桥梁结构抗震设计与设防措施

桥梁结构抗震设计与设防措施

张凯皓

茂名市交通设计院有限公司 525000

摘要：随着交通建设项目的发展，桥梁的数量不断增加。桥梁工程一般处于自然环境下，需要道路桥梁工程整体具备较强的承载力和安全性，因此对道路桥梁工程的设计提出了较高的要求。抗震设计作为工程结构设计的关键内容，其合理应用能够提高道路桥梁结构的强度，使道路桥梁可以有效地抵抗地震带来的破坏力。如果道路桥梁结构的抗震性达不到相关的标准，地震一旦发生就会导致结构坍塌，将造成大量人员的伤亡和严重的经济财产损失。所以，要加强道路桥梁结构抗震设计的合理应用，保证工程的设计水平。

关键词：桥梁；结构；抗震设计

引言

我国地震频发，桥梁结构因地震而时常发生耐久性下降及失稳等问题，人民的生命和财产安全因此遭受了巨大损失。道路桥梁震害不但直接危及人们的生命安全问题，还给灾后救援工作带来了极大的困难与阻碍。因此研究桥梁抗震设计以及设防措施，对于避免桥梁结构震害问题有着重要的研究意义。

1抗震设计的原理

1.1结构控制

在对道路桥梁结构设计过程中，常采用的结构控制技术有混合控制技术、被动控制技术及主动控制技术3种。设计中最常采用的为被动控制技术。这一技术的原理是设计人员通过数值计算实现桥梁结构的最优布置，最大限度地降低地震对桥梁所带来的影响。经实践可知，在抗震设计过程中采用结构控制技术可以提高道路桥梁的抗震性能。

1.2延性设计

针对道路桥梁结构的抗震延性设计，设计人员需要结合道路桥梁结构的具体受力点，选择相应的塑性铰进行合理的安置，加强一些细节的控制，能够保障道路桥梁结构的稳定与安全。实施延性设计的主要目的是在发生地震时，可以有效地控制和降低地震的能量，使道路桥梁整体结构的强度得到全面提升。如果发生了较高级别的地震灾害，通过合理的延性设计还可以避免结构坍塌。然而，在实际地震灾害发生时还是会对道路桥梁结构造成一定的损伤，所以作为设计人员要科学地选择更先进、更适用的隔震设计技术，加强结构的抗震能力。

2道路桥梁抗震设计要点

2.1合理选择桥梁施工场地

在桥梁抗震设计中应注意对施工场地的合理选择，这是保证桥梁抗震效果的前提。通常而言，在选择施工场地时，要尽可能选择较为坚硬的地基，能够为桥梁提供平稳的平台，在遇到地震情况时不会出现严重垮塌，必须尽量保证地基的稳定性。以基岩、碎石和硬黏土等为主的地基类型是较为坚硬的地基，能为桥梁提供稳定的基础，可作为施工场地的首选。如果所设计桥梁的地区位置是软弱地基时，应在允许范围内对地基进行强化加固，重点在于要防止地基受震动因素影响而出现变形，以此确保地基地稳定，进而保证桥梁的抗震性能。

2.2结构构件的强度提升

加强道路桥梁结构和构件的强度在实际应用的过程中是至关重要的。道路桥梁结构如果受到地震的影响将会导致结构出现震动，因此需要结合地基的实际情况了解震动能量的大小，通过减隔震装置使其结构具备较高的强度。在道路桥梁的高度设计时还需要根据地基实际情况，结合抗震能力的相关参数进行分析，了解地震可能带来的地基变形程度，从而在实际应用的过程中，在不断增加道路桥梁结构重量以及高度的基础上，保证道路桥梁工程总体强度得到全面的提升。

2.3墩柱设计控制要点

在道路桥梁的建设中，墩柱结构是重要组成部分。墩柱结构一方面可以对桥梁上部结构起到支撑作用，另一方面也发挥着一定的抗震作用。对墩柱加强设计控制的核心在于对墩柱质量的控制，可以采取以下措施：（1）将墩柱自身的强度与地震时所承受的强度进行比较，从而对墩柱进行设计优化，确保具备足够的承载力；（2）为保证墩柱质量，应重视墩柱配筋，计算配筋面积并合理选择配筋型号，保证配筋所提供的抗弯承载力能满足工程需要，提高墩柱自身的稳定性，在地震中发挥其抗震作用。

2.4合理设置支座

在抗震设计的具体操作过程中，还需关注道路桥梁支座的类型及布置方式。根据道路桥梁所在区域的地震动加速度值，选择具有减震性能的橡胶支座。值得重视的是，在道路桥梁的设计过程中，不要局限于一种类型的固定支座，可以根据结构的不同采用活动支座，并且根据力学知识可以计算得到各支座的受力情况，从而可以使各支座在抗震过程可以充分发挥自身性能。与此同时，根据桥梁结构抗剪能力的大小对箍筋进行科学布置，计算不同箍筋的布置间距，充分考虑好细部构造，从而在满足抗震规范的前提下，最大化地提升道路桥梁结构的抗震性能。

3桥梁抗震优化措施

3.1桥梁上部结构设计优化

桥梁上部结构的形式直接影响着桥梁能否正常通行。对上部结构进行设计时，不仅要考虑其力学性能，还要考虑施工期间的施工工艺和运营后的路面保养。上部结构出现磨损、混凝土裂缝等现象都会影响桥梁的结构特性。为了避免该问题，不仅要提高上部结构的承载力，还要注重施工过程中的施工质量，调整设计方案。

3.2桥梁下部结构抗震设计优化

减隔震体系的主要作用是消散地震的能量。支座连接上部结构和下部结构，可通过支座的变形来消除地震影响，下部结构可采用弹性理论来设计结构。经过调查研究发现，采用不同的理念来设计结构是最为经济合理的，不同地区的结构设计根据当地的地形、地质情况来确定。

3.3加强道路桥梁结构的使用性能

在地震灾害作用力的影响下，道路桥梁结构会出现复杂的内部变化，这样会导致整个内部结构的安全性受到很大的影响。道路桥梁结构的使用性能是指道路桥梁结构或者相关的构件其强度和使用的延伸性，它决定了工程结构设计的效果。同时，作为施工企业要加强对道路桥梁结构延伸性和强度的使用性能控制。一旦发生了地震灾害，地震波会导致道路桥梁结构出现不良的震动，严重的从地基传入道路桥梁结构，这样会给道路桥梁的使用安全带来较大的危害。同时为了加强道路桥梁结构的延伸性和强度，避免在地震灾害下受到的破坏，需要在不改变刚度和重量的基础上，通过对道路桥梁结构总体延伸性能的提升，加强整个道路桥梁的抗震效果。另外，改善桥梁结构的刚度也可以避免地震带来的危害，防止道路桥梁结构出现变形的情况。而道路桥梁结构的延伸性和强度也是决定整个道路桥梁结构使用效果的重要因素。特别是在地震灾害下，道路桥梁结构设计需要反复的研究，提高整个结构的强度。例如：针对道路桥梁单墩结构在设计时，为了加强整个桥墩的结构延伸效果，防止地震灾害再来的破坏力。就需要对桥墩结构进行科学地设置，应用弹性支座，保证整个结构的弹性效果，防止延伸性受到破坏。另外，还可以通过加强道路桥梁结构的截面和配筋率，增强混凝土钢筋结构的使用效果，保证在地震灾害下整个道路桥梁结构更加的安全。

结语

总而言之，伴随着桥梁结构抗震设计水平的不断提高，桥梁结构的质量要求也越来越高，桥梁结构的抗震设计和设防措施也越来越重要，只有保证道路桥梁工程的科学设计和合理施工，才可以提高工程的安全性和稳定性。而在道路桥梁结构抗震设计中需要根据工程的具体施工要求、现场的实际情况对工程结构进行优化，提高结构的抗震能力，有效地避免因地震灾害带来的人员伤亡和财产损失。

参考文献

[1]王银.道路桥梁结构抗震设计重要性修正系数的探讨[J].建材与装饰，2019（13）：24.

[2]张慧.道路桥梁结构抗震设计与设防措施[J].道路道路桥梁，2021（5）：262.

[3]杨泽伟.道路桥梁结构抗震设计要点及抗震措施[J].四川建材，2020（9）：72+79.

[4]寇驰.装配式混凝土框架结构梁柱节点干连接抗震性能研究[D].西安：西安工业大学，2019.