市政桥梁结构抗震设计与设防措施

市政桥梁结构抗震设计与设防措施

白玉阳

河南省城乡建筑设计院有限公司   河南省郑州市  450000

摘要：城市化进程的加快，促进市政工程建设项目的增多。市政桥梁工程作为市政工程中非常重要的一个环节，建造的水平会影响到人们的出行安全以及一个地区的城市发展。因为市政桥梁工程的施工环境非常复杂，会给后期的运行维护带来很大的压力。同时，市政桥梁工程一般处于自然环境下，需要市政桥梁工程整体具备较强的承载力和安全性，因此对市政桥梁工程的设计提出了较高的要求。抗震设计作为工程结构设计的关键内容，其合理应用能够提高市政桥梁结构的强度，使市政桥梁可以有效地抵抗地震带来的破坏力。如果市政桥梁结构的抗震性达不到相关的标准，地震一旦发生就会导致结构坍塌，将造成大量人员的伤亡和严重的经济财产损失。所以，要加强市政桥梁结构抗震设计的合理应用，保证工程的设计水平。

关键词：市政桥梁结构；抗震设计；设防措施

引言

对桥梁而言，这种型钢混凝土结构新型结构抗震设计方法简单、合理，施工方便，可以使桥梁桩基连接桥台位置上的混凝土受力状态得到改善，从而提高桥梁的安全、抗震性能，延长桥梁的使用年限，具有重要的工程应用价值。

1市政桥梁工程的施工特点

随着我国经济的稳定发展，市政桥梁工程的施工建设速度在逐渐加快，在市政桥梁工程建设过程中工程结构的抗震施工是工程的重点与难点。由于受到结构刚度、建筑材料和外界因素的影响，市政桥梁结构会出现相应的问题。这样对于工程的后期使用会带来不利的影响，甚至出现沉降和坍塌等危害。因此，需要结合市政桥梁工程的具体施工特点进行详细的分析：第一，市政桥梁结构的刚度需要满足相应的要求。由于市政桥梁的收缩性和膨胀度会受到多种因素的影响，因此，在施工时需要加强对工程结构设计的高度关注。第二，市政桥梁工程连接处会受到车辆流量、结构自身和外部因素的干扰，出现市政桥梁沉降幅度较大的问题，导致连接处出现错台，甚至会造成跳车，威胁行车安全，也会对工程的使用性能发挥带来不利的影响。第三，市政桥梁结构的刚度之间会存在一定的差异，在车辆行驶时两种不同的结构会受到同一种荷载的影响，导致荷载量的变化不同，从而出现坍塌。

2桥梁抗震新构造概述

该种桥梁抗震新构造思想是结合以往的地震灾害信息和相对应的工程经验而产生的，在遵循一定原则的基础上，使工程的整体方案、材料消耗以及细节构造等方面的问题得到解决，从而满足抗震设计的合理性要求，确保桥梁结构的强度、刚度和延性处于最佳组合状态，使桥梁达到抗震设防的目的。桥梁在交通系统中扮演着重要的角色，若震区的桥梁出现问题，不仅阻碍了救援行动，延缓了救援时间，而且会加重次生灾害，使生命和经济财产受到极大的损失，加剧灾后恢复和重建的困难。国内外最近30年间发生的大地震使桥梁受到了巨大的破坏，桥梁震害和引发的次生灾害启发了当代桥的抗震设计。在发生地震时，桥梁的墩柱易发生屈曲和开裂，混凝土出现剥落、压溃和剪断等现象，甚至出现钢筋裸露断裂的情况。因此，加强桥梁的抗震性能，在国际上越来越受到重视。

3市政桥梁结构抗震设计与设防措施

3.1静力法抗震设计

在现阶段的市政桥梁结构设计工作中市政桥梁结构抗震系数提升是设计关注的重点。在实际应用过程中要选择科学的抗震方法，保证市政桥梁结构的抗震水平。静力法作为抗震设计的重点，它能够在地震发生时有效避免地面运动以及物体运动产生的惯性，对结构进行全面的保护。从力学的角度分析，地震加速度会产生一定的破坏力，针对动力特征，结合结构的基本特点以及相应的震动周期，在地震发生时，尽量避免结构受到破坏力的影响。在实际应用过程中要加强对静力法的正确认识，将其融合到抗震设计工作中，提高市政桥梁结构抗震水平。

3.2减震、隔震设计

在现代的市政桥梁以及基础建设当中，运用隔震设计的目的是提高结构的柔韧性以及抵抗地震的能力。为避免在地震灾害发生时能量过于集中，应从灾害能本源展开研究来进一步降低对于整体的破坏性。当地震发生时，地震波的振动频率呈现出不规律性和复杂性，在一定频率范围内，地震波能量相对集中。另外，地震震动频率随着周期的延长而减小，延长结构的振动周期可以降低地震对结构的危害，尽可能避免产生地震能量集中。为了有效提升市政桥梁结构的整体稳定性，进行减震、隔震设计时，应基于上述规律明确地震作用下桥梁结构的震动周期，尽可能采用柔性支撑延长结构震动周期，消耗地震波产生的能量，这样有利于缓解地震产生的振动作用。在公路桥梁的减震、隔震设计中，应考虑桥梁结构的具体情况，在满足科学合理性的前提下进行减震、隔震设计。如果桥梁地基不具备足够的稳定性，且呈现松软状态，那么在延长桥梁结构振动周期后，会出现共振现象，在这种情况下，不能贸然采用减隔震技术，否则会对桥梁安全控制产生不利影响。为避免上述情况的出现，在桥梁工程建设过程中，应充分发挥现场勘察的作用，对桥梁附近的震害发生情况有全面而详细的了解，计算并分析地震作用的影响，从而建立公路桥梁结构设计模型，更加合理地进行减震与隔震设计。另外，要确保桥梁上部结构具备较强的整体性和连续性，下部结构具备较高的刚度。

3.3反应谱法抗震设计

反应谱法的应用主要是准确计算地震系数的值，结合地震加速度的具体情况得到相应的规律值，分析不同阻尼比的反应谱。确定阻尼比后，结合相关资料加强地震加速度分析。在市政桥梁工程抗震设计中，应通过扩大功率来加强系数结构，并对结构的地震反应能力进行调整。此外，结合弹性结构的具体分析，可以采用非弹性反应谱法来强调结构在地震作用下的弹塑性变形。

3.4控制措施

（1）加强桥梁的防落梁构造。应充分把桥梁在地震作用下发生水平位移而产生的影响考虑在内，使桥梁的横向限位结构足够大，防止地震灾害的发生，使桥梁受到的破坏最小，确保在人力、物力、财力3方面的损失最小。（2）柱式桥墩的合理设计。柱式墩被广泛应用在桥梁设计中。但若要提高桥梁的抗震性能，应选用具有高抗震性能的矩形墩，并且，桥墩间横梁的刚度不可过大，避免弱柱强梁情况。为了使该结构中的延性和能力保护构件之间产生强度等级差，确保该结构的各部件不会发生脆性破坏，在设计延性部件时，要保障墩柱的纵箍筋可连成一个整体。当混凝土在横向上发生膨胀，在纵向上受压过大时，箍、纵筋之间的相互约束十分重要。所以，应提高纵筋配筋率的要求。桥墩在桥梁的结构中具有支撑主体的重要作用，由于桥梁属于下柔上刚结构，因此，桥墩极易出现开裂和剪断，遭受破坏。在桥梁的设计过程中，应根据抗剪计算，合理配备箍筋，选取其间距，从整体上考虑箍筋的搭接细节。（3）支座形式与布置方式。一直以来，我国对支座选型的研究较少，通常选用普通的橡胶支座，然而，经调查发现，若此种类型的支座被破坏，将会加重桥梁的损伤.所以，应根据实际情况，针对桥梁的设防要求，选用合适的支座类型。同时，合理设置支座也十分重要，若在连续桥梁上布置固定支座，则需考虑其对抗震是否会产生负面影响，且同时需要设置多个数量的支座，要确保每个墩在水平方向始终保持均衡受力。

结语

在现代化城市的建设过程中市政桥梁工程的施工建设是城市发展的重要工程项目，只有保证市政桥梁工程的科学设计和合理施工，才可以提高工程的安全性和稳定性。而在市政桥梁结构抗震设计中需要根据工程的具体施工要求、现场的实际情况对工程结构进行优化，提高结构的抗震能力，有效地避免因地震灾害带来的人员伤亡和财产损失。

参考文献

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