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、人們生活、財產安全和人身安全帶來巨大的危害和損失。
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,橋梁就可能產生側滑的問題[1]。
橋梁產生落梁的原因很多,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象[2]。
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。
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部分下沉的問題。
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生。設計人員需要根據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]。
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,就會造成橋梁產生部分變形[4]。
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。
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安全。