摘要：地震历来都是严重危害人类社会的自然灾害。如果震区的交通线遭到破坏，就会给救灾工作造成巨大困难，并且影响灾后的回复工作，加重次生灾害，导致更加巨大的损失。作为交通线中的关键环节，桥梁结构的抗震性能就成为人们特别关心的问题。
关键词：市政桥梁；抗震；设计；震害
1.市政桥梁抗震结构受到地震破坏的主要形式
根据以往地震所获得经验，除因地震失效而引起的破坏之外，桥梁混凝土受到破坏主要有以下四种常见的形式：
1.1落梁破坏。落梁破坏是当梁体的水平位移超过了桥梁梁端的支撑长度时，桥梁与桥墩之间的相对位移逐渐增大从而使支座失效丧失了对桥梁约束能力的一种破坏形式。当支座受到破坏、桥梁的支撑长度不够、梁间因地震而产生碰撞时常常会导致落梁破坏的发生。
1.2支座损伤。地震的惯性力是通过支座从桥梁上部传到下部结构的，支座在结构设计时是有荷载强度的，地震来临时，传递的荷载超过了支座的荷载强度时，支座便会损伤并且破坏。由于支座的损伤地震的惯性力便不会传到下部结构，就可以避免地震荷载传到桥墩从而破坏桥梁，同时支座损伤也会造成桥梁落梁受到破坏。
1.3剪切破坏。当地震发生时，桥梁在地震水平倚戟的作用下，桥梁受到的剪切力超过了自身的剪切强度便会发生剪切破坏。剪切破坏主要有以下四个阶段：
1.3.1当桥梁截面的剪切弯矩超过自身的强度时，截面便会出现裂缝。
1.3.2由于地震时荷载强度越来越高，桥梁柱内会逐渐出现斜方向的剪切裂缝。
1.3.3随着地震的继续发生，箍筋会慢慢开始屈服便会导致剪切裂缝越来越大。
1.3.4最后桥梁便会因地震而发生脆性的剪切破坏。
1.4弯曲破坏。在地震的荷载的作用下，桥梁结构会产生变形，由于过大的变形会导致桥梁混凝土层的脱落、内部混凝土崩裂以及钢筋屈服的现象的发生，从而导致桥梁结构丧失承载能力。弯曲破坏主要也有一下四个阶段：
1.4.1当地震带来的水平弯矩超过桥梁自身的开裂强度时，就会产生裂缝。
1.4.2随着地震的荷载强度的提高，纵筋也会慢慢屈服，裂缝会继续发展。
1.4.3桥梁的变形会越来越大，从而导致了桥梁塑性铰范围增大以及混凝土保护层的脱落。
1.4.4发生弯曲破坏，混凝土的崩裂以及钢筋的屈服。
2.市政桥梁的抗震设计要点
2.1抗震概念设计
地震的发生存在多种偶然的复杂性因素，使得结构计算模型需要的假定结果与实际情况存在较大差异，以致计算机在一定程度上难以预测抗震性能。所以，在桥梁结构抗震设计中，不一定要完全信赖计算，概念设计其实比计算设计更加准确可信。优秀的概念设计使得桥梁结构的抗震性能更加出色。优秀的概念设计需要根据桥梁的功能和结构作出相应的力学分析，设计出独特的防震结构体系。抗震桥梁设计时，应对动力特征进行简单分析和对震力进行预测，找到桥梁结构设计的薄弱部位进行加固；然后对上、下部结构连接部位和过渡孔处连接部位及塑性铰预期部位和桥墩形式的选取、构造设计等进行分析同时作出相应的补救措施，防治桥梁出现坍塌，来保证桥梁结构的经济性、抗震安全性和选择结构体系正确性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后，应根据分析结果对抗震性能的好坏进行综合性评定，根据分析结果再对设计方案进行不断的修改和完善，力求达到最佳。
2.2延性抗震设计
桥梁的抗震设计，要对预期会出现的塑性铰部位进行配筋设计计算，对其进行加固和防护；同时为保证抗震安全性，对桥梁结构进行分析，直到通过抗震能力检测。考虑多数条件，多种墩高和场地及多种地震烈度的情况，在进行桥墩线弹性最大弯矩比和非线性位移延性比参数的变化规律分析是通过大量数据分析统计和计算得到的，根据随机地震反应理论和动力计算，总结出估算解决桥墩位移延性的方法，降低地震所造成的危害。
2.3桥梁减、隔震设计
进行桥梁减震和隔震设计可以较好地提高桥梁抗震能力，并且具有简便、先进、经济等优点。减隔震支座的设计装置使得结构消耗的能量较少同时增大结构的振型周期，降低了地震时的震波频率，良好的自我复位能力结合了结构特点选取适当的建设方案，建立相应的建造参数，合理有效的使得结构地震的反应程度降低，使地震后桥梁上部结构基本能够恢复到原来的位置，最大程度的减少了桥梁建筑损失程度。
2.4场地的选择
在场地选择的过程中，应该选择有利于桥梁抗震的地势基础。其中有利于抗震的地段主要指一些土壤条件好和比较坚实的地段。不利于桥梁抗震的地段主要是指在地震的过程中可能发生陷落的松软地段以及土壤成因、岩石状态和性质都不明显的地段。
3.市政桥梁抗震设计策略
3.1市政桥梁抗震设计总体原则
从抗震角度出发，合理的结构体系应符合下列各项要求。
3.1.1具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。
3.1.2具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变而成为薄弱部位。
3.1.3具备必要的承载力、良好的变形能力和耗能能力。从以上概念出发，理想的桥梁结构体系布置应是：从几何线形上看，桥梁是直的，各墩高度相差不大。因为弯桥或斜桥使地震反应复杂化，而墩高不等则导致桥墩刚度变化 ，使抗侧力桥墩中刚度较大的最先破坏。
从结构布局上看，桥梁尽量保持小跨径，使桥墩承受的轴压水平较低，从而获得更好的延性；弹性支座布置在多个桥墩上，把地震力分散到更多的桥墩；各个桥墩的强度和刚度在各个方向都相同；基础是建造在坚硬的场地上。虽然由于各种限制条件，理想的抗震体系实践中很难达到，但在设计之初，仍应考虑使桥梁结构尽可能地满足上述要求。
3.2节点抗震设计
节点是连接桥墩和盖梁的传力构件，是保证整个结构良好工作的关键部位，属于能力保护构件。因此，对其强度和刚度要求都较高。在桥梁结构中，如果桥墩和盖梁刚度比较接近，则在地震作用下，结构受到侧向赓性力作用，节点核心区箍筋受力很大，容易出现节点刚度退化。一方面会导致节点核心区混凝土剪切破坏；另一方面又会导致桥墩内力重分布，墩底截面弯矩加大，更快达到屈服状态，降低桥梁结构横桥向整体的抗震能力。而在盖梁和桥墩抗弯刚度相差较大时，在地震横桥向作用下，墩底和墩顶部位的塑性铰更容易形成，节点部位相对更加安全，符合能力抗震设计思想。当节点部位出现刚度软化以后，对墩顶截面的约束减弱，从而导致墩顶截面弯矩减小。在桥梁结构中，节点构造形式与房屋框架结构中的节点相差较大，而且桥梁结构在横向地震作用下主要依靠墩柱的延性发生变形，而不是依靠盖梁的延性，因而不能套用房屋框架结构节点抗震设计。但是毫无疑问的是，桥梁节点部位属于能力保护构件，在地震作用下需要保持较高的强度和刚度。
3.3整体优化设计
从结构上来说，要清楚哪些结构有利于抗震，哪些结构抗震不利，其中包括桥型、上部结构、下部结构、墩台、基础的处理等等。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施，比如支座的选择、挡块的设置等等，还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。在确定路线的总体走向和主要控制点时，应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段。对于地震区的桥型选择，尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构物的地震作用和内力，提高稳定性。
结束语
随着我国某些地区地震频繁发生，对于市政桥梁而言，其抗震性能的好坏势必会对人民生命财产造成重大影响。首先必须从设计角度出发，充分考虑震害相关原因，在结构上增加其抗震效果，同时必须因地制宜，采用适合当地标准来进行桥梁设计，相信我国桥梁的抗震性能一定能步入新的台阶。
参考文献
[1]王克梅.桥梁抗震的研究进展[J].工程力学，2007.
[2]王砚田.桥梁震害分析与抗震设计[J].交通标准化，2006.
论文作者:李鹏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：桥梁论文; 结构论文; 桥墩论文; 支座论文; 节点论文; 刚度论文; 延性论文; 《防护工程》2017年第15期论文;