梁韬
（中国市政工程西北设计研究院有限公司天津分院 天津市 300000）
摘要：目前，我国的建筑行业发展得越来越快，而人们对建筑工程的质量也有了越来越高的要求。要想在建筑工程项目的建设过程中科学合理地进行结构抗震设计，必须要将结构设计这一基础工作做好，施工单位必须要重点解决抗震设计方案能否使人们的抗震需要得到充分的满足这一问题。本文对桥梁抗震设计的问题进行了简单的阐述，并且分析了其中比较关键的几个问题，希望能够使我国建筑市政桥梁的抗震水平得以有效提升。
关键词：市政工程；结构设计；桥梁抗震；
抗震结构设计的重要性
如今，世界范围内的地震次数越来越多，很多国家为了使地震灾害降到最低程度，都在不断探索桥梁的抗震设计，不断普及桥梁抗震设计的重要性。当然，在了解桥梁抗震设计的重要性的同时，我们更要清楚的了解桥梁震害的主要原因。只有找到原因，才能找到解决问题的方法。
桥梁作为各个国家的基础建筑设施，由于其投资很大，管理中容易出现责任不清的情况，一旦由于外力发生损毁，将给国家和人民带来极大的经济损失和财产损失，所以要求在桥梁设计的时候就考虑到防震的层面上，因为桥梁的防震性能可以很好地减少在地震中的损失。
二、地震对桥梁的危害
2.1桥台的震害
桥台是桥梁两侧岸边的支撑部分，一般是在岸边的原域填土上，用钢筋混凝土修建三角形或矩形的支台。因为桥台的路基高且三面临空，振动大，桥台和下面土的刚度不同，又相互作用，土体本身在地震中会产生液化、震陷破坏。
2.2桥墩震害
桥墩是支撑桥身的主要构件，其震害主要包括桥墩的断裂、剪断和裂缝，其次还有桩柱因埋入深度不够等原因遭受破坏。
2.3落梁震害
落梁是桥梁最严重的震害现象。地震时梁与桩柱发生位移，两岸桥台往河心滑移，引起岸坡滑移破坏。对于钢筋混凝土梁式桥，地震时该桥活动支座上的梁均从支座上脱落，固定支座钢板焊接缝均被破坏，桥墩压碎。 不良基础导致桥
2.4梁破坏
地震中大部分桥梁倒塌都是由于地基失效和砂土液化造成的，砂土液化通常指饱和粉细砂，在地震作用下失去抗剪能力，变为流动状态。地基失去承载力，使得位于上部土层的桥墩倾斜、滑移。
2.5支座破坏
支座在桥梁结构中是一个非常重要的部分。桥梁的桥身并不是直接架放在桥墩上，必须安装防落梁支座，用来防止地震时位移过大而造成落梁。支座破坏是桥梁上部结构中最常见的一种破坏现象，相邻梁互相碰撞或梁的纵、横向位移，大多数都是以支座破坏为前导，强震时支座受到很大剪力和变形，这是桥梁上部就会脱离支座，产生落梁现象。
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三、桥梁抗震设计存在的问题
3.1桥梁地基抗震设计问题
如果桥梁地基土受到地震的影响，那么不仅会加大地震的位移，也会放大桥梁结构的振动反应，从而造成落桥。有些桥梁在建设过程中会采用排架桩基础，这会造成桩基的承载力降低，进而导致桥梁横向或者竖向移动。除此之外，如果在建设桥梁时没有修建稳定的地基，地震时便会因部分地基液化失效而引起结构物的整体倾斜，从而造成落桥。
3.2 桥梁结构抗震设计问题
现在的桥梁一般都是梁式的，这种形式的桥梁通过地震产生位移之后，便会形成桥梁上部活动节点地方因盖梁宽度设置不当而造成落梁或者梁体相互磁撞引起的破坏。对于拱式结构的桥梁，如果没有进行抗震设计，那么主要破坏的是拱上建筑和腹拱。位于拱顶和拱脚部分的拱圈会产生裂缝，也可能是整个拱隆起变形。
3.3 桥梁支座抗震设计问题
在地震力的作用下，如果桥梁支座没有进行抗震设计，必然会导致桥梁构造上连接的不足。或者在进行桥梁支座施工时，没有按照实际情况配置合理的支座型式、没有采用质量合格的建筑材料，也会导致桥梁支座发生过大的位移和变形，甚至会造成支座的螺栓拔出、剪短等各种形式的破坏。
三、桥梁结构抗震设计的原则
在进行桥梁结构抗震设计时，应该遵守七个原则。第一是桥梁结构的抗震设计应该和桥梁施工区域的地质地形、地震灾害情况等各种情况结合在一起，从而选择出最合理的桥型方案；第二是为了增强桥梁的抗震性能，在同一个桥梁设计中应该适量的减轻桥梁上部的重量，从而进一步增强桥梁的抗震性能；第三在进行桥梁结构设计时，应该尽量的使桥梁形体简单，质量均匀、有利于施工作业等，同时还应该尽可能的避免结构截面突变等情况；第四在桥梁结构的抗震设计中，应该采取能够增强桥梁整体性的连接模式，并在各个连接点应该采用相应的减震措施和减震装置，从而提高桥梁在地震发生时的稳定性；第五设计出来的桥梁应该满足经济合理、便于修复等多方面的要求；第六是对于桥梁的抗震，应该在减震和隔震支座方面进行集中探究，同时还应该增强对钢筋混凝土桥墩的计算与分析，从而增强钢筋混凝土桥墩的可靠性；第七是对于一些高墩和大跨的桥梁结构抗震设计，应该进行专门的抗震设计专题探讨。
四、桥梁工程抗震设计要点
4.1 避开不良地质
首先要做好桥址选择和调查工作，除了解区域性的地震烈度外，还应考虑局部地区地形、地貌、地质条件对桥梁震害的影响，以便为采取抗震措施提供依据。在发震、断裂地段及其邻近地段，以及可能发生大规模滑坡、崩塌等不良地质地段，建桥选址时应尽量避开。
软弱粘土层、可液化土层和地层严重不均一地段，地形陡峭、孤突、岩土松散、破碎的地段，地震时可能塌陷的暗河、溶洞等地段，也应尽可能避开。
4.2桥梁结构本身的减振技术
4.2.1在地震区建桥，桥的构造上应选择形状简单、自重轻、重心低、结构紧凑、整体性好、刚度均匀、抗扭刚度大、各部联结可靠的形式，并加强桥梁上部结构和下部结构的联结部位，以防落梁。地震区桥梁以按等跨布置为好，桥墩应避免承受侧向土压力。桥台宜用T型或U型。墩台设置宜在比较稳定的河床上，墩台基础埋置要加深些，以减少地面波的影响及自由振动的振幅，有利抗震。
4.2.2隔震就是隔离地震对结构的作用，其基本思想是，将整个结构物或其局部座落在隔震支座上，通过隔震层装置的有效工作，消弱上部结构与基础间的联系，牵制和减少地震波向上部结构的输入，并控制上部结构地震作用效应和隔震部位的变形，改变结构系统的动力特性，避免共振现象的发生，从而减小结构的地震响应，提高桥梁的抗震安全性。
4.3 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。
4.4体系的整体性和规则性
桥梁的整体结构要协调，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性结构可有效防止构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。不管是在平面还是在立面上，结构的设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称，避免结构断面的突变。
4.5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。
五、结束语
在市政建筑结构防震设计上我们还有很长的一段路要走，虽然我们已经迈出了我们坚实的脚步，但我们也要看到我们和发达国家还是存在着差距的，但我们应该正视这种差距，拿出切实可行的办法，找到突破口，多学习，多观察，相信未来我国在桥梁防震设计上一定会赶上发达国家，继而超越他们。
参考文献：
[1]万昱麟.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法[J].中华民居（下旬刊），2014，02（11）：83-84.
[2]徐旭东.公路桥梁设计与抗震措施的探讨[J].科技信息.2010.20.
论文作者:梁韬
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/27
标签：桥梁论文; 结构论文; 支座论文; 桥墩论文; 刚度论文; 桥台论文; 延性论文; 《基层建设》2016年3期论文;