程浩
摘 要:公路建設(shè)必須要具有很好的抗震能力,特別是橋梁建設(shè)。橋梁建設(shè)對抗震能力的要求更加嚴(yán)格,為了提高橋梁的抗震能力,需要我們對橋梁抗震影響因素進(jìn)行分析,并提出如何進(jìn)行橋梁抗震分析。
關(guān)鍵詞:橋梁地震;抗震;因素分析
中圖分類號:U44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
地震、山體滑坡災(zāi)難的發(fā)生是隨機(jī)的,以及能夠監(jiān)控仍然是不可控制的,在進(jìn)行道路建設(shè)時要考慮道路的抗震、抗損壞能力,特別是橋梁建設(shè)。為了提高橋梁的抗震能力,首先要了解影響橋梁抗震能力的因素,以及提高橋梁抗震性的設(shè)計原則,從而采取合適的措施來提高橋梁的抗震能力。
1.橋梁抗震影響因素
一個好的橋梁建設(shè)需要合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)以及扎實的墩柱建設(shè),其中墩柱設(shè)計是決定橋梁建設(shè)抗震性好壞的關(guān)鍵因素。在進(jìn)行墩柱建設(shè)時要根據(jù)彈性系數(shù)進(jìn)行設(shè)計,因為墩柱的混凝土具有一定的剛度,如果受到太大的壓力會導(dǎo)致墩柱開裂,在彈性不夠大時容易導(dǎo)致墩柱移動或者被壓彎。在進(jìn)行墩體建設(shè)時,墩柱箍筋是保證墩柱具有一定韌性的關(guān)鍵構(gòu)件,其中墩柱的箍筋包括橫向箍筋和縱向箍筋,箍筋能夠保證墩柱具有良好的延伸性并且具有很強的抗彎曲能力,因此要保證橋梁的抗震性就要保證墩柱箍筋數(shù)量。
2.抗震性能的判定
2.1 上部結(jié)構(gòu)的承重能力
在橋梁設(shè)計時一般橋梁上部結(jié)構(gòu)的承重能力都會很大,不會因為超重而導(dǎo)致橋梁的橋體坍塌,但是如果橋梁在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒有考慮好橋體與橋墩之間的支撐連接,導(dǎo)致橋墩無法發(fā)揮支撐橋體的作用而使橋體滑落的后果。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以根據(jù)橋體滑落的方向(順勢滑落、橫向滑落、旋轉(zhuǎn)滑落)等判斷橋上部結(jié)構(gòu)發(fā)生滑落時對橋墩造成的損害程度。
2.2 橋墩與橋體之間的連接
橋體與橋墩之間需要很好的材料進(jìn)行連接才能保證橋墩發(fā)揮支撐能力,橋體與橋墩之間通常選擇橋梁支座、伸縮縫和剪刀鍵來連接,這些連接部件在發(fā)生地震時最容易遭到破壞,因此在進(jìn)行橋梁設(shè)計時一定要選擇合適的材料和部件進(jìn)行連接。
2.3 墩臺的質(zhì)量
墩柱作為支撐橋體的重要構(gòu)件,在發(fā)生地震等重大災(zāi)難時容易因為韌性不夠而斷裂,或者因為內(nèi)部的鋼筋或者箍筋不夠,導(dǎo)致箍筋彎曲、橋墩斷裂。因此,在進(jìn)行抗震性分析時要考慮墩臺的質(zhì)量是否能夠支撐橋體或者在重大地震災(zāi)害面前仍然能夠支撐。同時由于地震導(dǎo)致地質(zhì)疏松或者下沉,墩臺的樁基不夠踏實也容易導(dǎo)致橋梁坍塌,因為橋的樁基在最下端,在遭到破壞后也不容易修復(fù),因此在建設(shè)時要根據(jù)橋的強度和剛度,建在踏實的樁基上。
3.提高公路橋梁抗震設(shè)計分析
3.1 橋梁設(shè)計的原則
橋梁設(shè)計要堅守一定的原則,其中在抗震性能設(shè)計上,橋梁設(shè)計也要遵守一定的設(shè)計原則。因為地震的強度不同,對于強度很大的地震,很難能設(shè)計出不受地震破壞的橋梁,因此在原則上只要是設(shè)計出在遇到中級地震時能夠不被破壞或者僅僅一小部分被破壞,仍然能夠修復(fù)的橋梁就已經(jīng)滿足要求了,當(dāng)然在遇到大的地震時也要盡可能地降低橋梁對人們生命安全的威脅。在進(jìn)行橋梁設(shè)計時,可以通過模擬地震的強度來判斷橋梁的抗震能力,并且盡可能地綜合結(jié)構(gòu)和材料的選擇和設(shè)計,構(gòu)建多重防護(hù)、抗震的方法來提高橋梁的抗震能力。
3.2 加強對橋梁細(xì)節(jié)的設(shè)計
橋梁的結(jié)構(gòu)對于橋梁抗震能力的影響很大,設(shè)計人員不要忽略對橋梁細(xì)節(jié)的關(guān)注,在大的構(gòu)造設(shè)計上可能會通過專業(yè)的軟件對抗震能力進(jìn)行量化分析,但是這仍然不能夠真實地反應(yīng)橋梁的抗震性能力。目前,其他國家都加強了對橋梁設(shè)計的細(xì)節(jié)設(shè)計的原則規(guī)范,我國設(shè)計人員也應(yīng)該借鑒國外先進(jìn)的設(shè)計理念,規(guī)范橋梁設(shè)計的準(zhǔn)則。其中橋梁的延性或者地址設(shè)計就影響著橋梁的抗震性,以前在橋梁設(shè)計時,設(shè)計人員過多地關(guān)注橋梁的堅韌程度,忽略了橋梁設(shè)計中橋梁的位移和延性的重要性,導(dǎo)致橋梁在地震中容易斷裂。橋墩和橋體之間的支座設(shè)計也關(guān)系著橋梁的抗震能力,橋梁支座的材料不同影響著橋梁的連接性能,為了提高橋體的抗震性能,許多設(shè)計者選擇了加入擋軌和對移交鋼提高穩(wěn)定性,隨著科技的快速發(fā)展,一些縱向減能裝置被設(shè)計出來,這些小小的減能裝置常常在橋梁結(jié)構(gòu)的連接位置上發(fā)揮重大的作用。同時借助力學(xué)原理,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計可以降低橋體對墩體的壓力。由此可知,這些小的橋梁構(gòu)建關(guān)系著橋梁的抗震性能,因此設(shè)計者必須加以重視。
3.3 橋梁結(jié)構(gòu)跨度設(shè)計控制
合理地進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)跨度設(shè)計是提升橋梁抗震能力的主要方法,特別是對于容易發(fā)生地震和山體滑坡的地區(qū),因為如果橋梁在建設(shè)時結(jié)構(gòu)跨度不均勻,在地震時,橋梁所受的外界壓力不相同就會更加容易斷裂。并且橋梁結(jié)構(gòu)跨度越小,橋梁的抗震能力越強,可以在地震頻繁區(qū)選擇跨度斷的橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁跨度不同的話或者橋墩所能承受的壓力不同的話,橋梁承受壓力不同抗震能力下降,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,有時候可能不能滿足結(jié)構(gòu)跨度均勻,這時就要通過調(diào)整橋墩與橋體支座的形狀和結(jié)構(gòu),并且改變橋墩內(nèi)部的鋼筋的數(shù)目,來控制橋墩的剛度和韌性以保證橋體結(jié)構(gòu)跨度與橋墩強度的協(xié)調(diào)一致。
3.4 橋墩的設(shè)計
由于橋墩是決定橋梁抗震性能的關(guān)鍵因素,要想提高橋梁的抗震性能,就需要對橋墩進(jìn)行合理地設(shè)計,包括橋墩材料的選擇、體積和形狀的設(shè)計,以及橋墩的位移的選擇。因為橋梁的最高處于橋墩之間容易發(fā)生位移的變化,因此在進(jìn)行設(shè)計時要選擇整體巖盤,盡可能地降低共振對橋梁產(chǎn)生的壓力,并且在較大的慣性下,橋梁仍然能夠不發(fā)生位移的穩(wěn)定程度。同時對于橋墩的鋼筋的選擇時,首先要保證鋼筋的數(shù)量,要在縱向和橫向都加入鋼筋以提高橋墩的延性。其次要保證鋼筋的材料的韌性,在選擇鋼筋的形狀時盡可能地選擇螺旋形的鋼筋,這樣的鋼筋與橋墩混凝土的結(jié)合能力強,不容易發(fā)生橋墩與鋼筋脫落的現(xiàn)象。
結(jié)語
綜上所述,橋梁設(shè)計的技術(shù)性高,并且對抗震性能的要求也很高。我國橋梁抗震技術(shù)發(fā)展速度很快,但是抗震技術(shù)仍然有待提高。設(shè)計人員應(yīng)該運用現(xiàn)代化技術(shù),綜合橋梁建設(shè)的材料和力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理地設(shè)計。
參考文獻(xiàn)
[1]李翠茹.地震對橋梁的影響及橋梁抗震措施分析[J].華東公路,2013(3):34-35.