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摘要：近几年以来，世界范围内的地震等自然灾害频发，因此人们在建筑设计上也提高了对建筑工程抗震能力的关注度。公路桥梁承担着交通运输的重要责任，若未能考虑到对其抗震能力的设计，一旦公路桥梁受到地震危害，轻则会发生桥梁开裂、损坏的现象，重则会发生坍塌等严重事故，威胁到人们的出行安全。因此，对公路桥梁提高抗震能力的设计方法加以研究有着极大现实意义。
关键词：公路桥梁；抗震能力；设计方法
近些年来，世界范围内地震灾害频发，我国也发生了多次地震，造成了巨大的人员伤亡及经济损失，特别是在四川汶川地震中，大量桥梁的倒塌给我国公路桥梁在抗震能力方面敲响了警钟，引发了我们对提高公路桥梁抗震能力设计的思考。
一．公路桥梁提高抗震能力设计的必要性
若是缺乏有效的抗震能力，那么在地震发生之后，公路桥梁便会集中在桥台、桥墩、地基、支座、梁这几处发生震害。桥台与路基会一同朝着河心滑动，继而给桥头、桩柱式桥台的桩柱等造成程度各异的开裂、倾斜、折断以及沉降问题。一旦桥头沉降，随之翼墙便会开裂，紧接着整个台体便会移动、下沉。在受到地震的作用影响下，桥墩会出现沉降、开裂、倾斜以及钢筋裸露等各种问题。支座震害的发生则主要是因为在公路桥梁前期设计上未能考虑抗震的这一问题，从而在材料选用、支座形式设计、构造设计上留下缺陷，随着地震灾害的发生，加大支座位移、变形的程度。梁的震害形成则是由以上震害导致的，当主梁坠落后，便会发生严重的地震损害。受到地震力作用的不良影响，地基中的砂土也会逐渐液化，使得地基失去原本的效用，继而出现基础沉降、不均匀沉降的问题，这时地面便会呈现出严重变形状态，一旦地层发生了水平滑移、断裂等地基震害，那么整个公路桥梁便会坍塌，造成无法挽回的后果。
而公路桥梁提高抗震能力的设计，旨在通过一定计算、研究，为公路桥梁提供充足的支撑，来有效避免或者是规避了桥梁落梁等震害现象，使得公路桥梁即使在地震灾害中，也能保证其结构的稳固性。
二．公路桥梁提高抗震能力的设计方法研究
（一）关于公路桥梁抗震的分析
地震灾害下，因为桥梁所处地理位置表层的破坏与震动，会直接损害到桥梁结构构件，甚至造成桥梁的坍塌。地面裂缝的产生也会使桥梁跨度出现程度各异的变化。若公路桥梁地处的是松软沙土结构这样的地质条件，那么在强烈的地震危害下，公路桥梁的基础结构会发生下陷，这时主体结构也会随着底层的下陷而倒塌。
在桥梁构件方面，受到不断的震动易于损坏，这也是影响到公路桥梁结构稳定性的一个主要因素。就当前实际来看，我国的很多公路桥梁或是因为设计、建设时间比较久远，在当时的技术水平条件下没能考虑到抗震这一方面的内容，又或是由于在施工过程中并未严格依照抗震设计要求来落实实施，使得桥梁的整体性能、结构完整度都无法达到抗震需求，因此当地震发生之后，伴随着剧烈的震动，公路桥梁构件便会脱落、损坏。
在地震危害当中，地震给拱式桥梁主要带来的破坏便是拱桥开裂，桥墩出现极大程度的下沉，随着地震震级的增大，对公路桥梁造成的不良影响也会越大。
在公路桥梁的抗震设计上，基本的技术手段便是要求技术工作者对公路桥梁的所在地条件做建模分析，通过科学确定公路桥梁的建设方位，结合以当地的地形地貌、气候条件等数据，为提高公路桥梁的抗震能力提供以数据参考，确保公路桥梁并不会因为受到地震带来的次生地质灾害而被损坏。在公路桥梁的设计上，不仅要保证结构形式的简单、而且还要保证整体结构的稳定性，尽量减小较大形变给公路桥梁结构造成的不良影响。
另外当地震发生的时候，可能会引起公路桥梁四周边坡的滑坡等问题，给桥梁造成再次损坏，因此也要注意做好对边坡的防滑坡处理。
（二）对桥梁抗震设防提出的标准
依据公路桥梁抗震设计细则中的有关内容，可进行如下表1中的分类。
表1 各桥梁抗震设防类别的适用范围
（三）关于提高抗震能力的设计方法
3.1抗震设计要点
3.1.1上部结构
对公路桥梁上部结构的抗震设计，旨在通过提高桥梁上部结构整体性，从一定程度上限制上部结构的位移发生，以便提高抗震能力，主要是通过减少桥梁伸缩缝，减轻桥梁由于跨桥分离出现的位移。建议在主梁的设计上可以使用连续梁对简支梁进行代替。
3.1.2下部结构
一般情况下都可以使用重力式T形或者是U形结构当做桥台的截面形式，相较于柱式桥台，抗震能力更佳。同时也要对桥墩延性的问题进行考虑，通过合理设计的采用强化桥墩延性，在面对地震力危害时，会发生一定的弹性变形来分散这些危害。
3.1.3连接件
支座、伸缩缝等这些都属于是会极易受到地震力影响的薄弱部位，因此在做公路桥梁提高抗震能力的设计时，要尽可能的减少伸缩缝数量，并注意在其中的设计上，强调其支撑面具备一定变形力、宽度，从而在地震力危害下可产生位移。
3.2抗震能力提高对策
3.2.1桥梁延性控制法的设计应用
桥梁延性减震是在抗震性能设计当中应用非常广泛的一种方法，就具体的做法来看，是通过强化桥墩一些部位的延性，使之即使在地震的严重作用下，还是能保有稳定的延性塑性铰，从而借助产生的弹塑性变形加长结构的周期，起到分散地震危害的作用。
3.2.2隔震支座、阻尼器系统结合的设计应用
通过强化公路桥梁结构的整体柔性与阻尼，从而减弱地震造成的不良影响，是提高公路桥梁抗震能力设计的主要方法。隔震支座法的应用可提高桥梁抗震性能，另外辅以增强对地震力的阻尼，更是能够提高这一抗震能力，两者的结合可谓作用显著。受到地震的作用时，隔震支座与阻尼器能强化桥墩的弹塑性变形，对地震带来的能量加以耗散，继而减弱地震力给桥梁墩、台造成的影响，起到提高公路桥梁抗震能力的作用。
3.2.3新型设计方法的应用
大部分情况下对于提高公路桥梁抗震能力的设计，都是通过强化结构强度、结构延性的手段来解决。虽然有很高的实际应用价值，但不可避免的也有一定应用局限性存在的，因为地震影响力是未知的，所以桥梁可能还是会受到损害。在此情势下，积极应用新型的桥梁抗震设计方法就非常必要了。近些年来我们在公路桥梁结构的设计上，开始应用型钢混凝土结构，它具有抗剪能力强、承载力强和延性强等诸多应用优势，有很广阔的发展空间。
结束语
在地震中大量公路桥梁的倒塌会给救灾工作的进展造成极大阻碍，因此提高公路桥梁的抗震能力非常紧要。本文主要对公路桥梁提高抗震能力设计的必要性进行分析，提出几点设计要点和设计方法，总的来说，公路桥梁的抗震设计是一项繁杂的系统性工程，需对各环节加以强调重视，在公路桥梁的设计上，建筑工程师与有关专家应做深入的分析、研究，积极采取有效的设计计策，提高我国公路桥梁的抗震能力。
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论文作者:胡翰卿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/1
标签：桥梁论文; 公路论文; 能力论文; 结构论文; 延性论文; 支座论文; 桥墩论文; 《防护工程》2018年第19期论文;