浅谈中小跨径公路桥梁抗震设计理念及方法

程建平

摘要：地震对公路和桥梁的破坏力是极大的，特别是对中小跨径的公路和桥梁，一旦发生地震，就会遭到毁灭性的破坏。因此在设计中小跨径公路和桥梁时，采用具有抗震效果的设计理念和方法是非常有必要的。有效的抗震设计可以保护中小跨径公路和桥梁在地震中避免受到损伤或将损伤降至最低，从而保障交通运输的通畅。本文就中小跨径公路桥梁的抗震设计理念和方法进行分析研究，并提出可行的建议，以促进我国中小跨径公路桥梁抗震设计水平的发展和提高。

关键词：中小跨径；公路；桥梁；抗震

面对地震灾害，无数的公路桥梁被摧毁，不仅造成交能运输中断，更严重影响了我国的社会经济发展，因此在公路桥梁建设过程中，加入抗震设计理念和方法，特别是较容易能到地震灾害影响的中小跨径公路和桥梁的抗震设计，保证在地震自然灾害中，公路桥梁依然能够畅无阻，不仅能够为地震时的抗震救灾工作提供极大的便利，对于地震后灾区重建工作以及促进灾区经济的发展进步，都能够起到积极的推动作用，成为对抗地震给人类社会经济造成的毁灭性灾难的重要力量。

1、中小跨径公路桥梁抗震设计中对桥型的特点和选择

1.1常见桥型的特点分析

目前，在中小跨径公路桥梁建设中，多选择简支桥梁以及连续桥梁这两种结合，而拱桥和钢构桥梁则相对较少。当发生地震时，不同类型的桥梁相对较容易受损的部位各不相同，简支桥梁的上部更容易遭到破坏；而连续桥梁除了上部结构容易受到破坏外，桥墩也是受损的重灾区；钢构桥的墩底容易发生开裂，从而导致桥梁无法发挥出正常的功能。在对中小跨径公路桥梁进行抗震设计时，需要根据不同类型的桥梁的特点，进行有针对性的抗震设计，从而使桥梁拥有更加优良的抗震效果，充分保证交通运输的安全和通畅。

1.1.1简支桥梁和连续桥梁

作为最常应用于实际建设的桥梁类型，简支桥梁在受到地震灾害影响时，最常出现的受损情况是落梁遭到破坏。由于连续梁的主要集中点在于桥墩，因此在桥梁跨越山谷或水域的情况下，一旦落梁遭遇破坏，那么不仅会影响交通运输的通畅性，对于后期的维修和恢复，也增加了更多的困难。面对这种情况，其常用的应对措施是将贝雷架应用于桥梁之中，提高落梁的安全性。

在公路系统中，立交桥的施工更加复杂，因此一旦受到地震灾害的影响，其他维修施工也非常困难。在地震灾害中，如果立交桥的桥墩受损，但上部的结构完好，可以采用常规震后措施进行应对，能够取得较好的效果。

对于连续桥梁，想要增加连续桥梁的抗震性能，就要对上下部的结构连方式进行有针对性的选择，调整整体结构，保证均衡性，从而达到良好的抗震效果。

1.1.2拱桥

在平常的环境中，拱桥具有较为优秀的抗击能力，不过拱脚位移却会造成拱桥的整体坍塌。

1.1.3刚构桥

刚构桥最常发生的问题就是主梁内横隔板开裂问题，而横隔板开裂，大大降低了刚构桥的抗震性能，从而削弱了横隔板对于桥梁整体的保护作用，使刚构桥在地震中受到较为严重的损害。

1.1.4曲线桥和直线桥

相对于直线桥，曲线桥在地震灾害中更容易受到破坏，这是因为曲线桥在地震中，更容易受到弯剪扭等耦合作用，而且曲线桥自身的刚度系数远远低于直线桥，因此在地震灾害中，曲线桥比直线桥所受的破坏更加严重。

1.2常见桥型的选择分析

由于不同的桥型在结构上存在着非常大的差异，而这些差异导致桥梁在地震灾害中所受到破坏程度也各不相同。在对桥梁的抗震设计中，虽然桥型问题并不能够成为抗震设计的决定性因素，但不可否认，桥型对于抗震设计的效果却有着非常重要的影响力。因此在对公路桥梁进行抗震设计时，对于桥型的选择是重点考虑的内容之一[1]。在公路桥梁的抗震设计中，对于桥型的选择，需要注意以下几点：

第一，不同的桥型由于受到结构的影响，导致自身刚度、质量的均匀性皆不相同，在桥梁抗震设计中需要重点注意。

第二，桥梁修建的地点也是抗震设计中的非常重要的因素，在断层带，简支桥梁具有更好的抗震效果，能够有效的避免桥梁整体坍塌的风险发生。

第三，当桥梁修建地点的两岸条件较好时，拱桥的抗震能力更加优秀。

第四，在桥梁中应用边续梁结构，需要重点注意上下结构的均衡性，良好的均衡性能够有效分解地震灾害中的破毁力，从而保证桥梁的安全。

第五，刚构桥想有较好的抗震效果，要对保险丝式单元的设计方式高度重视。

第六，曲线桥的抗震设计中，要对结构刚度和质量均匀度加以注意，对连接位置和以下的部分，要进行有针对性的抗震设计。

2、桥梁构件抗震设防的对策

在桥梁的抗震设计中，需要遵循小震不损坏、中震后期修正简便、大震不倒塌的原则，然而在实际的公路桥梁建设过程中，由于不同类型的桥梁结构不同，所以需要对这一原则进行更加详细的划分，甚至详细到针对每一个构件、每一个位置，都要根据实际情况和不同等级的地震的影响力，进行有针对性的设计，从而使桥梁能够达到良好的抗震效果[2]。

2.1分析结构内力相关的规律

对桥梁进行抗震设计，需要达到的效果和目的是保证桥梁的内部结构能够在地震的影响下不发生规律性的改变。由于很难实现在地震环境中，对具体响应值进行精确的计算和统计，所以在对桥梁的抗震设计中，也难以获得准确的、绝对性的数值作为参考依据，因此为了保证桥梁能够具有良好的抗震效果，就需要针对桥梁的抗震性能进行多方面的设计和考量，从而使桥量能够在面对复杂多变的地震环境时，仍保持较好的抗震效果。

在这一思想的指导下，目前“保险丝式单元”这一桥梁抗震设计方法，在桥梁的实际抗震效果测试中取得了较好的成绩。其具体做法是在方便后期检验和修整的位置，预设成薄弱耗能位置，从而通过损坏自身或是消除自身的功能的方式，来抵消或地震的影响力，从而成为保护桥梁的第一道防线。

2.2“一可三易”原则

在破坏力极大的高级地震中，桥梁无法完全避免受损，此时就需要运用“一可三易”原则，从而实现对桥梁受损程度的控制，以及保证在桥梁受损后，能够便于检查、修整和更换破损构件。要达到这一目标，就需要桥梁的抗震设计中对于易受损位置和受损程度的有效控制，利用地震力传力的方式，对关键性构件做好防护措施，避免在地震中桥梁的关键性构件受到破坏，从而达到控制和降低桥梁在大震中的受损程度。

3、对中小跨径公路桥梁的抗震设计发展建议

目前，我国的公路桥梁抗震设计的发展过程中，虽然取得了一定的经济，但对于中小跨径的桥梁结构传力系统却缺乏深入的分析和研究，特别是中小跨径的桥梁在抗震设计中，与一般桥梁的抗震设计存在着很大的差异，但我国在这方面的相关规范却存在着空白[3]。而在国际上，许多发达国家对中小跨径公路桥梁的抗震设计却已拥有较为成熟和完善的设计理念及方法，由此可见，我国的公路桥梁的抗震设计发展水平仍低于国际先进水平，特别是在中小跨径的公路桥梁的抗震设计中，需要加大研究力度，促进其发展水平的提高，从而全面推进我国的公路桥梁建设水平，为我国的社会经济发展做好铺垫。

4、结束语

交通运输是我国社会经济发展建设工作中，最重要基础建设之一，对我国的社会经济发展起到了非常重要的影响和推动作用。公路桥梁建设作为交通运输建设的重要组成部分，对我国的社会经济发展将会起到直接的影响作用，因此必须不断的研究，提高建设水平，特别是对抗震功能的提高，从而为我国的社会经济全面发展做出重要的保障。

参考文献

[1]侯泽群.关于中小跨径公路桥梁抗震设计理念探讨[J].江西建材,2016,(4):199.

[2]刘琳琳,李鹏.中小跨径公路桥梁抗震设计要点分析[J].建筑工程技术与设计,2016,(28):2002.

[3]张建.中小跨径梁式桥减隔震技术研究及示范应用——河北工业大学王东升教授成果[J].科技成果管理与研究,2017,(3):91.