桥梁抗震与抗风设计思路分析

桥梁抗震与抗风设计思路分析

夏德俊

成都华丰工程勘察设计有限公司昆明分公司  云南  昆明  650000

摘要：桥梁工程的设计和施工，对城市交通具有直接影响，其中抗震及抗风设计作为确保桥梁可靠性、安全性运转的重要内容，做好桥梁抗风及抗震设计，能够有效提升桥梁工程的整体质量。基于此，本文主要分析桥梁抗震及抗风设计思路，旨在为相关人员提供些许参考。

关键词：桥梁工程；抗震设计；抗风设计；思路分析

引言

近年来，在我国社会市场经济快速发展下，人民群众对于桥梁工程的抗风、抗震要求持续提高，这是因为地震、风灾时常出现，对人们人身安全带来巨大威胁，所以有关设计工作人员应对其展开高度重视，认真探究各类灾害，积极总结与归纳，以求分析出与具体情况相符合的设计方法。可见，对桥梁抗震、抗风设计思路进行深入分析极为关键。

1、桥梁抗风及抗震设计的必要性分析

在以往的桥梁设计工作中，设计人员并未对其展开抗风或抗震设计，但是近年来各类安全风险事故频繁发生了，人们逐渐发现风荷载与地震对桥梁工程的应用年限、应用安全具有直接影响，因而桥梁抗风及抗震设计被相关部门所提出。在多种自然灾害中，地震灾害可以说是具有最强的破坏性，且高震级地震会为桥梁带来难以弥补的损伤[1]。而风灾害是自然灾害之中出次数极多，会对桥梁造成持续性的风力冲击，长此以往，会对桥梁的安全应用带来巨大影响。当风载较大时，若是抗风设计不规范或者是存在弊端，就会为桥梁工程造成巨大的结构性安全隐患。而桥梁抗震及抗风设计观念，则是在出现大风与抗震等有关自然灾难时，相关工作人员通过理论研究与工程经验总结归纳而出，可以有效应对风灾灾害与地震灾害的措施与方法，在此思想观念的统一指导下，对桥梁工程前期设计工作展开深入探索，紧紧把握桥梁的安全性、可靠性，从而能够保证桥梁工程在全寿命周期中的可靠性、安全性，为人民群众提供一个良好的交通出行环境，确保人民群众的人身财产不会受到任何损失。由此可见，对桥梁抗风与抗震设计思路进行深入研究，具备十分重要的现实意义。

2、桥梁抗震设计思路与方式分析

2.1提高桥梁结构的延性

在桥梁工程的地震破坏中，因地震力而造成的剪切性破坏于桥梁损害之中，具有十分关键的位置，此破坏所为桥梁工程造成的危害不单单具备破坏性，且因出现的次数相对较高，所以为人民群众的人身财产安全造成的危害与损失最大。在此情况下，若是想要妥善解决因地震灾害而为桥梁工程造成的剪切性破坏，则需要设计工作人员在活动开展过程中，转变桥梁结构与构件的延性，让桥梁构件可以于地震灾害出现时，具有优良的抗震效果[2]。另外，在桥梁构件的剪切破坏中，桥梁大型构件出现的惯性力，也具备极大的破坏性效果，为了能够最大限度避免桥梁大型构件的惯性力对桥梁工程造成的进一步损坏，设计人员可以在具体设计环节，借助掌控损伤截面、加大箍筋、应用规避脆性破坏等一系列方法及措施，来进一步提升桥体结构和构件的总体延性。

2.2多阶段设计方法

由于桥梁工程施工的所处地点、承载力情况、周边自然环境各不相同，当出现地震灾害时，桥梁自身所发生的受损状况也存在一定差异，因此，设计人员在对桥梁工程进行抗震设计时，应当结合桥梁工程的具体情况，运用行之有效的设计手段，以此保证桥梁在任何情况下，都可以具有一定的可靠性、安全性。在此情况下，则需要设计工作人员舍弃以往的单一性桥梁抗震设计形式，运用多阶段设计方法，来展开桥梁抗震设计，分地区、分类型、分应用情况，来展开研究设计工作。

2.3合理规划场地

设计工作人员在对场地进行规划设计过程中，应当明确意识到地震灾害的危险性，尽量选择恰当的施工区域，并在施工现场内，通过科学规划来为后续施工提供有力支持。在具体实施环节，应当尽可能防止地震灾害出现时，容易引发的地基破坏情况，对软弱场地展开科学处理，并在具体工作过程中，尽量采用坚硬场地展开日常工作，确保桥梁的整体性，使上部结构具有连续性特征。另外，在后续工作开展时，应当与空间作用的基础条件相结合，在立面与平面上完善总体结构布置，并对几何尺寸及质量因素进行全面考量，确保刚度具有均匀性效果。同时，还应保证对称与规整方面可以全面满足有关要求标准，借此避免在地震灾害出现时，桥梁工程发生变形情况，而为设计效果带来消极影响。

3、桥梁抗风设计思路与方式分析

3.1桥梁抗风设计的理念

保证桥梁工程在全寿命周期内具有一定的可靠性、安全性，可以说是桥梁工程施工的根本要求，而桥梁抗风设计同样也是基于这一目标[3]。因此，设计人员在展开桥梁抗风设计时，应当密切关注以下四点设计观念：第一，在桥梁设计全过程中，在当前地区最大风力条件下，桥梁结构及构件杜绝存有具备破坏性的自激发散震动现象；第二，在对桥梁进行设计过程中，于风荷载的直接影响下，桥梁构件于强度及刚度方面，不可低于前期设计要求，同时更不可以发生晃动等一系列静力失稳情况；第三，就结构非破坏性的风致震动的幅度来看，应充分符合相关设计要求；第四，可以运用有关机械设施与特殊结构措施，来进一步提高桥梁结构构件的整体抗风效果。

由于风荷载会造成桥梁出现风致震动情况，因此设计工作人员在对桥梁工程进行抗风设计时，应当充分确保桥梁设计风速远远高出桥梁临界风速，预留出充足的安全边界，借此防止出现桥梁震颤的情况，使桥梁工程可以在任何阶段都能够充分符合国家所提出的抗风要求。另外，也应当保证桥梁涡激共振与抖震所形成的最大振幅，处在一个合理、科学的范围之内，以此保证桥梁的可靠性、安全性，为人们打造一个安全的交通出行环境。

3.2用板式橡胶支座，上下钢板增加螺栓连接

针对橡胶支座而言，其对桥梁工程所具有的抗风作用，只是依据上方重力而产生的摩擦力，来对风荷载水平分力进行抵抗，却无法抵抗支座脱空。鉴于此，设计人员可以运用螺栓连接支座上下钢板，并开纵向桥长圆孔，以此确保桥梁能够纵向温度延伸。螺栓使用螺母进行拧紧，则可以产生抵抗竖向反力的效果，同时若是想要真正意义上达到侧向抵抗横向风荷载的效果，则应通过大量计算后，借助采用恰当的螺栓，就可有效抵抗住风荷载，避免桥梁移位与支座脱空所造成的消极影响。

3.3桥梁风致震动的减振措施

引发桥梁震动的风荷载性质和桥梁结构外形之间有着密不可分的联系，因此，设计人员在不变化桥梁整体结构及应用性能的情况下，通过合理转变桥梁外形布置或者是增加导流装置，则可达到减轻桥梁风致震动的效果，比如，加装导流板、风嘴等[4]。这一操作的主要目标，是让主梁断面与流线型相接近，推迟或者是避免漩涡脱落情况的出现，增加主梁竖向震动空气阻尼。另外，也可以运用机械减震方法，安装阻尼器。而通过结构措施层面来看，增加结构整体刚度，能够有效提升原有频率，从而达到最为理想的减小振幅目标。

4、结束语

综上所述，身为桥梁工程设计人员，应当高度重视起桥梁结构抗震设计与总体抗震设计环节的重点，并密切关注风荷载所为桥梁结构可靠性、安全性，带来的直接影响，以便在实际工作开展环节，为桥梁荷载计算提供有效、全面的理论依据，从而进一步提升桥梁抗震与抗风设计的整体质量。

参考文献；

[1]刘亭玉,谢永康,钟鸣.大跨度桥梁抗震特点及施工技术分析[J].大众标准化,2022(09):48-50.

[2]刘楚,文琰.桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法研究[J].工程建设与设计,2022(07):76-78.

[3]王克海,张秉哲,郭威佐.中小跨径桥梁抗震的概念设计与构造措施[J].建筑科学与工程学报,2022,39(02):30-35.

[4]李保木. 大跨度桥梁抗震与抗风分析的随机振动时域显式方法研究[D].华南理工大学,2019.

[5]陈浩.桥梁抗震、抗风设计理念及设计方法研究 [J].建设科技,2016,(17):113-114.

[6]王英伟.桥梁抗震、抗风设计理念及方法研究 [J].工程与建设,2016,30(4):492-495.