王焕利

摘要：本文主要从桥梁抗震设计的重要性及常见桥梁震害出发，阐述了现阶段城市桥梁抗震设计要点，最后对桥梁可行性的防震策略进行了探究分析。

关键词：道路桥梁；抗震设计；分析

一、桥梁抗震设计的重要性及常见桥梁震害

（一）桥梁抗震设计的重要性

近年来，由于地震灾害频繁，导致我国一些受震害波及的城市建筑物结构稳定性都遭到了不同程度的影响。与建筑结构相比，桥梁结构对地震的影响更加敏感，这是因为大部分桥梁都是静定结构或是低次超静定结构，一旦某个或是几个构件出现损坏，便会导致整体结构被破坏，这也是地震灾害来临时，桥梁比建筑结构更显脆弱的主要原因之一。地震灾害对桥梁结构的影响具体表现为两种形式：其一，场地与结构的相对位移产生的强制变形；其二，场地自身运动导致的结构震动。其中强制变形会对桥梁结构的安全性造成一定影响，而结构震动达到某种程度时，便会引起桥梁结构损坏或是倒塌。为了确保桥梁结构的稳定性、安全性，必须对桥梁抗震设计予以高度重视。

（二）常见的桥梁震害

一般而言，桥梁震害主要有以下类型：

1、支座震害。桥梁支座是整个桥梁结构中最薄弱的结构，由于在结构设计时未能充分考虑抗震要求、支座形式及原材料本身的缺陷、相应的构造措施不到位等，较为典型的破坏形式为支座移位、活动支座脱落等。

2、桥台震害。当地基承载力部分丧失或完全丧失后，就会引发桥台滑移及倾斜，一旦某一端的桥台出现垮塌，便会导致边跨落梁的严重灾害。

3、墩柱震害。其表现形式主要有延性的弯曲和脆性的剪切破坏，前者多以开裂为主，且会产生出较大程度变形；后者是造成桥梁垮塌的主要原因之一。

4、基础震害。根据桥梁震害调查分析，地基失效是引发桥梁基础震害最主要的原因之一。此外，桩基设计不合理、桥梁上部结构惯性力传导等也容易引起基础震害。

二、城市桥梁抗震设计要点

（一）城市桥梁抗震设计原则当前道路桥梁抗震设计中主要遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原則，并关按照抗震规范主要采用三水准抗震设防目标以及两阶段设计的要求，其中，三水准设计的要求是在第一水准时，结构处于弹性工作阶段，因此可采用线弹性动力理论进行桥梁结构的地震反应分析，以满足强度要求。在第二水准时，桥梁可能出现一定程度的破坏，但经过修理后仍可继续使用。在第三水准时，桥梁结构能够有较大非弹性变形，但仍应控制在规定范围内。而两阶段设计，第一阶段采用第一水准的地震烈度及相关地震动参数，按弹性理论计算地震作用效应与其他荷载组合，对结构进行承载力和弹性变形验算；第二阶段设计取第三水准的地震动参数进行桥梁结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算，同时采用相应的构造措施。

（二）节点抗震设计

节点是连接桥墩和盖梁的传力构件，是保证整个结构良好工作的关键部位，属于能力保护构件。因此，对其强度和刚度要求都较高。在桥梁结构中，如果桥墩和盖梁刚度比较接近，则在地震作用下，结构受到侧向惯性力作用，节点核心区箍筋受力很大，容易出现节点刚度退化。一方面会导致节点核心区混凝土剪切破坏；另一方面又会导致桥墩内力重分布，墩底截面弯矩加大，更快达到屈服状态，降低桥梁结构横桥向整体的抗震能力。

（三）整体优化设计

从桥梁整体结构上进行抗震分析，包括桥型、上部结构、下部结构、墩台、基础的处理等。在构造细节上主要包括一些基本抗震措施，如支座选择、挡块设置、墩的箍筋配置、节点配筋构造等等。在确定路线总体走向和主要控制点时，应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段。对于地震区桥型选择，尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构物的地震作用和内力，提高稳定性；力求使结构物的质量中心与刚度中心重合，以减小在地震中因扭转引起的附加地震力，应协调结构物的长度和高度，以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用，适当降低结构刚度，使用延性材料提高其变形能力，从而减少地震作用。

（四）减隔震设计

1、由于地震力作用力非常大，所以在道路桥梁抗震设计中一般会采用传统抗震设计和减隔震设计法来去减轻道路桥梁震害，其中，传统抗震设计是增大构件断面及配筋，致使结构刚度增大，达到减轻震害的目的；而减隔震设计是采用柔性支承延长结构周期，减小结构地震反应；采用阻尼器装置耗散能量，限制结构位移，保证结构在正常使用荷载作用下具有足够的刚度。

2、减隔震装置的应用，通常减隔震装置主要有：整体型减隔震装置包括铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆隔震支座；分离型减隔震装置包括橡胶支座+金属阻尼器、橡胶支座+黏性材料阻尼器、橡胶支座+摩擦阻尼器。

三、城市桥梁的防震措施

（一）上部结构抗震措施

实践证明，加强上部结构的整体性，限制其位移，是提高桥梁上部结构抗震能力的有效措施。对于梁桥，用连续梁替代简支梁可减少伸缩缝，从而减少因桥跨分离产生位移导致的落梁事故；当采用多跨简支梁时，应加强梁间的纵、横向联系，将桥面做成连续，或采用先简支后结构连续的构造措施。采用真空压浆方法，保证预应力管道水泥浆饱满对提高预应力桥梁的强度和刚度很有帮助。在同一座桥上不宜拱式与梁式桥型混合一起，否则，应将其衔接部位的桥墩予以加强。拱桥主拱圈宜采用抗扭刚度较大的箱形拱、板拱等。

（二）下部结构抗震措施

1、桥台的抗震防护措施

桥台胸墙要加强，并加大配筋数量，用来缓冲地震的作用力。在各梁中间和梁与桥台胸墙中间适当设置弹性垫块，选取浅基的桥洞和通道来加强下部的支撑梁板，为防止墩台在地震时滑移，尽量使结构形状保持四铰框架。当桥位位置处于液化土或软土地基时，使得桥梁中线与河流保持正交形状，并适当增加架桥距离，才能保证桥梁的安全质量。

2、桥墩抗震保护措施

当前，绝大多数桥梁建筑中的结构都是钢筋混凝土结构，虽然钢筋混凝土结构具有优秀的抗震性能，但是如果设计不合理，钢筋混凝土结构在地震的作用下就会造成巨大的破坏。所以，通过一些抗震的措施来保证结构具有抗震所需的延性抗震能力十分重要，其目的是为了在高强度地震中，保证建筑物的结构不被改变和破坏，使建筑物结构的完整与安全得到有效地保障。

（三）连接件的抗震设计

在桥梁结构中，支座和伸缩缝等连接件是桥梁整体抗震性能上的薄弱部位，且梁体位移多发生在伸缩缝位置，所以，在设计中要尽量减少伸缩缝的用量，而选用伸缩缝时，应使其变形能力满足预计地震产生的位移，并使伸缩缝的支承面具有足够宽度，同时应设置限位器与剪力键橡胶支座使其具有一定的消能作用。

四、结语：

总之，桥梁作为城市交通重要的基础设施之一，其结构安全、稳定与否事关重大。现阶段，我国城市交通压力日益增强，加强城市桥梁建设能有效的缓解城市交通压力，那么，如何有效的提高桥梁的质量，进而抵御地震的破坏是当前相关部门需要认真探索的课题。因此，在桥梁抗震设计中要加强抗震设计的研究，积极探索桥梁抗震设计的新方法，以期更好提升城市桥梁的抗震性能。