趙李強(qiáng)　王亮　黨強(qiáng)

摘要：隨著曲線梁橋的發(fā)展，曲線梁橋抗震研究也成為了近年來的研究熱點(diǎn)。本文介紹了曲線梁橋抗震措施及其應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：曲線梁橋；橋梁；抗震；

引言

由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，曲線梁橋與直線梁橋在受力方面存在很大的區(qū)別，“彎扭耦合”現(xiàn)象在曲線橋中占重要的地位，而且，曲率越大，耦合現(xiàn)象越突出，靜力如此，動力亦是如此。特別是在地震動作用下，這種彎扭耦合效應(yīng)被放大，使曲線橋梁在地震作用下的破壞更為嚴(yán)重。因此，做好曲線梁橋抗震設(shè)計(jì)十分重要。

1橋梁抗震性能主要指標(biāo)

曲線梁橋的幾何形狀也會影響其地震響應(yīng)。如在橫向地震動的作用下，因曲率影響而在橋墩內(nèi)產(chǎn)生軸向力，這種軸向力將會增加橋墩的側(cè)向抗力，即曲線梁橋橋墩的橫向彎矩比直線梁橋橋墩的橫向彎矩小，但是曲線梁橋主梁的扭矩比直線梁橋的扭矩大，這必須依靠主梁的抗扭剛度來抵抗這些扭矩，而過大的主梁轉(zhuǎn)動將會導(dǎo)致支座的脫空，這有可能引起橋墩的頂部產(chǎn)生與底部符號相反的彎矩，使得橋墩的設(shè)計(jì)趨于復(fù)雜化。而曲線梁橋的縱向位移較直線梁橋的縱向位移大，這可能引起伸縮縫或支座的剪切變形產(chǎn)生問題。

1.1上部結(jié)構(gòu)的承重能力

在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)一般橋梁上部結(jié)構(gòu)的承重能力都會很大，不會因?yàn)槌囟鴮?dǎo)致橋梁的橋體坍塌，但是如果橋梁在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮好橋體與橋墩之間的支撐連接，導(dǎo)致橋墩無法發(fā)揮支撐橋體的作用而使橋體滑落的后果。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)橋體滑落的方向（順勢滑落、橫向滑落、旋轉(zhuǎn)滑落）等判斷橋上部結(jié)構(gòu)發(fā)生滑落時(shí)對橋墩造成的損害程度。

1.2橋墩與橋體之間的連接

橋體與橋墩之間需要很好的材料進(jìn)行連接才能保證橋墩發(fā)揮支撐能力，橋體與橋墩之間通常選擇橋梁支座、伸縮縫和剪刀鍵來連接，這些連接部件在發(fā)生地震時(shí)最容易遭到破壞，因此在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)一定要選擇合適的材料和部件進(jìn)行連接。

1.3墩臺的質(zhì)量墩柱

作為支撐橋體的重要構(gòu)件，在發(fā)生地震等重大災(zāi)難時(shí)容易因?yàn)轫g性不夠而斷裂，或者因?yàn)閮?nèi)部的鋼筋或者箍筋不夠，導(dǎo)致箍筋彎曲、橋墩斷裂。因此，在進(jìn)行抗震性分析時(shí)要考慮墩臺的質(zhì)量是否能夠支撐橋體或者在重大地震災(zāi)害面前仍然能夠支撐。同時(shí)由于地震導(dǎo)致地質(zhì)疏松或者下沉，墩臺的樁基不夠踏實(shí)也容易導(dǎo)致橋梁坍塌，因?yàn)闃虻臉痘谧钕露?，在遭到破壞后也不容易修?fù)，因此在建設(shè)時(shí)要根據(jù)橋的強(qiáng)度和剛度，建在踏實(shí)的樁基上。

2曲線梁橋抗震措施及其應(yīng)用

2.1場地選擇

進(jìn)行橋梁建設(shè)前，要選擇對抗震有利的地理位置。比如區(qū)域土壤條件較好、堅(jiān)實(shí)的地段等。對橋梁抗震不利的地段主要指的是發(fā)生地震過程中容易出現(xiàn)陷落的比較松軟的地段和土壤的成因、巖石的狀態(tài)以及性質(zhì)都非常不明顯的地段。若由于特殊原因必須在該種路段進(jìn)行建設(shè)，則要對該路段采取措施進(jìn)行抗震能力的加強(qiáng)。若在地震中容易出現(xiàn)滑移以及地面容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的地段，可通過穩(wěn)定地基的方式進(jìn)行措施實(shí)施。在良好地基基礎(chǔ)建立的前提下，橋梁的建設(shè)質(zhì)量才會得到保障。

2.2橋梁體系設(shè)計(jì)與規(guī)則

在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)要保證橋梁部件之間的協(xié)調(diào)性，上面的部件要盡可能連續(xù)。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得好不僅能夠防止在地震時(shí)部件散落還能保證橋梁的安全性能。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不管是在平面上還是在立體上都要保證各個(gè)方面的協(xié)調(diào)勻稱，避免突然地發(fā)生變化。由于地震引起的橋梁構(gòu)件變動，抗震設(shè)計(jì)要使地基傳入的能量是最小的，并且橋梁結(jié)構(gòu)有著適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與延性，用來防止破壞。有效的抗震途徑就是提升總體的強(qiáng)度與提升總體的延性。剛度能夠便于控制結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，強(qiáng)度對于結(jié)構(gòu)抗震具有重要作用。由于地震的周期性與反復(fù)性，會使得強(qiáng)度與剛度發(fā)生變化，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要注意剛度與強(qiáng)度才能更好地設(shè)計(jì)橋梁。

2.3延展性與位移設(shè)計(jì)

當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)中最重視的就是橋梁的承載力與抗震性能，在橋梁的設(shè)計(jì)中，提升橋梁的承載力與抗震性能可以有效的延長橋梁的使用壽命。此外，橋梁設(shè)計(jì)中還需重視橋梁的強(qiáng)度，在一般情況下，增加橋梁的強(qiáng)度可以有效的提升橋梁的抗震性能。然而，橋梁在使用的過程中，可能產(chǎn)生一定的位移，這時(shí)橋梁的強(qiáng)度就無法保證橋梁抗震性能，這就需要在橋梁的設(shè)計(jì)過程中，重視橋梁的位移設(shè)計(jì)以及橋梁的延展性設(shè)計(jì)。在橋梁加固技術(shù)后續(xù)的發(fā)展中，將會更加注重對橋梁延展性以及位移性的設(shè)計(jì)，在橋梁的設(shè)計(jì)中甚至可以直接使用位移的參數(shù)對橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.4橋梁的減震與耗能設(shè)計(jì)

在橋梁設(shè)計(jì)中，需要重視橋梁施工材料的用量控制，這在一定程度上可以節(jié)省橋梁建造的成本，提升橋梁的經(jīng)濟(jì)效益。除了對成本控制越來越精細(xì)之外，對橋梁減震的設(shè)計(jì)也非常重要，在后續(xù)的橋梁抗震加固技術(shù)的發(fā)展中，減震技術(shù)的發(fā)展將成為抗震加固技術(shù)發(fā)展的趨勢。橋梁的減震功能在未來的發(fā)展中，就會朝著高阻尼、低性能的方向發(fā)展。因此，在當(dāng)前的橋梁設(shè)計(jì)中，在提升成本控制的同時(shí)，也需要提高橋梁的減震性能。

2.5橋梁抗震構(gòu)造細(xì)節(jié)

我國橋梁的數(shù)量非常多，在我國橋梁的發(fā)展中，產(chǎn)生了非常多橋梁抗震設(shè)計(jì)，而大多數(shù)橋梁的抗震加固設(shè)計(jì)技術(shù)并沒有注重橋梁抗震的精度。在西方國家的橋梁抗震加固技術(shù)中，已經(jīng)對橋梁抗震加固設(shè)計(jì)構(gòu)造細(xì)節(jié)做出了相應(yīng)的要求。例如：襯砌工作在橋梁施工中屬于基礎(chǔ)性施工，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對襯砌工作的細(xì)節(jié)做詳細(xì)的介紹，對襯砌的結(jié)構(gòu)性問題以及防腐問題要及時(shí)的解決，在保證襯砌穩(wěn)定性的同時(shí)，也在一定程度上保證了橋梁的穩(wěn)定性。在橋梁抗震加固技術(shù)后續(xù)的發(fā)展中，將越來越重視對橋梁構(gòu)造細(xì)節(jié)問題的解決。

2.6橋梁結(jié)構(gòu)跨度設(shè)計(jì)

合理地進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)跨度設(shè)計(jì)是提升橋梁抗震能力的主要方法，特別是對于容易發(fā)生地震和山體滑坡的地區(qū)，因?yàn)槿绻麡蛄涸诮ㄔO(shè)時(shí)結(jié)構(gòu)跨度不均勻，在地震時(shí)，橋梁所受的外界壓力不相同就會更加容易斷裂。并且橋梁結(jié)構(gòu)跨度越小，橋梁的抗震能力越強(qiáng)，可以在地震頻繁區(qū)選擇跨度斷的橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁跨度不同的話或者橋墩所能承受的壓力不同的話，橋梁承受壓力不同抗震能力下降，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)候可能不能滿足結(jié)構(gòu)跨度均勻，這時(shí)就要通過調(diào)整橋墩與橋體支座的形狀和結(jié)構(gòu)，并且改變橋墩內(nèi)部的鋼筋的數(shù)目，來控制橋墩的剛度和韌性以保證橋體結(jié)構(gòu)跨度與橋墩強(qiáng)度的協(xié)調(diào)一致。

2.7橋墩的設(shè)計(jì)

由于橋墩是決定橋梁抗震性能的關(guān)鍵因素，要想提高橋梁的抗震性能，就需要對橋墩進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)，包括橋墩材料的選擇、體積和形狀的設(shè)計(jì)，以及橋墩的位移的選擇。因?yàn)闃蛄旱淖罡咛幱跇蚨罩g容易發(fā)生位移的變化，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要選擇整體巖盤，盡可能地降低共振對橋梁產(chǎn)生的壓力，并且在較大的慣性下，橋梁仍然能夠不發(fā)生位移的穩(wěn)定程度。同時(shí)對于橋墩的鋼筋的選擇時(shí)，首先要保證鋼筋的數(shù)量，要在縱向和橫向都加入鋼筋以提高橋墩的延性。其次要保證鋼筋的材料的韌性，在選擇鋼筋的形狀時(shí)盡可能地選擇螺旋形的鋼筋，這樣的鋼筋與橋墩混凝土的結(jié)合能力強(qiáng)，不容易發(fā)生橋墩與鋼筋脫落的現(xiàn)象。

結(jié)束語

橋梁不僅是國家經(jīng)濟(jì)活動中輸送人員、物資的大動脈，又是震災(zāi)救援和震災(zāi)恢復(fù)中的咽喉，對于作為生命線工程的橋梁在遭遇地震時(shí)能保持或基本保持使用功能極為重要。我國橋梁抗震技術(shù)發(fā)展速度很快，但是抗震技術(shù)仍然有待提高。曲線梁橋設(shè)計(jì)的技術(shù)性高，并且對抗震性能的要求也很高。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)，綜合橋梁建設(shè)的材料和力學(xué)結(jié)構(gòu)對曲線梁橋進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)。