解析市政桥梁抗震设计

任山江

摘要：随着现代科技的迅猛发展，桥梁的建筑方式也呈现出多样化。桥梁作为重要的交通结点工程，其抗震能力越来越受到相关部门的重视。再者，因为我国是一个地震较频发的国家，所以，对市政桥梁的抗震设计非常关注。简要分析了当前震后桥梁的主要缺陷，主要解析了市政桥梁抗震设计的方法。

关键词：桥梁；抗震；设计；缺陷

中图分类号：U422.5+5文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）08－0063－02

天灾人祸，不可避免。地震作为危害性较大的自然灾害之一，是人类生命安全和财产的威胁者。邓小平曾强调“发展才是硬道理”，所以，科技发展了，社会进步了，人类文明了，生活越来越城市化，高耸入云的楼房住宅、商业办公楼、各种塔、各种桥梁等数不胜数；交通道路也越来越多样化，有形状复杂的立交桥、高大宏伟的跨海大桥、陆地架空的高速公路桥等。地震的突发性、危害性，势必会对各种各样的桥梁造成一定程度的损坏，甚至彻底失修。我国是世界上的多地震国家之一，5•12汶川特大地震时，给城市交通道路、桥梁和一些城市基础设施造成了巨大损失，尤其是桥梁在地震中造成的灾害，是三者中最严重、最具有代表性的。通过政府相关部门的调查数据显示，汶川地震灾区的桥梁结构主要是梁式结构的桥梁。这种桥梁采用的是板式胶支座，然后将梁体直接放在支座上面，整个梁体的重量全部落在橡胶支座上，这样的构造一旦发生震级比较高的地震灾害，橡胶支座的移位势必会造成梁体的移位，使桥梁断裂、坍塌，梁体下落，对人们的生命安全和财产等造成严重的威胁。

1桥梁抗震能力不足的主要原因

1.1梁体下落

发生这种情况的主要原因是桥梁的各个连接部位不够坚韧，比如橡胶支座的固定强度达不到，活动支座的位移量长度不够，梁体自身的连接强度不足，墩柱与基础部位的连接强度不够等连接部位欠缺问题。如果活动支座的位移量不够，就会使橡胶支座在地震强有力的作用下受到严重破坏，发生移位，进而使梁体发生移位，墩柱与基础部位的连接也就会出现较大的相对位移，这样就会导致梁体发生下落现象。还有一些容易让人忽略的地方也会间接导致梁体的下落，比如伸缩缝和挡块，如果其韧性不够大，在地震力的作用下被碰撞、挤压等，使其遭到破坏，也会失去其应该起到的作用，导致梁体下落。

1.2墩柱或梁墩强度不够

众所周知，较高的桥梁结构都采用在桥梁下方建有许多墩柱作为桥梁的支撑，而偏矮的桥梁结构都采用在桥梁的下方建有许多梁墩作为桥梁的支撑。墩柱大多是采用钢筋编制成圆柱形或矩形，将其底部与基础部位连接起来，然后将搅拌均匀的混凝土石子注入其中，最后用振动棒振捣密实，使其不会出现中空等情况，以免造成墩柱强度和韧性不足的现象。虽是如此，也不能完全排除墩柱有中空的情况。中空的墩柱在地震中的作用下无异于以卵击石，不堪一击，最后不堪重力而被折断，会直接导致桥梁坍塌。

1.3连接点的强度不够

如果想让两件东西结合在一起，在外力作用下使其很难因遭到破坏而分离，关键是看结合部位的连接强度是否足够强，桥梁结构中的各个连接点强度是否足够强。在地震灾害中，此类破坏的后果也是非常严重的。基础与地面的连接处、基础与墩柱的连接处、墩柱与梁体的连接处、组成梁体的各个部件的连接处等，这一系列的连接点强度问题，都会导致桥梁在地震灾害中脆弱不堪，甚至在震级比较小的余震中还会造成极其严重而不能挽回的损失。

1.4基础没打好

大家都知道，建一幢摩天大楼，首要的任务就是打好地基，只有坚不可摧的基础才能够撑得起摩天大楼的重量，桥梁建筑也是如此。桥梁的基础不仅要承受桥梁本身的重量，还要承受桥梁上各种车辆的重量，尤其是重量高达几十吨重的大货车。这些力量与震级比较高的地震力相比都是微不足道的，地震力的作用会使基础部位出现挤压、变形、移位、下沉等，地震断裂带对基础的破坏性更是不言而喻。

2市政桥梁抗震设计解析

现就桥梁位置、图纸设计、建筑材料、各个部位和整体优化对市政桥梁的抗震设计进行解析。

2.1桥梁位置

建造一座抗震性能高的桥梁，首先要选择一个位置优越，适合且需要建设桥梁的地点。桥梁的基础需要建设在坚实的地基中，不可以建在松软的土地或是砂质土壤区域，以防桥梁下沉，使桥梁形状扭曲、变形，坚韧性下降。桥位处在地震带或断裂层更不适宜建筑桥梁，一旦发生地震，桥梁的损害性将会非常大。因此，正确的桥梁选址在一定程度上会增加桥梁的抗震能力。

2.2图纸设计

建造一座抗震性能高的桥梁，前提是要有一套合理的设计图纸。设计图纸是桥梁设计者结合数学公式和结构受力原理等严格设计出来的。桥的结构形式、桥孔设计要简单、合理，不仅要考虑到地形和雨季水流量，还要考虑到桥梁的承重能力。挖空和实体部位的设计要对称，实现质量均匀分布。桥的重心不宜设计得过高，这样不仅有利于建筑者施工，对抗震也会起到一定的作用。

2.3建筑材料

建造一座抗震性能高的桥梁，桥梁的建筑材料的选择要十分慎重。桥梁的组成从基础到桥墩，从墩柱到梁体，从梁体到桥面系，小到每一个组成部件，大到整座桥梁，每一种建筑材料都要严格挑选。采购者要不仅要考虑到建筑材料的价格，最重要的是要考虑建筑材料的质量、建筑材料的整体性，比如说建筑材料的强度、力学性能等。

2.4各个部位的设计

建造一座抗震性能高的桥梁，桥梁各个部位的设计都要合理，并且要足够坚韧。比如说桥台，在桥台中增加配筋，在梁与桥台之间加入弹性垫块，增加配筋可以适当加强桥台的韧性，而加入弹性垫块可以减小地震的冲击力。一般高桥墩可以采用钢筋混凝土结构，其内部应加强箍筋设置，进而提高桥墩的强度和变形能力。桥梁结点是连接桥梁各个部位的重要区域，要保证其拥有强大的韧性和足够大的承载能力，防止因某些结点过早损坏而殃及整座桥梁的安危。只有每一个细小的部位都发挥作用，桥梁才能够在强大的地震冲击力作用下屹立不倒。

2.5 整体优化

建造一座抗震性能高的桥梁，桥梁的整体结构是不容忽视的。设计要采用有利于抗震的结构，例如桥型、桥墩、基础等结构的处理，让各个结构的细节都要采用一些抗震措施，使其具备一定的抗震能力，比如橡胶支座的选择、桥墩和桥台的箍筋构造、挡块的设置、结点的构造配筋等。桥梁结构要协调桥梁梁高与跨径的关系，提高桥梁的稳定性，减轻桥梁自身的重量，降低桥梁的重心等，将一切可以再优化的细节全部都考虑在内，增强桥梁的抗震设计。

3结束语

我国处在地震频发地区，这是我们无法改变的，所以，要高度重视建筑物的抗震设计，尤其是对桥梁、建筑的抗震设计。设计师对市政桥梁抗震的设计也倾注了很大的心血，一直努力探究桥梁的抗震设计，希望可以提高桥梁的抗震能力。通过简要分析桥梁抗震能力不足的问题，并通过桥梁建设位置的选择、图纸的设计分析、建筑材料的择优，优化各个部位细节和桥梁的整体型，以此增强桥梁的抗震能力，使桥梁的抗震能力更上一个阶梯，让其可以有效抵御像地震一样不可预料的突发性自然灾害，捍卫我们赖以生存的家园，以保障人们的生产和生活。

参考文献

［1］李伟，崔雷，王玉海.桥梁抗震设计及对策分析［J］.建筑抗震设计规范，2011（07）.

［2］张修民.市政桥梁抗震设计探究［J］.建筑与发展，2010（24）.

［3］杨超山.解析市政桥梁抗震设计［J］.城市建设理论研究，2010（08）.

〔编辑：白洁〕

Resolve Municipal Bridge Seismic Design

Ren Shanjiang

Abstract: With the rapid development of modern science and technology, building bridges is also showing a way to diversify. Bridge as an important node traffic engineering, and its seismic ability more and more get the attention of the relevant departments. Moreover, because China is a country representing frequent earthquakes, so the seismic design of municipal bridges are very concerned. A brief analysis of the current major defects after the earthquake, the bridge, the main analytical methods municipal bridge seismic design.

Key words: bridge; earthquake; design; defects

（上接第61页）

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作者简介：马云峰（1985—），男，吉林白山人，助教，主要从事土木工程方面的研究。

〔编辑：刘晓芳〕

Based on ABAQUS In-situ stress Balance of Geotechnical Engineering

Ma Yunfeng

Abstract: Balance in-situ stress is very important part in geotechnical engineering calculation, in front of the geotechnical construction guarantee approximation of surface displacement is zero, is the first premise of numerical simulation. Using ABAQUS to some soil excavation in front of the in-situ stress balance, according to the field of soil physical property indexes, the in-situ stress balance of stress and displacement of soil before and after comparison. In-situ stress balance of soil displacement of orders of magnitude less than 10-6, and the depth of the vertical stress value equal to the depth and the product of the density of soil.

Key words: geotechnical engineering; ABAQUS; in-situ stress; soil displacement

（上接第62页）

2.3.6围堰下沉

围堰着床后，下沉阻力较大，应采用射水吸泥辅助下沉。在围堰内设置吸泥机和射水管，将围堰刃脚处的砂石吸除，减小围堰下沉摩擦力。钢围堰下放2套液压系统确保同步，防止钢围堰倾斜，使吊杆受力不均。下沉过程中在对围堰垂直度进行调整时，为防止吊杆出现不受力状态，仓内只允许注水调整，不允许抽水调整。

当吸泥深度大于刃脚脚尖时，围堰未能下沉，此时应加高仓内注水高度或通过填注仓填充混凝土增大围堰整体重量。吸泥下沉过程中，由于吸泥机排水量大，在围堰内、外壁之间设置连通装置及时向围堰内补水，保证围堰内、外的水位差，防止内、外水头差过大而引起刃脚翻砂。围堰下沉过程中，要随时用全站仪监控围堰顶面的4个观测点，如果发现偏位，立即纠正。

3结束语

南广铁路郁江双线特大桥主墩围堰施工的顺利完成，节约成本60万元，为该工程下道工序施工提供了保障，同时也为今后类似的工程施工积累了宝贵的施工经验。

参考文献

［1］刘刚亮.杭州湾跨海大桥北航道桥施工技术［M］.广州：广东科技出版社，2009.

［2］曹现强，王光廷．预制装配式住宅产业化培训中心揭牌水下不分散混凝土设计与应用［J］.混凝土，2008（03）：121-123.

［3］顾安邦，范立础.桥梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2008.

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作者简介：王志峰（1970—），男，山西平遥人，大学本科，高级工程师。

〔编辑：刘晓芳〕

Research on the Parallel Construction of Pile and Cofferdam

Wang Zhifeng, Xu Qinpei, Li Yong

Abstract: In the main pier deepwater foundation construction of YuJiang large bridge in Nanning-Guangzhou railway, construction difficulty is big，but construction period is very tight, so new cofferdam construction technology must be designed.

Key words: Nanning-Guangzhou railway; pile and cofferdam; parallel construction; circular orbit