摘要：桥梁作为城市交通重要的基础设施之一，其结构安全、稳定与否对交通的正常运行具有极大的意义和影响，如果发生意外将对社会生产生活产生巨大的不利影响，桥梁不像陆地上面的公路，在发生地震等自然灾害后可以在短时间内得到抢修使其正常的通车运行，桥梁的建设和抢修是需要长时间的，是一项长久的工程。所以，针对桥梁在交通中的重要性，本文主要从桥梁的震害方面和桥梁抗震设计问题方面对我国的桥梁工程进行了分析探讨，以期能够对我国的地震灾害起到重大的防范作用，对人民的生命财产的保障提供基础。
关键词：桥梁工程；桥梁震害；抗震设计
一、前言
近年来，我国地震频发，公路、铁路桥梁等交通工程在地震中遭到了不同程度的破坏，因此如何提高桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分重要。桥梁工程是交通枢纽中的重中之重，强震往往使公路、铁路桥梁遭到严重破坏，不但影响着交通的正常通行，还有可能引发次生灾害，如滑坡、泥石流等等，给交通恢复带来极大的困难。故桥梁抗震设计结合地形、地质条件、构造特点、工程规模及震害经验等因素，确定合理的桥型及墩台、基础形式就显得尤为重要。大量的震害表明，基础震害常使桥梁的修复、加固变得十分困难，甚至无法修复。因此，对于地震区（特别是8度及以上强震地区）的桥梁在场地选择和基础设计时应倍加重视。
二、桥梁震害分析
调查与分析桥梁的震害及其产生的原因是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措施的科学依据。国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明，桥梁震害主要表现为：
2.1上部结构的破坏
桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形不多，一般都是由于桥梁结构的其他部位的毁坏而引起的。
2.2支座连接部位的震害
这中破坏比较常见，由于连接部位的破坏会引起力传递方式的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。这种破坏是抗震设计中最关注的问题之一。
2.3下部结构和基础的震害
在桥梁倒塌的事故中占关键的是下部结构的损坏，同时它也是地震灾害后非常难以抢修的部分，它的维修需要耗费大量的人力和物力，也需要比较长的时间，这常常是施工人员不愿看到的。除了桥梁地基受到毁坏以外，由于反复振动在相对薄弱的截面产生破坏，桥梁的墩台也会受到严重的损伤，由大量的地震灾害后桥梁的损坏情况来看，地震灾害对桥梁的损坏不仅仅是基础部分的伤害，而且对其内部结构也造成了非常大损坏，这些损坏如果不能得到及时恰当的解决，为日后的交通正常运行埋下了巨大的事故隐患。
2.4地震对桥梁的破坏形式
1.桥梁上部结构受水平力作用滑落（汶川百花大桥落梁）；
2.桥墩塑性铰的抗弯、抗剪强度不足，导致桥墩破坏（日本阪神大量墩柱破坏）；
3.桥墩、桩基础钢筋的连接及锚固性能不足，导致桥墩破坏（最为常见）；
4.桥梁支座等连接部位破坏（最为常见）。
三、桥梁总体抗震设计中应注意的问题
3.1选址
桥梁的总体设计是抗震设计的基础，若是总体设计不合理，再好的抗震设计也很难发挥出应有的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在桥梁总体抗震设计中，桥梁选址是最为关键的环节，按照现行的CJJ166-2011中的有关规定，桥位的选择应当在工程地质勘察及专项的水文地质调查的基础上，根据地质构造的活动性、场地的实际地质条件以及边坡稳定性等因素进行综合评价，并按照表1中的内容查明城市桥梁抗震有利、不利和危险地段，以便从中选出最有利于抗震的地段作为建设桥梁的地址。
3.2选型
在总体抗震设计中，桥梁结构的选型也是较为重要环节，具体选型时应当充分结合工程所在地的地质及地形条件、以往震害经验、本次工程规模大小等因素进行综合考虑后，选择最为合理的桥型、墩台和基础型式。在选型的过程中，应当遵循经济性、合理性、技术先进性、易于养护维修等原则，并且还应当考虑采用型钢混凝土结构等减震结构。
3.3提高结构和构件的强度和延性
抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性。在不增加自重，刚度一定的前提下，提高结构的强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性不是成功的抗震设计。
3.4多阶段设计方法
随着对地震产生机理、地震特性以及地震作用下，各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同，促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。
四、桥梁减震设计中的关键性问题
1.通常情况下，不等跨的桥梁结构更容易发生震害，而结构刚度对称则有利于抗震。特别是桥梁墩身高差较大时，较矮的桥墩上会产生出更大的水平地震力，所以在地震烈度较高的地区尽量不要选用这种桥型，一旦采用应在不利的墩上通过抗震支座措施降低墩顶的集成刚度，以此来提高墩身的抗震性。
2.在众多桥梁形式中，斜桥的抗震性相对较低，由于其抗推刚度较大，在地震烈度较高的地区，桥墩的基本周期动力放大系数也会相应增大，这样很容易造成震灾加剧。为此，在地基条件的允许的情况下，墩台的台身应做成T型或是U型，也可以采取埋置式，而位于松软地基上的桥梁则应当采取正交，并适当加大桥梁长度。
3.若是桥梁需要建造在有可能出现地震液化情况的地基上时，应当采用深基础，借此来使桩基与沉井穿透可能发生液化的土层，从而埋入到较为稳定密实的深层土体当中。
4.板式橡胶支座是我国中小跨度桥梁普遍采用的形式，桥梁的梁体直接搁置于支座上，并且没有使用螺栓将支座与梁底、墩顶相连。在汶川地震中，这类支座布置形式的桥梁抗震能力较差，在地震的作用下致使梁底与支座顶面产生相对滑动，进而产生梁体位移，严重的甚至发生了落梁破坏。由于板式橡胶支座的抗滑性难以满足桥梁抗震设计要求，所以应当采用减隔震桥梁设计，或者加设墩梁位移约束装置，以防止桥梁在地震中发生落梁破坏现象。
五、结束语
桥梁震害对桥梁在地震发生后能否交通继续正常运行起着决定型的作用，对桥梁震害及抗震设计问题的分析是具有重大的现实意义，由于我国的桥梁基于以往的建设经验，有一部分并未采用抗震的措施，这一旦发生重大的地震将造成无法预知的后果。因此，我们应该做好对地震灾害的提前预防，在桥梁建设方面，以设计建设抗震性能较好的桥梁来保障震后的交通正常运行。
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论文作者:梁甫吟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/24
标签：桥梁论文; 结构论文; 支座论文; 刚度论文; 延性论文; 桥墩论文; 灾害论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;