摘要：桥梁工程结构抗震设计与桥梁整体稳定性、安全性有着直接联系，科学合理的桥梁工程结构抗震设计，是提高桥梁使用寿命与性能的关键。随着经济社会的不断发展，桥梁工程数量也在不断增加，因此进一步优化和研究桥梁结构抗震设计是非常必要的。本文以桥梁工程结构抗震设计为内容，进行几方面讨论。
关键词：公路桥梁；结构；抗震；设计
引言
桥梁设计中抗震设计是非常重要的一部分，科学的抗震设计可以提高桥梁结构的安全性与强度，避免地震对桥梁结构造成损坏，从而减少人员伤亡与经济损失。在桥梁工程结构抗震设计的过程中，要结合地质条件、桥梁设计要求等，因地制宜的进行设计，如此才能够确保桥梁工程结构抗震设计的有效性。
1 地震对桥梁的破坏性
地震对桥梁的破坏主要是由地表破坏和桥梁受震破坏引起的。其中地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象。地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。在陡峻山区或砂性土和软黏土河岸处，强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落，可使桥梁遭到破坏。
在浅层的饱和或疏松砂土处，地震作用易引起砂土液化，致使桥梁突然下沉或不均匀沉降，甚至使桥梁倾倒。在坡边土岸或古河道处，地震则往往引起岸城滑移、开裂和崩坍等现象，造成桥梁破坏。桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏和破坏，甚至使桥梁倒塌。
此外，有些桥梁虽然在强度上能够承受地震的振动力，但由于桥梁上部、下部结构联结不牢、整体性差，往往会造成桥梁上部和下部结构间产生过大的相对位移，从而导致桥梁破坏。
基于此，在桥梁工程设计中抗震设计就成为了核心环节，桥梁结构抗震的重点是使修建的桥梁结构对可能发生的地震有足够的安全储备，能够完全抵抗地震对桥梁结构造成的破坏，或者减轻震害而且便于震后修复。桥梁结构抗震设计的研究内容包括桥梁震害宏观调查，桥梁结构的抗震设计和抗震措施。
2 桥梁工程结构抗震设计内容
结合上述地震对桥梁的破坏性，下面对桥梁工程结构抗震设计进行相关分析：
2.1 工程概况
该桥梁工程位于地震多发地带，结构设计中对抗震设计的要求较高。结合地震多发地带特点，结构设计过程中要确定最佳设计方案，充分考虑其抗震要求。该桥梁跨度大、每个桥墩结构分布刚性相差较大，设计中要严格进行抗震性计算，要以最不利使用条件作为计算依据，确保即便是发生强度较高的地震，桥梁主体结构也不会出现较大损坏。
2.2计算方法与结构选取
2.2.1计算方法
根据《公路桥梁抗震设计细则》中的条款规定，桥梁的抗震设计需要采用连续性结构模式，支座布置方式中，固定盆式支座设置在中间位置，其他位置根据承重要求而选择使用单向或者双向盆式支座结构。这种支座布置方式的优点在于，在地震作用下顺桥向的地震力能够被不同支座平均承受，而横桥方向的地震力则由墩柱结构承载，每个位置都对地震力进行分担承载。
2.2.2桥址地震参数
该桥梁内部设计参数为：抗震系数为0.43，抗震设防烈度为8度，设计地震加速度为0.2g，场地系数为1.2等，施工环境为Ⅲ类。
2.2.3结构选取
根据桥梁的规模要求，工程量较大的桥梁所涵盖的结构有上百个，但是在对桥梁的总体抗震性能进行计算时，则很难针对性的对每一个单元的抗震性进行计算，所以，设计者需要将桥梁划分成不同区域，按照区域承载力的方式进行抗震能力计算，这也是比较常用的抗震性计算方法，表1则是本工程所采取的计算单元划分形式。
表1 抗震设计的主要控制计算单元
在对不同区域进行划分时，可以按照桥梁不同位置的宽度、长度、跨度以及墩高进行划分。这种形式的划分好处在于当遇到地震时，各项指标都能够直接对地震力进行分区域的承载，从而根据数据对桥梁的抗震性进行判断。与此同时，也能够对桥梁本身的建筑质量进行预判。针对具体的计算单元，可以按照区域的划分进行简单计算，对特定区域的因素进行分析，精准测量墩柱的实际设计尺寸，然后利用采集的数据结果，与其他条件因素共同分析。为进一步保证计算结果的准确性与实用性，需要首先确保桥梁的墩柱与桥梁的尺寸符合标准的建筑要求，这里所采用的建筑基准数据以桥宽为主。
3.结构抗震设计
桥梁结构的抗震性能需要对单一的墩柱进行分析，对其材料以及建筑工艺进行技术参考，从而反映桥梁整体的技术特性。通过地震波计算地震力对结构的影响，了解每个特定位置在地震条件下所产生的偏移程度，通过位移量的大小，分析桥梁本身所能够承受的地震力。通过对桥梁横向与纵向的抗地震能力数据整理，采取专业的计算方法，对每个桥梁墩柱的承载力分别计算，然后根据承载要求合理分配位置，尽量提高桥梁的墩柱承载能力。此外在结构抗震设计时，要充分借助现有技术措施，积极制定完善的设计方案，以保证相关的桥梁工程建设质量。
4.桩基础与墩柱设计
桥梁建筑过程中，需要对单柱墩塑性铰的区域承载力进行计算，获得设计中所需使用的配筋比例。还有，桥梁在地震时需要承受横向与纵向的地震力，因此需要对桥梁的极限弯曲值进行计算，同时对建筑材料的强度以及比例系数进行分析。针对于桩基础结构进行设计时，要综合考虑多种因素对其承载力造成的影响，在这里同样需要测量极限弯曲值，可以利用这个数据来确定配筋数量，然后进行位置布局。利用剪力分布的方法，同样可以计算出墩柱的建筑高度。通过结合桥梁宽度与跨数的相关数据，能够计算出桥梁的轴力值，这个数值能对桥梁的结构设计提供帮助。在对桩基础进行结构分析之前，需要了解其承载力的方向，竖向承载力为主要计算内容。完成各数据计算以后，还需要使用轴力值与剪力值验算桥梁的建
筑结构是否满足需求，用精准的数据保证桥梁的实际强度，以达到交通运行要求。
5.抗震设计要点
（1）精准计算墩柱截面尺寸。尺寸过小，无法满足标准的承载强度要求；尺寸过大，又需要配合调整基准结构尺寸。
（2）固定支座墩结构设计。多数桥梁采用矮墩结构形式，主要是由于这种结构的刚性较强，并且其本身的抗震性较高，负面因素较低。
（3）设计足够的防落梁措施，避免因地震而出现落梁状况。
（4）在桥墩上部的特定位置设置若干钢混限位块，防止因地震而产生的结构位移。
（5）在背墙位置设置橡胶缓冲块，对桥梁的地震力产生缓冲效果。
6.提高结构抗震性能的方法
隔震支座法是目前比较常用方法，这种方法能够全面提高桥梁的韧性以及阻尼，避免桥梁在地震过程中损坏严重。这种方法的建筑形式为：在桥梁的隔震支座和墩、台等接触位置选择韧性较高的建筑材料，根据实验数据得知，这种方式可以起到良好的缓冲作用，可以对桥梁进行保护，并提高其安全性。
隔震支座具有超强的抗震性能。隔震支座与阻尼器能够产生大程度的塑性变形，在变形的过程中吸收一部分外力，从而缓解地震对桥梁造成的影响，降低地震的破坏程度，直接提高桥梁的抗震性能，避免桥梁产生严重的损坏。
在强烈地震区，为了经济，结构抗震设计可以容许结构局部出现不太严重影响使用和易于修复的塑性变形、裂缝或损坏；但为了安全目的，则要力求主要承重结构即使遭受严重损坏也不致倒塌，以减少生命财产的损失。通过进一步实践研究，必然能够提高结构抗震性能，从而进一步提高安全性。
结束语
桥梁结构设计的过程中最为关键的部分就是抗震设计，抗震设计是保障桥梁工程在地震发生时主体结构依然稳固的关键。随着桥梁工程项目不断增多，对桥梁结构抗震设计的研究也逐渐成为了研究热点。
参考文献：
[1]杨俊宁.大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术[J].四川水泥，2017（12）：54.
[2]杨福欣.大跨度桥梁抗震设计实用方法[J].建材与装饰，2017（13）：246-247.
[3]刘炯.大跨度桥梁抗震设计措施探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（03）：228-229.
论文作者:周彦如,赵莹莹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：桥梁论文; 结构论文; 支座论文; 抗震性论文; 桥梁工程论文; 位置论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第2期论文;