關(guān)于橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的分析

方主明

摘要：近年來(lái)，地震災(zāi)害在我國(guó)發(fā)生的越來(lái)越頻繁，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅，作為連通道路的重要結(jié)構(gòu)，與人們出行安全息息相關(guān)的橋梁工程更是要著重加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，唯有如此才能保證過(guò)往車(chē)輛和行人的通行安全。本文將闡述橋梁結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)產(chǎn)生的幾種主要破壞形式，并對(duì)橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的要求和方法加以探討和分析，以期能夠全面提高橋梁工程抗震設(shè)計(jì)水平，從而給交通運(yùn)輸行業(yè)的蓬勃健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；抗震設(shè)計(jì)；原則；方法

引言

地震災(zāi)害的危害相當(dāng)之大，一旦發(fā)生釀成的損失將不可估量，容易引起建筑物的倒塌，甚至極有可能危害到人們的生命安全，因此建筑物的抗震設(shè)計(jì)一直是比較重要的一項(xiàng)工作，備受社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。而伴隨著我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，橋梁工程也在如火如荼的開(kāi)展，為了保證橋梁性能的有效發(fā)揮，必須要準(zhǔn)確掌握抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)，確保能夠?qū)⒖拐鹪O(shè)計(jì)落到實(shí)處，這樣人們的出行安全才能得到可靠的保障，相關(guān)行業(yè)也能保持良好的發(fā)展。

一、地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的危害

一般來(lái)說(shuō)，地震災(zāi)害對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)在四個(gè)方面，分別是彎曲破壞、彎剪破壞、落梁破壞和支座損傷。首先，彎曲破壞是由于橋梁受到了來(lái)自水平方向的地震荷載，引起了混凝土裂縫的發(fā)生，混凝土保護(hù)層和鋼筋會(huì)大范圍的剝落和斷裂，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將會(huì)隨之失效，無(wú)法繼續(xù)發(fā)揮對(duì)橋梁的支撐作用，橋梁將隨之垮塌。其次，彎剪破壞是在地震荷載超過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)剪切力后產(chǎn)生的一種巨大破壞，先會(huì)出現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)比較薄弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)其出現(xiàn)裂縫以后會(huì)逐漸的擴(kuò)大和蔓延，最終將延伸到整個(gè)橋梁之上。再次，在地震波的影響之下梁體產(chǎn)生了較大的位移，與橋墩之間的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，一旦移動(dòng)距離超過(guò)梁體長(zhǎng)度，即會(huì)出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。最后，支座是橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間的連通結(jié)構(gòu)，也是傳遞荷載的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)，在發(fā)生地震時(shí)支座受到的作用力超過(guò)其荷載范圍就會(huì)出現(xiàn)損傷情況，但是會(huì)抑制橋梁破壞程度的進(jìn)一步擴(kuò)大，有力保護(hù)了橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全。

二、橋梁工程抗震設(shè)計(jì)要求

1、場(chǎng)地選擇

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)地基首當(dāng)其沖會(huì)遭到破壞，還會(huì)通過(guò)支座迅速傳遞到橋梁的上部結(jié)構(gòu)，尤其是在軟土地基環(huán)境下地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的破壞更是不可小覷，這就要求在選擇施工場(chǎng)地時(shí)能夠做好實(shí)地勘察工作，了解周?chē)牡刭|(zhì)和水文條件，盡量規(guī)避開(kāi)土質(zhì)松軟的區(qū)域，以增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。

2、結(jié)構(gòu)布置

在開(kāi)展橋梁結(jié)構(gòu)布置工作時(shí)需要從整體角度出發(fā)，系統(tǒng)、全面的予以考慮，力爭(zhēng)做到橋梁結(jié)構(gòu)的形態(tài)穩(wěn)定、規(guī)整，尺寸和質(zhì)量比例適中，各個(gè)部分構(gòu)件的連接十分緊密，那么在遭遇地震時(shí)橋梁中的各部分構(gòu)件就不會(huì)輕易的掉落了，橋梁將會(huì)保持穩(wěn)定，其倒塌風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)被降到最低。

3、構(gòu)件設(shè)計(jì)

地震災(zāi)害對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞大多是因?yàn)檎駝?dòng)引起的，所以橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵就是要盡可能的削弱振動(dòng)能量，確保橋梁主體結(jié)構(gòu)受到的振動(dòng)能量處于其荷載范圍以?xún)?nèi)，還要試圖提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛性和延性，這些指標(biāo)都或多或少的會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)的抗震能力，抑制橋梁構(gòu)件發(fā)生變形。

4、遵循原則

橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)需要遵循特定的原則，這是經(jīng)過(guò)大量研究和探索實(shí)踐形成的寶貴思想和經(jīng)驗(yàn)，值得設(shè)計(jì)人員加以參考和借鑒。其中比較重要的一點(diǎn)就是能力設(shè)計(jì)原則，要求應(yīng)用強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件這一設(shè)計(jì)模式，那么在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)脆性破壞就會(huì)得以避免了，橋梁主體結(jié)構(gòu)遭到的破壞程度將會(huì)被控制在最小范圍內(nèi)。

三、橋梁工程抗震設(shè)計(jì)方法探析

1、橋梁抗震概念設(shè)計(jì)

所謂橋梁抗震概念設(shè)計(jì)即是指在橋梁工程抗震設(shè)計(jì)階段將以往相關(guān)工作開(kāi)展中形成的先進(jìn)思想和經(jīng)驗(yàn)加以歸納和總結(jié)，與橋梁工程項(xiàng)目的實(shí)際情況相融合，以便得到規(guī)范可行的抗震設(shè)計(jì)方案，確保橋梁整體結(jié)構(gòu)和各部分構(gòu)件的材料選擇、結(jié)構(gòu)布置都能達(dá)到最優(yōu)，橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛性和延性等指標(biāo)較為科學(xué)合理，且按照此設(shè)計(jì)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的施工還能夠大大減少施工成本投入，可謂是經(jīng)濟(jì)價(jià)值和技術(shù)價(jià)值兼?zhèn)?。只有保證橋梁抗震概念設(shè)計(jì)的順利開(kāi)展，才能提高數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性，橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也能真正展現(xiàn)其應(yīng)有的價(jià)值。

2、橋梁延性抗震設(shè)計(jì)

目前延性抗震驗(yàn)算所采用的破壞準(zhǔn)則主要有：強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則、變形破壞準(zhǔn)則、能量破壞準(zhǔn)則、基于低周疲勞特征的破壞準(zhǔn)則等。通過(guò)對(duì)懸臂式單質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的非線性地震反應(yīng)進(jìn)行分析后，得出破壞機(jī)理為：在形成完全的塑性反應(yīng)之前，消耗的能量自然的構(gòu)成結(jié)構(gòu)等效粘滯阻尼的一部分；當(dāng)完全進(jìn)入塑性變形并產(chǎn)生塑性漂移后，將會(huì)引起結(jié)構(gòu)倒塌?；谶@一理念，保證橋梁結(jié)構(gòu)不被破壞的條件是讓其保有足夠的耗能能力，這被認(rèn)為是橋梁延性抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)要點(diǎn)所在。

3、抗震設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新

與靜力理論相比，動(dòng)力理論更具有先進(jìn)性和科學(xué)性，不僅囊括了地震的振幅、頻譜和持時(shí)這三項(xiàng)基本要素，還能夠反映出地震的其他特性，在此基礎(chǔ)上衍生出了更為實(shí)用的抗震設(shè)計(jì)方法，要求給出符合場(chǎng)地情況的、具有概率含義的加速度時(shí)間函數(shù)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)則要求給出三個(gè)分量及其空間相關(guān)性；結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的動(dòng)力模型更為接近實(shí)際，包括了非線性特性；地震反應(yīng)分析方法考慮了結(jié)構(gòu)反應(yīng)的全過(guò)程，包括變形和能量損耗的積累；設(shè)計(jì)原則考慮到多種使用狀態(tài)和安全的概率保證。

4、多階段設(shè)計(jì)方法

我國(guó)對(duì)地震的研究正逐漸深入，形成了各種各樣的理論，推動(dòng)著橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)向著規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向全面邁進(jìn)，傳統(tǒng)的、單一的設(shè)計(jì)方法也朝著兩階段、三階段設(shè)計(jì)方法發(fā)生變革。但是研究理論的多樣化還使得設(shè)計(jì)人員在橋梁工程抗震設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)生了觀念的分歧，這點(diǎn)亟待得到解決，需要相關(guān)人員能夠繼續(xù)加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)的研究，尤其涉及到需求計(jì)算與能力計(jì)算方面，應(yīng)利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立分析模型，以便得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

結(jié)語(yǔ)

橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，在開(kāi)展該項(xiàng)工作時(shí)需要明確抗震設(shè)計(jì)的具體要求，選擇合適的設(shè)計(jì)方法，還要對(duì)當(dāng)前的研究理論予以不斷的創(chuàng)新，使之在抗震設(shè)計(jì)工作中能夠真正起到指導(dǎo)作用，從而全面提高橋梁工程的質(zhì)量，打造穩(wěn)定可靠的橋梁工程項(xiàng)目，使之更好的為我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展而服務(wù)。

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（作者身份證號(hào)碼：4405081988****2310）