王義博

（身份證號(hào)：4127261988****8416）

歷史上的大地震給人們帶來了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，促使人們研究和認(rèn)識(shí)這一特殊的自然災(zāi)害，探索減少地震破壞的對(duì)策和方法。直到20世紀(jì)60年代，世界范圍內(nèi)的地震工程研究和結(jié)構(gòu)地震理論研究取得了很大的進(jìn)展。然而，1971年圣費(fèi)爾南多地震(M6.6)；1989年美國(guó)洛馬普雷塔地震(M7.0)；1994年的北嶺地震(M6.7)和1995年的神戶地震(M7.2)屬于中度地震，但對(duì)橋梁的破壞非常嚴(yán)重。這就迫使世界各國(guó)的工程技術(shù)人員對(duì)橋梁的抗震破壞進(jìn)行分析，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和抗震設(shè)計(jì)原則提出新的看法。

一、橋梁的震害及特征

對(duì)國(guó)內(nèi)外震害的調(diào)查表明,在過去的地震中,有許多橋梁遭受了不同程度的破壞,其主要震害有以下幾點(diǎn)：

（一） 橋臺(tái)震害。橋臺(tái)的震害主要表現(xiàn)為橋臺(tái)與路基一起向河心滑移,導(dǎo)致樁柱式橋臺(tái)的樁柱傾斜、折斷和開裂。重力式橋臺(tái)胸墻開裂,臺(tái)體移動(dòng)、下沉和轉(zhuǎn)動(dòng)。

（二）橋墩震害。橋墩震害主要表現(xiàn)為橋墩沉降、傾斜、移位,墩身開裂、剪斷,受壓緣混凝土崩潰,鋼筋裸露屈曲,橋墩與基礎(chǔ)連接處開裂、折斷等。

（三） 支座震害。造成如支座錨固螺栓拔出、剪斷、活動(dòng)支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞等,并由此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力傳遞形式的變化,進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的其它部位產(chǎn)生不利的影響。

（四）梁的震害。橋梁最嚴(yán)重的震害現(xiàn)象是主梁墜落。落梁主要是由于橋臺(tái)、橋墩傾斜或倒塌,支座破壞,梁體碰撞,相鄰橋墩間發(fā)生過大相對(duì)位移等引起的。

（五） 地基與基礎(chǔ)震害。地基與基礎(chǔ)的嚴(yán)重破壞是導(dǎo)致橋梁倒塌,并在震后難以修復(fù)使用的重要原因。地基破壞主要是指因砂土液化,不均勻沉降及穩(wěn)定性不夠等因數(shù)導(dǎo)致的地層水平滑移、下沉、斷裂。

二、公路橋梁抗震的設(shè)計(jì)原則

（一）公路橋梁的選址

應(yīng)做好地質(zhì)分析，準(zhǔn)確判斷建橋位置的地震危險(xiǎn)性，并參考分析結(jié)果選擇比較安全的工程地點(diǎn)。應(yīng)盡可能選擇堅(jiān)硬場(chǎng)地，避免地震帶來的地基液化失效等問題。

（二） 橋梁的整體性和規(guī)則性

橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能連續(xù)，以防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)被震散掉落，使結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮其空間作用。無論是在平面還是在立面上，結(jié)構(gòu)的布置都應(yīng)使其幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、規(guī)整，避免突然變化。

（三） 結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的強(qiáng)度和延性

地震對(duì)橋梁的破壞是由橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)引起的。然而，由于地震動(dòng)引起結(jié)構(gòu)和構(gòu)件周期性、反復(fù)變形，結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度逐漸降低，提高結(jié)構(gòu)延性也是影響橋梁抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

三、抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的要點(diǎn)分析

（一）上部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

應(yīng)根據(jù)跨徑大小，采用相應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)和截面型式，跨徑較大時(shí)，宜采用箱型截面，因?yàn)樵撔问骄哂休^大的抗扭剛度和抗震性能。實(shí)踐證明，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體性，限制其位移，是提高橋梁上部結(jié)構(gòu)抗震能力的有效措施。對(duì)于梁橋，用連續(xù)梁替代簡(jiǎn)支梁可減少伸縮縫，從而減少因橋跨分離產(chǎn)生位移導(dǎo)致的落梁事故；當(dāng)采用多跨簡(jiǎn)支梁時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)梁間的縱、橫向聯(lián)系，將橋面做成連續(xù)，或采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的構(gòu)造措施。采用真空壓漿方法，保證預(yù)應(yīng)力管道水泥漿飽滿對(duì)提高預(yù)應(yīng)力橋梁的強(qiáng)度和剛度很有幫助。

（二）熱下部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

宜采用U形或T形橋臺(tái)形式，并將橋臺(tái)布置在地基相對(duì)穩(wěn)定的位置。由于重力式橋臺(tái)抗震性能較柱式橋臺(tái)和帶耳墻的埋置式橋臺(tái)好，且施工方便，造價(jià)低廉，故在條件允許情況下，應(yīng)優(yōu)先選用。鋼筋混凝土橋墩的延性比石砌或混凝土預(yù)制塊砌筑的橋墩好，空心截面橋墩的延性優(yōu)于實(shí)心截面的橋墩，因此應(yīng)考慮在實(shí)際應(yīng)用中選擇空心截面的鋼混結(jié)構(gòu)橋墩，并根據(jù)橋墩的高度選擇合理的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的聯(lián)接形式，如高墩橋梁宜采用有選擇性的剛性連接，矮墩橋梁則應(yīng)采用支座連接方式。

（三）連接件的抗震設(shè)計(jì)

支座、伸縮縫等節(jié)點(diǎn)是橋梁整體抗震性能中的薄弱環(huán)節(jié)，梁的位移發(fā)生在伸縮縫中，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少伸縮縫的數(shù)量。選擇伸縮縫時(shí)，其變形能力應(yīng)滿足地震引起的預(yù)期位移，伸縮縫支承面應(yīng)具有足夠的寬度。同時(shí)設(shè)置限位裝置和剪切粘結(jié)橡膠軸承，使其具有一定的耗能效果。通常在梁的底部焊接鋼板，或者增加縱向和橫向的塊體來限制支座的位移和滑動(dòng)。鉛橡膠支座集水平柔度、阻尼能力、彈性回彈能力、豎向承載力于一體，既能滿足正常使用功能，又能延長(zhǎng)地震時(shí)的自然振動(dòng)周期，增加阻尼耗散能量，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷。

（四）抗震裝置的設(shè)計(jì)

目前在橋梁抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用較為普遍的方法是彈性反應(yīng)譜抗震法，這種設(shè)計(jì)具有計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單并與現(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算方法接近的優(yōu)點(diǎn)。但應(yīng)注意的是，由于抗震裝置的等效剛度和等效阻尼的計(jì)算與抗震裝置在地震中的最大變形程度有關(guān)，抗震裝置的變形又與整個(gè)橋梁的地震響應(yīng)程度有關(guān)，因此其設(shè)計(jì)過程應(yīng)是在不斷完善和變化的。具體計(jì)算中，需要設(shè)計(jì)師對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的程度有較好的預(yù)估能力，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步制定設(shè)計(jì)方案，并采用一系列時(shí)程來分析和驗(yàn)證其設(shè)計(jì)合理性。

四、結(jié)束語

常規(guī)梁橋的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)首先滿足上部結(jié)構(gòu)在地震作用下橫向位移的要求，采用合理的支撐長(zhǎng)度和抗倒塌梁結(jié)構(gòu)措施，設(shè)置極限裝置。其次，應(yīng)注意支架的類型和合理布置。三是注意墩的延性結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。隨著公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則的頒布和推廣，橋梁抗震設(shè)計(jì)必將進(jìn)入一個(gè)新的階段。最后，希望有關(guān)部門對(duì)現(xiàn)有老橋抗震能力不足的問題給予更多的關(guān)注。