市政橋梁設計中的防震設計探討

■戴光亞

（蘇州市曉陽市政建設設計有限公司江蘇蘇州215128）

市政橋梁設計中的防震設計探討

■戴光亞

（蘇州市曉陽市政建設設計有限公司江蘇蘇州215128）

市政橋梁防震設計關系著車輛行駛的舒適性和安全性，對于現代化城市的經濟發(fā)展有著重要影響，一旦市政橋梁防震設計不合理，會給市政橋梁工程埋下永久的安全隱患，若市政橋梁結構坍塌，嚴重威脅人們的生命安全，造成巨大的經濟損失。結合市政橋梁工程的具體情況，高度重視市政橋梁的防震設計，嚴格把關各個設計環(huán)節(jié)，提高市政橋梁工程的穩(wěn)定性和抗震性。本文通過分析市政橋梁存在的一些常見病害，闡述了市政橋梁工程的抗震設計。

市政橋梁設計 防震設計

近年來，我國新型城鎮(zhèn)化不斷推進，城市規(guī)模不斷擴大，汽車數量越來越多，這需要市政橋梁具有較高的穩(wěn)定性和抗震性。和市政道路工程不同，市政橋梁主要是通過少量橋墩來支撐重力荷載，其抗震性和耐久性都比較弱，重載車輛通過市政橋梁時，橋身結構會發(fā)出輕微的顫抖和振動，在很大程度上會加速市政橋梁的損壞，因此應充分考慮多方面內容和各種影響，提高橋梁工程項目的抗震性，使其確保良好的使用性能，延長用壽命。

1 市政橋梁常見病害分析

市政橋梁工程投入運行后，很容易受到多種因素的影響，出現各種各樣的病害和問題：其一，梁式市政橋梁受到地震因素影響，相關結構構件發(fā)生位移，使得市政橋梁結構的節(jié)點位置由于蓋梁寬度不足，造成梁體結構發(fā)生相互碰撞甚至落梁，導致市政橋梁結構損壞，對于拱式的市政橋梁，在地殼運動過程中，腹拱和拱上建筑發(fā)生損壞，拱腳和拱頂的拱圈產生裂縫，甚至造成整個市政橋梁隆起變形；其二，地震作用下會造成地基土層液化，在很大程度上加快了地面的位移，加速市政橋梁結構的損壞，加大市政橋梁結構落梁的可能性；其三，市政橋梁支座的抗震設計考慮不全面，使得支座結構發(fā)生較大的變形和位移，導致支座構造損壞，進而會影響市政橋梁其他結構和部位的穩(wěn)定性；其四，市政橋梁結構下部構件的承載力不足，發(fā)生地震時市政橋梁結構變形、開裂；其五，受到地震影響，地基土層會發(fā)生位移，市政橋梁結構也會受到影響，震動性較大，這樣不利于市政橋梁的安全性和穩(wěn)定性。在實際應用中，應仔細分析市政橋梁結構病害原因：

1.1 樁身和基礎損壞

市政橋梁樁身和基礎損壞主要是由于市政橋梁工程位于地震的破壞斷裂帶，受到地震力作用影響，市政橋梁基礎結構發(fā)生沉降和移位。有些市政橋梁工程施工現場包含大量的液化砂土土層，地基基礎發(fā)生不均勻沉降，導致市政橋梁樁身和基礎損壞。

1.2 橋臺、節(jié)點和墩柱損壞

橋臺、節(jié)點和墩柱損壞主要發(fā)生在系梁和墩柱的連接位置、蓋梁和墩柱的連接位置以及墩柱塑性鉸處，在地震作用力影響下，市政橋梁結構中的縱向受力筋受到損壞，很容易導致市政橋梁結構傾覆。

1.3 落梁

市政橋梁落梁主要是由于地震作用下支座底部和橡膠支座梁底損壞或者發(fā)生滑動、活動支座位移量較少、固定支座強度較差等，市政橋梁結構逐漸發(fā)生位。同時，市政橋梁梁體結構和墩臺存在較大的高位差，防落梁設計不科學，市政橋梁墩臺支承寬度無法滿足相關抗震設計要求。另外，擋塊強度不足，伸縮縫設置不當，受到地殼運動的影響，伸縮縫擠壓損壞，擋塊受到剪切力影響，無法發(fā)揮良好的使用性能，導致市政橋梁工程落梁。

2 市政橋梁設計的抗震設計內容

2.1 抗震設計原則

市政橋梁工程施工設計最重要的是提高市政橋梁的耐久性和穩(wěn)定性，使市政橋梁結構在使用期限內保持良好的使用性能和安全性。抗震設計過程中應明確設計目標，為了增強市政橋梁工程的穩(wěn)定性和抗震性，首先，在市政橋梁工程的規(guī)劃設計階段，全面考慮各種抗震因素，優(yōu)化市政橋梁結構設計，在保障市政橋梁良好安全性和可靠性的基礎上，降低施工成本，保障施工質量。接著，為了滿足市政橋梁工程的穩(wěn)定性和抗震要求，要對周圍的地形地貌、水文環(huán)境進行全面了解，特別是對周圍場地和施工現場進行地質土層勘測，應全面搜集當地的文件資料，確保市政橋梁結構建立在堅實的地基土層上。再次，市政橋梁的抗震設計應注意提升市政橋梁結構的強度和穩(wěn)定性，結合施工現場的具體情況，市政橋梁抗震設計過程中適當添加柔性設計，盡量降低市政橋梁主要構件和其它部位之間的關聯，防止市政橋梁結構受到地震影響后發(fā)生大面積損壞。最后，在保障市政橋梁良好穩(wěn)定性的基礎上，使市政橋梁工程結構上各種隔震裝置充分發(fā)揮較大的緩解受力范圍，設置最佳的隔震設備，提升市政橋梁的耐久性和抗震設計水平。

2.2 隔震裝置設計

市政橋梁工程施工設計時，必須選擇最合理的隔震設備，優(yōu)化和改進結構構件布置。當前，彈性反應譜在市政橋梁工程抗震設計中應用非常廣泛，被國內外發(fā)達國家所采用，不同國家對于市政橋梁工程的抗震設計規(guī)范，結合隔震裝置的應用要求和使用性能，分析市政橋梁結構的等效阻尼，一些市政橋梁工程結構比較復雜，應用時程方法，根據隔震設備和橋梁工程的設計要求，分析最大變形程序[4]44，結合市政橋梁地震響應和變形結構之間的關聯，我國市政橋梁抗震設計還不完善，市政橋梁抗震設計采用彈性反應譜方法，應積極進行優(yōu)化和完善，科學預判市政橋梁結構受到地震作用力以后的反應，由一些經驗豐富的設計人員全面分析市政橋梁各個結構和部件的穩(wěn)定性，驗證市政橋梁結構設計的切實可行性。

2.3 細部構造設計

市政橋梁設計過程中應注意一些附屬結構，特別是伸縮縫設置，直接關系著市政橋梁的使用性能和穩(wěn)定性。市政橋梁抗震設計之前，仔細分析市政橋梁工程當地的地震動態(tài)時程，相關設計人員應高度重視市政橋梁的細部結構，考慮到市政橋梁的振動性和變形性，嚴格把關位置結構和構件設置，考慮到抗震設計科學性，極大地提高市政橋梁工程的耐久性和穩(wěn)定性。

3 結束語

近年來，我國很多地區(qū)頻繁發(fā)生地震災害，市政橋梁的抗震設計關系著城市發(fā)展和人們的生命安全，針對當前市政橋梁抗震設計存在的不足，從多個角度全面分析市政橋梁的震害原因，因地制宜，加強市政橋梁的抗震效果，優(yōu)化和改進抗震設計，嚴格控制市政橋梁工程各個設計環(huán)節(jié)，不斷提高市政橋梁工程的抗震性和穩(wěn)定性。

[1]劉亮亮.市政橋梁設計中的防震設計研究 [J].南方農機,2015,05:49-50.

[2]羅忠寶,王德東,郝強.市政橋梁設計的防震設計 [J].科學中國人,2015,03:18.

U441+.3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-468-1