摘要:我国幅员辽阔,而且很多地区的地质结构比较复杂,发生地震的概率比较高。据统计,最近100年我国共发生了15起7级以上的地震,覆盖面积超过了我国国土的40%。桥梁工程是我国重要的基础设施,在缓解交通压力和促进地方经济发展上有着非常积极的作用,但桥梁结构在地震灾害的影响下会饱受极大破坏,而且无法进行修复,因此在桥梁施工过程中应用抗震设计,减轻桥梁在地震灾害中受到的损害是非常必要的。基于此,本文对桥梁的抗震设计方法展开了分析。
关键词:桥梁;抗震设计;方法
引言:
在桥梁工程中应用抗震设计不只是为了对桥梁提供保护,同时也便于对灾区进行救援。这是因为不仅桥梁结构本身会在地震灾害下遭受到极大破坏,而且周围的环境和地质结构也会发生变化,地震过后的救援和重建工作会受到极大影响。因此必须重视桥梁的抗震设计,尤其是一些发生地震概率比较大的地区,一定要对桥梁抗震设计进行深入分析,并进行有效应用。
一、桥梁在地震灾害中的易损位置
(一)地基和基础
地基和基础是桥梁工程非常关键的部分,发生地震灾害时,地质构造会产生变化,桥梁基础处的稳定性会受到严重削弱,进而出现下沉和断裂等问题,将对桥梁结构造成严重破坏。
(二)桥台
桥台施工过程中,如果后填土和桥台间的固结不充分,那么就会在地震破坏力的影响下,在纵向出现超出后填土承受能力的荷载,同时被动土会向桥台施加特别大的压力[1]。因此会在桥梁的纵向出现一股特别大的力,导致桥梁以桥台支撑处为中心发生旋转,进而破坏桥梁结构,使桥梁结构出现错位或者损毁。另外除了旋转以外,桥台还会在地震灾害的影响下直接向下沉陷,从而损毁桥面和桥梁结构。
(三)墩柱
在设计桥梁工程时,要对桥梁抗震进行充分考虑,对墩柱的弯曲延性、抗弯性、剪切强度、弯曲强度进行强化,否则受地震灾害影响极易而发生倒塌。
(四)支座
地震灾害会对桥梁产生特别大的外部作用力,导致桥梁结构发生上下位移,进而破坏支座,并改变整体的荷载分布。
(五)连接点
桥梁有着比较多的连接点,连接点处通常都交叉设置了大量钢筋,以此提升连接点的承载能力,但同时也增加了连接点的荷载。地震灾害所产生的力会导致连接点处的荷载突然增大,进而对连接点造成破坏。
二、桥梁的抗震设计方法
力在地震发生时的传导规律以及地质构造变化规律当前已经得到了充分认识,在桥梁施工的过程中以此为基础对多种抗震设计方法进行了应用,具体有以下几点。
(一)减震结构的创新
在抗剪切承载性以及延性等方面,型钢混凝土结构有着比普通钢筋混凝土结构更优秀的表现力,而且型钢混凝土结构有着更加饱满的滞回曲线,因此其地震抗性也更高,地震不会使其出现过大的变形,桥梁结构可因此得到有效保护。
(二)延性减震的应用
在桥梁工程施工的抗震设计当中,延性减震的应用较为广泛。延性减震指的就是对桥梁中某些易受地震损害的部位进延性增强,这样这些部位在地震灾害下的延性塑性将更加稳定,桥梁整体的稳定性可因此得到提升。
(三)设置防震支座
在桥梁梁体和桥墩、桥台等部位的连接处对防震支座进行设计,可令桥梁的柔性和阻尼得到增强,这样地震就不会使桥梁出现过大反应,同时桥梁的水平抗震性也可得到提升[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外也可对防震支座和阻尼器进行结合应用,这样地震的作用力就会使桥墩出现弹性塑形,以达到减震的目的。
三、桥梁的抗震设计的加强
(一)抗震设计标准的应用
桥梁抗震标准是桥梁施工过程中抗震设计的应用基础,在传统的桥梁抗震设计中,相关人员对桥梁的抗震能力做了分类,并针对不同类别制定了不同的抗震方案。总体来讲,传统的抗震设计就是对桥梁进行加固,从而使其在发生地震灾害时不被破坏,当前大多数桥梁工程在进行抗震设计时,依然在沿用传统的抗震手段。传统的桥梁抗震设计以地震级别为基础,对桥梁工程中各个部分的抗震设计目标具有指导作用,但还需要针对不同部位的抗震目标进行单独设计,这样才能令整体的抗震水平得到优化,从而令桥梁的抗震能力得到进一步加强。
由此可知,我国当前大部分的桥梁抗震设计还存在问题,但以我国当前的抗震设计水平来看,要想迅速解决这些问题还存在一定难度。因此在实际的桥抗震设计中,要有相关研究成果以及地震受损桥梁的数据为基础,不断提升抗震设计水平,从而保证桥梁抗震能力的提升。国外早已对桥梁抗震设计的重要性有了足够重视,并建立了完善的法律法规,但我国在这方面还比较欠缺,国家一定要对此提高重视,并对相关规定进行完善,从而为抗震设计的应用提供保障。
(二)合理设计延性和位移
提升强度是我国在桥梁抗震设计中经常使用的方式,这种方式会削弱桥梁的延性以及抗位移能力,但随着强度的提升这两项能力的缺失得到了补充[3]。近年在桥梁抗震设计中越来越重视抗位移能力的加强,并将其应用在了实际的设计当中,提升了桥梁抗震设计的水平。
(三)敲床和桥板
桥床和桥板的连续性需要进行加强,同时为了保证主梁在地震发生时不发生塌落,需要提升桥床和桥板的宽度。另外也需要对盖梁和支柱的宽度进行适当提升,同时设计位移防护。如果支座没有进行固定,抗震设计的增强可通过设置角钢和挡块的方式来完成。
(四)控制结构跨度
在地震高发区进行桥梁建设,要在桥面的连续性进行增强。同时务必要保证桥梁跨度的均匀性,否则会降低桥墩刚性,使地震容易对桥梁造成损害。可通过调节墩顶支撑力的方式对桥墩刚性进行调整,从而进一步提升刚性。另外要对跨度的大小进行合理控制,如果跨度过大,桥墩就会承受更大的轴力,如果跨度过小又会降低桥墩刚性,在实际的设计当中对此要充分重视。
(五)消能装置的应用
吸收地震冲击波、减震设计、散能装置等都是在地震多发区的桥梁施工中应考虑的内容,在实际的设计当中,要通过对相应消能装置的灵活运用来加强设计。
(六)设置桥梁墩台
桥梁拱脚受水平位移的影响比较明显,同时拱脚两侧的支撑易出现非同步振动,进而使伪静立反应增强。因此在进行防震设计时,应在同一场所设置拱脚和桥梁墩台,从而使其各处在地震状态下保持同步振动。
(七)墩柱设计的加强
为了对墩柱进行有效限制,应使用螺旋筋对珍珠的箍筋进行设计,同时为了进一步强化连接点的延性,墩柱和基础连接处的钢盘以承台锚固要保持均等距离,同时也要注意弯矩抵抗和剪切力在桥墩基础位置的表现。
结束语:
综上所述,桥梁抗震设计对地震多发区的效能建设是非常重要的,相关单位和人员要积极学习成功桥梁抗震设计经验,同时结合地震损毁桥梁的数据开展桥梁抗震设计。这样才能为桥梁抗震能力的提升提供保障,并且为地震灾区的救援和重建工作提供交通支持。
参考文献
[1]翟晓春.公路桥梁抗震设计方法及实例分析[J].山西交通科技,2017,19(02):59-62.
[2]胡志伟.桥梁抗震设计理论分析方法探讨[J].安徽建筑,2015,22(04):153-154.
[3]吴文朋,李立峰,邵旭东,孙君翠.桥梁抗震设计实用建模方法比较分析[J].湖南大学学报(自然科学版),2013,40(09):19-24.
论文作者:梁冠锋
论文发表刊物:《知识-力量》2019年10月41期
论文发表时间:2019/9/11
标签:桥梁论文; 延性论文; 桥台论文; 灾害论文; 接点论文; 桥墩论文; 支座论文; 《知识-力量》2019年10月41期论文;