桥梁设计中如何提高其抗震能力

摘要：在桥梁设计中，桥梁的载荷能力和抗震能力是衡量桥梁实用性的重要指标。从目前桥梁设计、施工建设及实际使用来看，提高桥梁的抗震能力，对延长桥梁使用寿命，提高桥梁的安全性具有重要作用。基于这一认识，桥梁设计中应对其抗震能力引起足够的重视，不但要在整体结构设计中引入先进理念，还要在设计方法上努力创新，使桥梁的抗震能力得到进一步提高。为此，我们应认识到提高桥梁抗震能力的必要性，从桥梁设计实际出发，采取必要措施，全面提高桥梁的抗震能力，满足桥梁设计需要。

关键词：桥梁设计； 承载能力； 抗震能力

中图分类号：S611文献标识码： A

一、前言

从桥梁的实际使用来看，地震对桥梁结构的稳定性会产生巨大的危害。桥梁作为一种特殊的建筑，在交通运输中具有重要作用。桥梁结构的合理性不但关系到桥梁的使用寿命，同时也关系到桥梁在地震中能否保持较小形变，进而达到应对地震的目的。基于这一认识，我们应从桥梁设计入手，重点提高桥梁设计质量，并在桥梁设计中，重点分析地震对桥梁产生的破坏及其成因，并制定具体措施，在桥梁设计中重点提高桥梁的抗震能力，满足桥梁设计和使用需要，为延长桥梁使用寿命，提高桥梁的结构稳定性提供有力支持。

二、地震对桥梁产生的破坏及其成因

目前来看，地震是造成桥梁破坏的主要原因。结合地震爆发时桥梁的变化情况，地震对桥梁产生的破坏及其成因主要表现在以下几个方面：

1、上部结构的震害。

桥梁的上部结构在地震中出现损害是比较常见的，震害主要有三种类型：分别是碰撞震害、移位震害和自身震害。

由于地震时晃动较大，桥梁的上部结构承受的载荷较大，如果载荷进一步增强，将会对上部结构造成危害。

2、支座的震害。

因为在传统的桥梁设计中，支座部分没有充分考虑到抗震的要求。在地震时，由于一些结构措施不当或是材料上的缺陷等因素，支座部分由于受力较大而发生变形或是移位，这样与支座部分相连的机构也相应的发生移位，破坏了桥梁的结构，造成危险。

支座部分由于设计时考虑不足，在承载力上预留的较少，因此在剧烈晃动中对桥梁整体结构危害较大。

3、地基土产生地震液化造成的震害。

地基是桥梁的支撑部分，地基一旦被地震液化，失去支持作用，很有可能会造成落梁的情况出现。当遇到地基土质为液化土时，一旦发生地震，液化土就会对桥梁地基产生较大危害，这样地基就会失效，地基上面的结构物会发生整体的倾斜或是下沉等严重变形，这样的变形对桥梁来说是致命的，因为会直接导致桥梁的整个结构发生变化，发生严重的震害。为此，我们应有正确认识。

4、下部结构的震害。

由于下部结构较软弱，地震力过大时，下部结构的自身惯性力无法抵抗，会导致桥梁下部结构发生破坏，进而引起整个桥梁的破坏。

桥梁下部结构在设计过程中如果载荷考虑的不够，会在地震中造成严重损害。因此，提高下部结构载荷对桥梁设计而言具有重要意义。

三、桥梁设计中提高抗震能力的必要性

在桥梁设计中，之所以要提高桥梁的抗震能力，其意义和必要性主要表现在以下几个方面：

1、桥梁设计中提高抗震能力，对延长桥梁的使用寿命是十分必要的。

桥梁作为一种特殊的建筑形式，施工难度大、总体建设成本较高，如果其使用寿命达不到要求，不但无法发挥其对交通运输的支撑作用，还会给交通运输带来安全隐患。在地震等自然灾害中，对桥梁的影响是非常大的。基于桥梁使用的现实要求，在桥梁设计中提高抗震能力，不但有助于在源头上提高桥梁质量，也给延长桥梁的使用寿命提供了有力的支持。

2、桥梁设计中提高抗震能力，对满足桥梁使用需要是十分必要的。

桥梁在使用过程中，遇到地震的几率是比较大的。在桥梁设计之初，为了满足桥梁的实际使用，需要在其抗震能力上有所侧重和加强，使桥梁的抗震能力能够满足桥梁使用的基本需要，在小规模的地震面前，桥梁不至于发生垮塌事故。所以，桥梁设计中提高抗震能力，对满足桥梁使用需要是十分必要的。因此，我们要认识到桥梁设计中提高抗震能力的必要性，做好抗震能力的设计工作。

3、桥梁设计中提高抗震能力，对提高桥梁的整体载荷和结构稳定性是十分必要的。

桥梁在施工建设过程中，其整体载荷和结构稳定性是决定桥梁质量的重要指标。为了保证桥梁的整体载荷和结构稳定性能够满足实际要求，我们就要在桥梁设计中，全面提高抗震能力，并将抗震能力作为桥梁施工建设过程中的重要衡量因素，确保桥梁的各项性能满足实际需要。为此，在桥梁设计中，全面提高抗震能力，对满足桥梁建设需要，提高桥梁结构的合理性和桥梁的整体性能，具有重要的促进作用。

四、桥梁设计中提高抗震能力的具体措施

鉴于抗震能力对桥梁的重要性，在桥梁设计中，我们应对抗震能力的提高有全面正确的认识，并从以下几个方面入手，确保桥梁的抗震能力满足实际要求：

1、隔震支座法

具体做法是采用减、隔震支座在梁体与墩、台的连接处，应在设计中考虑应用新材料来实现结构柔性和阻尼的增加。

目前隔震支座法可以有效解决桥梁支座强度问题，能够全面提高桥梁支座的承载力。因此，在桥梁设计中，我们应积极采用隔震支座法，并将其作为设计中的主要方法之一进行推广，使桥梁的整体支座强度和载荷都能够满足实际需要，为提高桥梁设计质量提供有力支持。

2、上部结构抗震措施

考虑到上部结构对桥梁抗震能力的重要影响，在桥梁设计过程中，我们应保持上部结构的合理性。在上部结构设计中，在保证强度要求的同时，实现上部结构的轻量化，并且依据抗震设计规范设置抗震构造措施，使上部结构的抗震能力得到充分提高。

3、利用桥墩延性

在强震时，这些部位形成的稳定延性塑性铰可以产生弹塑性变形，这样变形将延长结构的周期同时耗散地震的能量。

在桥梁设计中，为了有效消除地震时桥梁的形变，并做到积极利用桥梁的弹性形变，减少弹性形变对桥梁结构的危害。为此，我们应在设计中对桥墩的延性有全面深入的分析，并做到正确分析桥墩的延性数据，实现对桥墩延性的利用，保证桥梁的整体结构能够在载荷和弹性变形上满足要求。

4、对地震液化土层进行处理

桥梁设计前要做地质勘察，确定地震影响基本参数与建筑场地类别。根据地质情况与抗震地段类别选择相应的抗震设计方法，当持力层深度范围内存在液化土层时，应对液化土层进行处理，以减少或消除地震液化土对桥梁抗震能力的影响。

5、采用隔震支座和阻尼器相结合的系统

隔震支座法可以提高桥梁的抗震性能，增加对地震力的阻尼也是提高桥梁性能的方法，将二者结合起来，抗震性能将会有很大改善。

桥梁在地震中的形变是瞬时的，只要控制好桥梁的瞬时形变，确保桥梁的瞬时形变不对主体结构造成损害，就能够达到提高桥梁承载力和抗变形的能力。因此，在桥梁设计中，我们可以考虑设计隔震支座和阻尼器相结合的系统，确保桥梁的抗震能力得到全面提高，满足桥梁设计的实际需要。

五、结论

通过本文的分析可知，在桥梁设计中，要想提高抗震能力，就要积极采用隔震支座法、利用桥墩延性和采用隔震支座和阻尼器相结合的系统、采取抗震构造措施与对地震液化土进行处理等措施，确保桥梁的抗震能力能够得到持续提高，保证桥梁的使用寿命和承载力得到延长和提高。

参考文献：

[1] 叶生;;Pushover方法在桥梁抗震分析中的应用研究[J];中国水运(下半月);2008年11期

[2] 朱钊;傅翼;郭平;袁万城;;局部使用钢纤维混凝土桥墩抗震性能研究[J];结构工程师;2010年05期

[3] 何晗欣;桥梁抗震与抗风及其影响因素分析研究[D];长安大学;2011年

[4] 邹中权;桥梁结构抗震性能概率性分析方法研究[D];中南大学;2010年

[5] 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010