁損壞部位，應該進行重點調查和研究。通過對世界各國的地震資料進行分析研究，通常情況下，在發(fā)生地震之后，地震會直接造成橋梁產(chǎn)生一定的位移。由于橋梁的蓋梁寬度設計不能達到設計要求標準，就有可能造成橋梁垮塌，以及梁體相互碰撞，進而有可能損壞橋梁的重要部位。此外，橋梁的拱式結構會在地震中被破壞，尤其是部分建筑物上方的部位會遭到嚴重的破壞。同時，地震也有可能造成拱式橋梁的拱頂被損壞，而產(chǎn)生裂縫，并引起整體橋梁的變形。在地震頻發(fā)地段，有可能造成橋梁地基產(chǎn)生土壤液化，這樣就會加大地面上橋梁結構的位移。同時，也提升了落梁的風險。設計人員沒有充分地考慮橋梁支座的抗震性能，進而在地震爆發(fā)之后，橋梁的支座會產(chǎn)生較大的位移，而造成整體橋梁變形，以及對橋梁骨干部位造成重大破壞。在橋梁的下部，由于設計人員設計的橋梁結構抗力不高，就會在地震發(fā)生的過程中，導致橋梁下部開裂，以及產(chǎn)生部分變化，在河岸地區(qū)，周邊的土壤松軟，在地震的誘發(fā)下，橋梁就可能產(chǎn)生側滑的問題[1]。

1.1 落梁

橋梁產(chǎn)生落梁的原因很多，但通常情況下都是由于橋梁的支撐連接構件質量不達標，以及橋梁的固定部位抗震強度不足，進而造成橋梁的移動，以及產(chǎn)生部分位移。在地震強大的震動作用力下，橋梁的主體結構被破壞，進而誘發(fā)整體橋梁產(chǎn)生落梁的風險。橋梁的墩臺寬度不足，不滿足當前國家制定的橋梁抗震防震等級標準。在強大的地震作用力下，橋梁的內部伸縮縫也會相互碰撞擠壓，發(fā)生橋梁支干部位破裂的現(xiàn)象[2]。

1.2 墩柱、節(jié)點及橋臺破壞

當前在橋梁抗震設計當中，由于設計的墩柱、節(jié)點和橋臺不夠堅固，在地震發(fā)生時，墩柱就可能與橋梁分離，被地震的拉力拉斷。通常情況下橋墩都是受到地震橫向力而被剪斷，進而造成橋梁的垮塌事故。

1.3 基礎破壞、樁身破壞

發(fā)生大型的地震時，在地震的強大拉力作用下，就有可能造成橋梁的地基產(chǎn)生沉降，橋梁的基礎被破壞、樁身被損壞，此外橋梁也有可能出現(xiàn)部分下沉的問題。

2 市政橋梁抗震設計策略

2.1 橋梁抗震設計的原則

在開展橋梁等設計中，設計人員需要通過科學地計算橋梁所能承載的抗震等級，以及發(fā)生地震時地震對橋梁產(chǎn)生的作用力，并研究地震作用力傳遞的具體路線。此外，設計師還需要科學地分析計算橋梁的承載力，避免因為設計不科學而造成橋梁局部承載過重，以及橋梁受力突變等問題的產(chǎn)生。設計人員需要根據(jù)實際的橋梁主體結構的承載力，以及橋梁變形情況來開展實際的設計工作。同時，設計人員要確保橋梁保持支撐橋梁的各個橋墩高度相一致。在發(fā)生地震時，彎橋和斜橋就容易被地震破壞，此外，橋梁下方的橋墩高度不一，就有可能在地震的強大推動力下造成橋墩被首先破壞。同時，設計的橋墩強度和高度都在同一方向上，設計人員需要盡量地減少各個橋墩之間的距離，以提高單個橋墩所能承載的壓力[3]。

2.2 節(jié)點抗震設計

橋梁中的節(jié)點是沿著蓋梁和橋墩來構建的，進而也會對整體橋梁的建設產(chǎn)生影響。橋梁節(jié)點是整個橋梁的重要保護構件，因而，國家對于橋梁關鍵節(jié)點的設計尤為重視。設計人員需要提高關鍵節(jié)點的強度和硬度，此外在橋梁結構的設計建造過程中，橋梁內部的橋墩和蓋梁構件分布比較一致的情況下，就需要綜合考慮地震作用力，考慮地震給橋墩帶來的影響，以及地震給橋梁關鍵節(jié)點構件帶來的拉力。在發(fā)生地震時，橋梁的節(jié)點核心區(qū)會受到強有力的推動和拉力作用，而造成節(jié)點高度的退化。設計人員設計整體橋梁的結構、橋梁關鍵節(jié)點的構造方式與橋梁框架結構件的銜接方式，在地震強大的推動力下，就會造成橋梁產(chǎn)生部分變形[4]。

2.3 整體優(yōu)化設計

在開展市政橋梁的抗震設計過程中，設計人員需要綜合全面地考慮整個橋梁結構，以及橋梁各個關鍵構件和部件的抗震性能。設計人員需要綜合地考慮墩臺、橋梁上部結構和下部結構的抗震性。此外，設計人員還需要設置橋梁的支座，把橋梁細節(jié)處理好。設計人員需要開展橋梁構件的細節(jié)設計，如增加橋墩的箍筋，給橋梁部分節(jié)點設置配筋。

3 結語

在當前國內地震頻發(fā)的地段，開展橋梁的建設過程中，設計人員需要提高整體橋梁的抗震能力。設計人員應參照國家發(fā)布的橋梁工程等標準，來開展橋梁的設計作業(yè)。通過提高橋梁的抗震性，有助于保護社會公眾的生命和財產(chǎn)安全。