橋梁工程中橋梁抗震設(shè)計探析
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摘要：最近幾年，我們國家建設(shè)了一大批的橋梁項目，它們的存在對于國家的經(jīng)濟發(fā)展來講意義非常重大。然而通過分析實際狀況我們發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有的橋梁項目的品質(zhì)普遍不高，一旦遇到地震之類的自然災(zāi)害的話損失非常嚴重，導(dǎo)致項目失去了它原有的價值和意義。所以，為了避免負面現(xiàn)象出現(xiàn)，就要切實提升項目的抗震水平，積極開展相關(guān)的設(shè)計工作。具體來講，作為設(shè)計工作者必須要切實意識到開展抗震設(shè)計工作的意義所在，同時還要不斷完善設(shè)計措施，創(chuàng)新設(shè)計理念，確保項目的防震水平高超，確保廣大群眾的日常出行有保障。作者在這個前提之下，具體分析了項目抗震設(shè)計工作有關(guān)的內(nèi)容。
前言
我們國家的國土面積非常廣，其中許多地區(qū)都位于地震帶上，所以為了確保橋梁項目的性能不受影響，就應(yīng)該在設(shè)計的時候，認真考慮它的抗震性特征，積極開展好抗震設(shè)計工作。最近幾年，我們國家在對于引發(fā)地震的機理，地震波的傳遞特征和地震波作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動力響應(yīng)的特點、破壞特征、結(jié)構(gòu)的抗震能力的研究和探索的不斷深入，使得抗震設(shè)計工作有了很好的發(fā)展，獲取了顯著的成就。
1地震對橋梁的破壞性
眾所周知，地震的影響力非常大。一旦災(zāi)害發(fā)生，首先被破壞的是地基，尤其是那些地基處在較陡峭的坡體上面的橋梁，它面對地震災(zāi)害的時候，破損更為嚴重。因此，我們在選取地基的時候一定要綜合分析，全面論述，多方比對之后才可以下結(jié)論。當?shù)卣鸢l(fā)生以后，項目的破壞形式并不是完全一樣的。具體來講有如下的幾點不同之處。橋墩的墩身發(fā)生位移，支座的錨栓被剪斷，有時候梁體也會斷裂下落；墩體出現(xiàn)裂痕，導(dǎo)致橋梁存在塌陷的可能性；由于受到河水的沖洗，此時沙土被液化，導(dǎo)致橋墩沉降。所謂的支座破壞，具體來講指的是上方結(jié)構(gòu)生成的力經(jīng)由支座本身的構(gòu)件向下傳遞到下方的構(gòu)造之中，如果傳遞的力的強度比構(gòu)件的原定強度要高的話，就會導(dǎo)致支座受損。對橋梁下方的構(gòu)造來講，由于支座受損導(dǎo)致絕大多數(shù)的力被分散，這樣就能夠避免地震產(chǎn)生的力傳輸給墩臺，此時下方的結(jié)構(gòu)就不會繼續(xù)受損了，不過它有梁體掉落的可能性。
2橋梁抗震設(shè)計的原則
2.1正確選擇地址
在選擇橋梁的地址的時候，一定要將它的防震性考慮到內(nèi)，因此就要確保所處區(qū)域的抗震性能好，同時還要確保地面堅硬，假如它的地基不是很牢固，在地震災(zāi)害出現(xiàn)的時候就無法保證其不受影響了。不過在工作中一定要意識到，選擇地址的時候不應(yīng)該只是不選擇軟土，對于那些有可能受到影響的區(qū)域也堅決放棄。因為任何的可能都有一定的幾率會變成現(xiàn)實，而一旦變成現(xiàn)實，其帶來的負面影響將是非常嚴重的。
2.2注意結(jié)構(gòu)上的對稱
在抗震方面，對稱性的結(jié)構(gòu)剛度與不等跨橋梁比對來看它的優(yōu)點更多，能夠更好的應(yīng)對地震問題。舉例來看，假如橋墩的高度有著較大的差距的話，那么低墩就更易于被地震影響。所以，在開展設(shè)計工作的時候，必須要盡量確保結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出對稱的模式，最好不要使用那些跨度相對來講較大的類型。
2.3注重橋梁的整體性
對于橋梁來講，它的總體性有著非常關(guān)鍵的意義，假如失去了整體性特點，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無法發(fā)揮應(yīng)有的作用，而且當?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時候會導(dǎo)致構(gòu)件沒有足夠的承受力，進而出現(xiàn)震落現(xiàn)象。因此，一定要確保上方的構(gòu)造是不間斷的，而且還要借助合理的措施來切實提升它的整體性，在所有的接洽區(qū)域要做好減振工作，此舉的目的是為了切實提升項目的穩(wěn)定性。同時，為了防止一些突發(fā)性的問題，在布局結(jié)構(gòu)的時候盡量要確保其質(zhì)量以及剛度等保持均勻。
2.4設(shè)置多道抗震防線
要想真正的應(yīng)對好地震問題，就應(yīng)該在設(shè)計的時候布置很多的防線，只有這樣才可以確保橋梁能夠從多個角度應(yīng)對地震產(chǎn)生的力，假如出現(xiàn)了等級較高的地震，在前面的防線破壞了以后，還有其他的能夠發(fā)揮作用。此舉能夠明顯的提升工程的安全性，能夠最大化的壁面項目發(fā)生塌陷問題。
3橋梁抗震的設(shè)計要點
第一，體現(xiàn)為橋梁抗震能力：當我們開展項目建設(shè)工作的時候，要認真分析它的結(jié)構(gòu)，確保其有著較高的抗震水平。具體來講，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)本身的抗震力的前提之下，合理調(diào)整數(shù)據(jù)，認真分析。同時，在做好設(shè)計工作的前提之下，確保項目構(gòu)件有著更強的抗震水平，與地震反映出的結(jié)合強度以及抗震設(shè)計中的變位驗算相結(jié)合，從而使橋梁結(jié)構(gòu)中的行為能力得到系統(tǒng)化發(fā)展。第二，體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)剛度：在開展項目建設(shè)工作的時候，假如它的剛度是對稱存在，當?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時候就可以很好的應(yīng)對了，相反的假如是不對等存在，就會受到較大的沖擊。假如在項目具體進行的時候，橋墩的高度有較大的差異，就容易使得那些高度不高的墩體被地震帶來的強大的力所沖擊。
4橋梁抗震設(shè)計的幾個方法
4.1橋梁抗震的概念設(shè)計
抗震概念設(shè)計是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗等獲得的基本抗震設(shè)計原則和設(shè)計思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細部的構(gòu)造等，從而達到合理抗震的設(shè)計目的。橋梁抗震概念設(shè)計的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系。
4.2地震響應(yīng)分析方法的改變
隨著人們對地震動力和結(jié)構(gòu)動力不斷了解，抗震設(shè)計的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計方法也發(fā)展出多種方法。從地震動的振幅、頻譜和持時三要素來看，抗震設(shè)計的動力理論不但考慮了地震動的持時，而且還考慮了地震動中反應(yīng)譜不能概括的其他特性。
4.3多階段設(shè)計方法
伴隨著地震產(chǎn)生機理等研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標的各不相同，使得設(shè)計工作在不斷發(fā)展。橋梁工程的抗震設(shè)計也由原來的單一設(shè)防水準的一階段設(shè)計，改進為雙水準或三水準的兩階段和三階段設(shè)計方式。
5根據(jù)性能設(shè)計
科技一直在發(fā)展，目前工作者意識到對于橋梁項目來講，我們在判定它的抗震能力的時候不應(yīng)該將強度當成是一個評判要素。這主要是因為一旦經(jīng)歷強震，材料就會彈塑性階段，它的這種改變會耗費一些能量，而且它的自振時間也會因此而改變。塑性階段消耗地震能量的大小和變形情況是判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生破壞的重要因素。基于性能的設(shè)計法，主要包括倒推分析法、能力譜法、基于位移設(shè)計法等。倒推分析法是采用一定的水平加載方式，對結(jié)構(gòu)施加單調(diào)遞增的水平荷載，將結(jié)構(gòu)位移推至指定位置，從而研究結(jié)構(gòu)的非線性性能。能力譜法是在倒推分析法的基礎(chǔ)之上建立起來的，該方法將加速度-位移格式的結(jié)構(gòu)能力譜與地震需求反應(yīng)譜進行比較，可以直觀地判斷出結(jié)構(gòu)的抗震性能?；谖灰圃O(shè)計法是將結(jié)構(gòu)允許位移作為判斷指標，進而借助分析結(jié)構(gòu)的強度來開展檢驗工作。
6結(jié)束語
最近幾年，我們國家的經(jīng)濟高速發(fā)展，此時各個類型的公路項目開始出現(xiàn)在祖國的大江南北，然而公路的存在必須依靠橋梁作為接洽點，所以橋梁項目就被人們所關(guān)注。對于橋梁工程來講，極易受到地震災(zāi)害的影響，導(dǎo)致它的受力水平變差，進而引發(fā)很多的問題。所以作為相關(guān)的工作人員，我們當務(wù)之急要做的就是積極開展防震設(shè)計工作，切實提升項目的防震能力，確保其更好的為國家的經(jīng)濟建設(shè)貢獻力量。
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作者:劉亞男 單位:黑龍江省公路勘察設(shè)計院