安慧+閆菡

摘 要：本文主要圍繞地震對公路橋梁結構產(chǎn)生的危害，重點分析了公路橋梁結構抗震設計原則分析、設計方法分析以及公路橋梁的抗震設計，以期能為相關需要提供借鑒和參考。

關鍵詞：公路橋梁結構；設計原則；抗震設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.096

近年來，隨著我國社會的快速發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求使公路建設規(guī)模不斷擴大，公路作為交通運輸業(yè)的基礎保障，不僅給人們的出行帶來了便利，而且使地區(qū)之間的經(jīng)濟交流得到促進，進一步推動我國經(jīng)濟的發(fā)展，意義重大。在公路建設中，抗震災害造成的影響是必須考慮的問題，主要原因在于我國屬于地震多發(fā)國家。在公路橋梁施工中，由于該結構存在一定的跨度，在地震發(fā)生過程中容易受到破壞，所以對公路橋梁結構進行科學合理的抗震設計，能夠使人民的人身和財產(chǎn)安全得到保護。

1 地震對公路橋梁結構產(chǎn)生的危害

地震的發(fā)生主要是由于較大的應力作用而造成地球內(nèi)部介質(zhì)發(fā)生急劇破裂，在破裂過程中會有地震波產(chǎn)生，以破裂位置為震源擴散至一定范圍內(nèi)，從而造成地面震動的現(xiàn)象。地震波一般分為兩種，一種是橫波，另一種是縱波，能夠造成地面建筑水平晃動的被稱為橫波，地表建筑上下顛簸的被稱為縱波。當出現(xiàn)較大強度的地震時，會造成建筑出現(xiàn)嚴重變形，在建筑缺乏一定強度或者局部出現(xiàn)失穩(wěn)的情況下會對整體建筑結構造成嚴重的破壞。

（1）支座破壞。在橋梁結構中，上部主梁緊密連接著支座。當發(fā)生地震時，如果防震措施不到位，變形和位移現(xiàn)象會在支座中出現(xiàn)，當變形情況超出支座上限時，會剪斷支座錨固螺栓，進而破壞支座結構。（2）上部結構地震破壞。一旦發(fā)生地震時，主梁等橋梁上部結構會因地震作用而出現(xiàn)一定程度的晃動，當碰撞到相鄰的主梁時，會出現(xiàn)嚴重損害。另外如果出現(xiàn)較大的變形，有自身損傷或移位損傷出現(xiàn)，同樣會造成主梁墜落。（3）下部結構破壞。所謂的下部結構的破壞，一般是指破壞橋梁結構的橋臺和橋墩。橋臺和基礎在地震作用下一般會有滑移產(chǎn)生，進而造成開裂、傾斜甚至折斷現(xiàn)象在橋臺和橋墩與基礎連接處出現(xiàn)。（4）地基土地震液化。地基砂土受到地震作用以后，可能會出現(xiàn)液化情況，進而降低地基承載力，導致地基沉降和滑移現(xiàn)象的出現(xiàn)，對地基造成一定的破壞。在橋梁結構中，地基是受力的基礎，一旦破壞了基礎，上部結構等同于缺少了支撐，進而會出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。

2 路橋梁結構抗震設計原則分析

在我國公路橋梁施工中，國家出臺的《公路橋梁抗震設計細則》早已成為公路橋梁結構抗震設計的主要標準。其中，該細則規(guī)定設計采用二階段，即：A類橋梁采用彈性抗震設計方法，需要遵循中震不壞，大震可修原則；B類和C類橋梁采用延性抗震設計方法，切實遵循小震不壞，中震可修，大震不倒的原則。通過該細則能夠看出，公路橋梁結構抗震設計的要點一般為公路橋梁選址、結構和構件的強度和延性要求和結構的整體穩(wěn)定性要求三個方面。

（1）公路橋梁選址。在設計公路橋梁結構以前，首先需要認真勘察施工現(xiàn)場地質(zhì)條件，對施工位置進行合適的選擇。需要根據(jù)實際情況分別設計不一樣的設防等級及抗震設防裂度。

（2）結構與構件的強度和延性。當橋梁結構受到一定破壞時，大部分原因是強度的破壞，所以結構或構件需要滿足強度要求。這種情況下需要我們在設計過程中，根據(jù)相關要求計算受力情況，統(tǒng)計荷載數(shù)據(jù)，確保所選擇的構件具有足夠的強度。

（3）結構的整體穩(wěn)定性。當?shù)卣鹌茐臉蛄航Y構時，某些時候并非缺乏強度，主要是由于結構缺乏整體的穩(wěn)定性，從而導致失穩(wěn)破壞的出現(xiàn)。由于在結構設計過程中，要確保結構的整體穩(wěn)定性良好。在布置結構時，確保在平面和立面中結構的剛度、質(zhì)量和幾何尺寸能夠分布均勻，并且有效連接形成整體。在布置橋孔時盡量實現(xiàn)等跨布置。

3 公路橋梁結構抗震設計方法分析

公路橋梁結構抗震設計主要有時程分析法、反應譜法和靜力法三種方法。在施工過程中，需要結合實際情況選擇合適的橋梁結構設計方法。

（1）時程分析法。該方法主要是進行結構抗震分析時將有限元分析計算與計算機編程相結合。時程分析法在應用時首先需要將橋梁結構通過有限元軟件離散成多自由度和多節(jié)點的有限元計算模型，隨后將地震加速度時程導入其中，將結構的地震反應時程通過有限元軟件進行分析計算得出。（2）反應譜法。在我國目前在公路、鐵路及橋梁抗震設計中，反應譜法應用最為普遍。反應譜法首先需要認真分析橋梁結構自身的動力特性，隨后將應用譜曲線對于不同的主振型記錄下某一強震下的最大地震反應值，最后對不同主振型的最大地震反應值進行最不利組合，從而確定橋梁結構的最大地震反應值。在抗震設計過程中，反應譜法的應用能夠確保結構具有較高的安全儲備和安全的設計施工方案。（3）靜力法。靜力法設計一般不會對橋梁結構本身的動力特性影響進行考慮，認為橋梁結構地震破壞的唯一因素就是地震加速度。在設計過程中，只考慮構件組件的結構靜力分析，將其作為絕對剛性的物體。

4 公路橋梁的抗震設計

（1）橋梁緩沖裝置的設計 。在該裝置設計過程中，一般將工程橡膠或氯丁橡膠材料作為緩沖橡膠材料，其允許壓應力和硬度需要達到緩沖地震沖擊力的要求，隨后橋梁橡膠緩沖裝置的壓應力通過公式計算出來。另外，可以結合橋梁橡膠支座綜合設計橋梁垂直豎向緩沖。

（2）橋梁減、隔震設計。想要使橋梁抗震能力得到提高，需要對橋梁進行減震和隔震設計。該設計不但簡便先進，而且具有一定經(jīng)濟性。減隔震支座的設計裝置能夠?qū)崿F(xiàn)較少的結構能量消耗，另外使結構的振型周期得到增加，使地震時的震波頻率得到降低，建設方案的選取與自我復位能力進行有效結合，使相應的建造參數(shù)得到建立，從而使結構地震的反應程度得到有效降低，使橋梁建筑損失程度得到最大程度的減少。

5 結束語

總之，現(xiàn)如今仍無法準確預測地震災害，假如有地震災害發(fā)生，不但會有大量人員傷亡發(fā)生，而且造成一定的經(jīng)濟損失，所以，需要在公路橋梁結構設計時將結構抗震設計切實做好。在設計橋梁結構抗震時要根據(jù)規(guī)范要求完成，防止發(fā)生地震時橋梁結構出現(xiàn)破壞坍塌。

參考文獻：

[1]莊泳浩，劉芳.公路橋梁結構的抗震設計要點分析[J].中國市政工程，2011（08）：17-22.

[2]劉陽.公路橋梁結構抗震設計要點分析[J].橋梁與隧道工程，2014（11）：145-147.

[3]張美娜，金旭昌.基于性的橋梁結構抗震設計研究進展[J].遼寧省交通高等?？茖W校學報，2012（06）：9-11.