解析市政橋梁抗震設計

任山江

摘要：隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，橋梁的建筑方式也呈現(xiàn)出多樣化。橋梁作為重要的交通結(jié)點工程，其抗震能力越來越受到相關部門的重視。再者，因為我國是一個地震較頻發(fā)的國家，所以，對市政橋梁的抗震設計非常關注。簡要分析了當前震后橋梁的主要缺陷，主要解析了市政橋梁抗震設計的方法。

關鍵詞：橋梁；抗震；設計；缺陷

中圖分類號：U422.5+5文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0063－02

天災人禍，不可避免。地震作為危害性較大的自然災害之一，是人類生命安全和財產(chǎn)的威脅者。鄧小平曾強調(diào)“發(fā)展才是硬道理”，所以，科技發(fā)展了，社會進步了，人類文明了，生活越來越城市化，高聳入云的樓房住宅、商業(yè)辦公樓、各種塔、各種橋梁等數(shù)不勝數(shù)；交通道路也越來越多樣化，有形狀復雜的立交橋、高大宏偉的跨海大橋、陸地架空的高速公路橋等。地震的突發(fā)性、危害性，勢必會對各種各樣的橋梁造成一定程度的損壞，甚至徹底失修。我國是世界上的多地震國家之一，5?12汶川特大地震時，給城市交通道路、橋梁和一些城市基礎設施造成了巨大損失，尤其是橋梁在地震中造成的災害，是三者中最嚴重、最具有代表性的。通過政府相關部門的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，汶川地震災區(qū)的橋梁結(jié)構主要是梁式結(jié)構的橋梁。這種橋梁采用的是板式膠支座，然后將梁體直接放在支座上面，整個梁體的重量全部落在橡膠支座上，這樣的構造一旦發(fā)生震級比較高的地震災害，橡膠支座的移位勢必會造成梁體的移位，使橋梁斷裂、坍塌，梁體下落，對人們的生命安全和財產(chǎn)等造成嚴重的威脅。

1橋梁抗震能力不足的主要原因

1.1梁體下落

發(fā)生這種情況的主要原因是橋梁的各個連接部位不夠堅韌，比如橡膠支座的固定強度達不到，活動支座的位移量長度不夠，梁體自身的連接強度不足，墩柱與基礎部位的連接強度不夠等連接部位欠缺問題。如果活動支座的位移量不夠，就會使橡膠支座在地震強有力的作用下受到嚴重破壞，發(fā)生移位，進而使梁體發(fā)生移位，墩柱與基礎部位的連接也就會出現(xiàn)較大的相對位移，這樣就會導致梁體發(fā)生下落現(xiàn)象。還有一些容易讓人忽略的地方也會間接導致梁體的下落，比如伸縮縫和擋塊，如果其韌性不夠大，在地震力的作用下被碰撞、擠壓等，使其遭到破壞，也會失去其應該起到的作用，導致梁體下落。

1.2墩柱或梁墩強度不夠

眾所周知，較高的橋梁結(jié)構都采用在橋梁下方建有許多墩柱作為橋梁的支撐，而偏矮的橋梁結(jié)構都采用在橋梁的下方建有許多梁墩作為橋梁的支撐。墩柱大多是采用鋼筋編制成圓柱形或矩形，將其底部與基礎部位連接起來，然后將攪拌均勻的混凝土石子注入其中，最后用振動棒振搗密實，使其不會出現(xiàn)中空等情況，以免造成墩柱強度和韌性不足的現(xiàn)象。雖是如此，也不能完全排除墩柱有中空的情況。中空的墩柱在地震中的作用下無異于以卵擊石，不堪一擊，最后不堪重力而被折斷，會直接導致橋梁坍塌。

1.3連接點的強度不夠

如果想讓兩件東西結(jié)合在一起，在外力作用下使其很難因遭到破壞而分離，關鍵是看結(jié)合部位的連接強度是否足夠強，橋梁結(jié)構中的各個連接點強度是否足夠強。在地震災害中，此類破壞的后果也是非常嚴重的?；A與地面的連接處、基礎與墩柱的連接處、墩柱與梁體的連接處、組成梁體的各個部件的連接處等，這一系列的連接點強度問題，都會導致橋梁在地震災害中脆弱不堪，甚至在震級比較小的余震中還會造成極其嚴重而不能挽回的損失。

1.4基礎沒打好

大家都知道，建一幢摩天大樓，首要的任務就是打好地基，只有堅不可摧的基礎才能夠撐得起摩天大樓的重量，橋梁建筑也是如此。橋梁的基礎不僅要承受橋梁本身的重量，還要承受橋梁上各種車輛的重量，尤其是重量高達幾十噸重的大貨車。這些力量與震級比較高的地震力相比都是微不足道的，地震力的作用會使基礎部位出現(xiàn)擠壓、變形、移位、下沉等，地震斷裂帶對基礎的破壞性更是不言而喻。

2市政橋梁抗震設計解析

現(xiàn)就橋梁位置、圖紙設計、建筑材料、各個部位和整體優(yōu)化對市政橋梁的抗震設計進行解析。

2.1橋梁位置

建造一座抗震性能高的橋梁，首先要選擇一個位置優(yōu)越，適合且需要建設橋梁的地點。橋梁的基礎需要建設在堅實的地基中，不可以建在松軟的土地或是砂質(zhì)土壤區(qū)域，以防橋梁下沉，使橋梁形狀扭曲、變形，堅韌性下降。橋位處在地震帶或斷裂層更不適宜建筑橋梁，一旦發(fā)生地震，橋梁的損害性將會非常大。因此，正確的橋梁選址在一定程度上會增加橋梁的抗震能力。

2.2圖紙設計

建造一座抗震性能高的橋梁，前提是要有一套合理的設計圖紙。設計圖紙是橋梁設計者結(jié)合數(shù)學公式和結(jié)構受力原理等嚴格設計出來的。橋的結(jié)構形式、橋孔設計要簡單、合理，不僅要考慮到地形和雨季水流量，還要考慮到橋梁的承重能力。挖空和實體部位的設計要對稱，實現(xiàn)質(zhì)量均勻分布。橋的重心不宜設計得過高，這樣不僅有利于建筑者施工，對抗震也會起到一定的作用。

2.3建筑材料

建造一座抗震性能高的橋梁，橋梁的建筑材料的選擇要十分慎重。橋梁的組成從基礎到橋墩，從墩柱到梁體，從梁體到橋面系，小到每一個組成部件，大到整座橋梁，每一種建筑材料都要嚴格挑選。采購者要不僅要考慮到建筑材料的價格，最重要的是要考慮建筑材料的質(zhì)量、建筑材料的整體性，比如說建筑材料的強度、力學性能等。

2.4各個部位的設計

建造一座抗震性能高的橋梁，橋梁各個部位的設計都要合理，并且要足夠堅韌。比如說橋臺，在橋臺中增加配筋，在梁與橋臺之間加入彈性墊塊，增加配筋可以適當加強橋臺的韌性，而加入彈性墊塊可以減小地震的沖擊力。一般高橋墩可以采用鋼筋混凝土結(jié)構，其內(nèi)部應加強箍筋設置，進而提高橋墩的強度和變形能力。橋梁結(jié)點是連接橋梁各個部位的重要區(qū)域，要保證其擁有強大的韌性和足夠大的承載能力，防止因某些結(jié)點過早損壞而殃及整座橋梁的安危。只有每一個細小的部位都發(fā)揮作用，橋梁才能夠在強大的地震沖擊力作用下屹立不倒。

2.5 整體優(yōu)化

建造一座抗震性能高的橋梁，橋梁的整體結(jié)構是不容忽視的。設計要采用有利于抗震的結(jié)構，例如橋型、橋墩、基礎等結(jié)構的處理，讓各個結(jié)構的細節(jié)都要采用一些抗震措施，使其具備一定的抗震能力，比如橡膠支座的選擇、橋墩和橋臺的箍筋構造、擋塊的設置、結(jié)點的構造配筋等。橋梁結(jié)構要協(xié)調(diào)橋梁梁高與跨徑的關系，提高橋梁的穩(wěn)定性，減輕橋梁自身的重量，降低橋梁的重心等，將一切可以再優(yōu)化的細節(jié)全部都考慮在內(nèi)，增強橋梁的抗震設計。

3結(jié)束語

我國處在地震頻發(fā)地區(qū)，這是我們無法改變的，所以，要高度重視建筑物的抗震設計，尤其是對橋梁、建筑的抗震設計。設計師對市政橋梁抗震的設計也傾注了很大的心血，一直努力探究橋梁的抗震設計，希望可以提高橋梁的抗震能力。通過簡要分析橋梁抗震能力不足的問題，并通過橋梁建設位置的選擇、圖紙的設計分析、建筑材料的擇優(yōu)，優(yōu)化各個部位細節(jié)和橋梁的整體型，以此增強橋梁的抗震能力，使橋梁的抗震能力更上一個階梯，讓其可以有效抵御像地震一樣不可預料的突發(fā)性自然災害，捍衛(wèi)我們賴以生存的家園，以保障人們的生產(chǎn)和生活。

參考文獻

［1］李偉，崔雷，王玉海.橋梁抗震設計及對策分析［J］.建筑抗震設計規(guī)范，2011（07）.

［2］張修民.市政橋梁抗震設計探究［J］.建筑與發(fā)展，2010（24）.

［3］楊超山.解析市政橋梁抗震設計［J］.城市建設理論研究，2010（08）.

〔編輯：白潔〕

Resolve Municipal Bridge Seismic Design

Ren Shanjiang

Abstract: With the rapid development of modern science and technology, building bridges is also showing a way to diversify. Bridge as an important node traffic engineering, and its seismic ability more and more get the attention of the relevant departments. Moreover, because China is a country representing frequent earthquakes, so the seismic design of municipal bridges are very concerned. A brief analysis of the current major defects after the earthquake, the bridge, the main analytical methods municipal bridge seismic design.

Key words: bridge; earthquake; design; defects

（上接第61頁）

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作者簡介：馬云峰（1985—），男，吉林白山人，助教，主要從事土木工程方面的研究。

〔編輯：劉曉芳〕

Based on ABAQUS In-situ stress Balance of Geotechnical Engineering

Ma Yunfeng

Abstract: Balance in-situ stress is very important part in geotechnical engineering calculation, in front of the geotechnical construction guarantee approximation of surface displacement is zero, is the first premise of numerical simulation. Using ABAQUS to some soil excavation in front of the in-situ stress balance, according to the field of soil physical property indexes, the in-situ stress balance of stress and displacement of soil before and after comparison. In-situ stress balance of soil displacement of orders of magnitude less than 10-6, and the depth of the vertical stress value equal to the depth and the product of the density of soil.

Key words: geotechnical engineering; ABAQUS; in-situ stress; soil displacement

（上接第62頁）

2.3.6圍堰下沉

圍堰著床后，下沉阻力較大，應采用射水吸泥輔助下沉。在圍堰內(nèi)設置吸泥機和射水管，將圍堰刃腳處的砂石吸除，減小圍堰下沉摩擦力。鋼圍堰下放2套液壓系統(tǒng)確保同步，防止鋼圍堰傾斜，使吊桿受力不均。下沉過程中在對圍堰垂直度進行調(diào)整時，為防止吊桿出現(xiàn)不受力狀態(tài)，倉內(nèi)只允許注水調(diào)整，不允許抽水調(diào)整。

當吸泥深度大于刃腳腳尖時，圍堰未能下沉，此時應加高倉內(nèi)注水高度或通過填注倉填充混凝土增大圍堰整體重量。吸泥下沉過程中，由于吸泥機排水量大，在圍堰內(nèi)、外壁之間設置連通裝置及時向圍堰內(nèi)補水，保證圍堰內(nèi)、外的水位差，防止內(nèi)、外水頭差過大而引起刃腳翻砂。圍堰下沉過程中，要隨時用全站儀監(jiān)控圍堰頂面的4個觀測點，如果發(fā)現(xiàn)偏位，立即糾正。

3結(jié)束語

南廣鐵路郁江雙線特大橋主墩圍堰施工的順利完成，節(jié)約成本60萬元，為該工程下道工序施工提供了保障，同時也為今后類似的工程施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗。

參考文獻

［1］劉剛亮.杭州灣跨海大橋北航道橋施工技術［M］.廣州：廣東科技出版社，2009.

［2］曹現(xiàn)強，王光廷．預制裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化培訓中心揭牌水下不分散混凝土設計與應用［J］.混凝土，2008（03）：121-123.

［3］顧安邦，范立礎.橋梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2008.

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作者簡介：王志峰（1970—），男，山西平遙人，大學本科，高級工程師。

〔編輯：劉曉芳〕

Research on the Parallel Construction of Pile and Cofferdam

Wang Zhifeng, Xu Qinpei, Li Yong

Abstract: In the main pier deepwater foundation construction of YuJiang large bridge in Nanning-Guangzhou railway, construction difficulty is big，but construction period is very tight, so new cofferdam construction technology must be designed.

Key words: Nanning-Guangzhou railway; pile and cofferdam; parallel construction; circular orbit