桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法

2016-07-18郭高洁

四川水泥 2016年7期

关键词：抗风抗震桥梁

郭高洁

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都 610081)

桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法

郭高洁

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都 610081)

桥梁建设逐渐成为我国公路建设的重要组成部分，注重对桥梁抗震和抗风设计理念进行探讨，能够完善当前我国桥梁建筑中存在的缺陷，提升桥梁建筑的实际使用能力，为人们的生产和生活提供安全保障。对桥梁抗震和抗风设计理念以设计方法的深入研究也是促进我国经济发展，加快国家综合实力的基础性保障。

桥梁建设；抗震；抗风；设计理念；设计方法

引言：社会发展逐步加快，桥梁建设逐步增多，但对于桥梁的抗震和防风设计理念和设计方法的实际掌握与应用却缺少专业性。注重对桥梁抗震和抗风能力的理念和技术含量进行深入研究，能够弥补当前桥梁建筑中对桥梁抗震抗风的理论缺失，完善桥梁建筑的理论基础，促进我国桥梁建筑逐步实现质量好、效率快的建筑体系，促进我国社会公共设施建筑的不断发展。

一、桥梁抗震和抗风设计发展现状

近年来自然灾害增多，为国家带来极大的经济损失和人员伤亡，严重阻碍了社会的建设与发展。注重基础设施建设的抗震抗风能力设计，能过为我国的经济建设提供保障，桥梁建设是国家交通事业和建筑事业发展的重要组成部分，对桥梁抗震发展现状的研究能够为提出决绝措施，促进我国基础设施建设更完善发展做理论主导[1]。

（一）桥梁抗震的概念

桥梁抗震主要指依据当前自然灾害多发的自然发展状况为基础转变原有的桥梁设计理念，结合先进的技术手段和地震预防理念对桥梁建筑进行更合理化建设。在实际工作中，以我国多年前桥梁建筑的经验为基础对桥梁建筑工程中各部分建设进行总结和思考，将桥梁抗震思想应用到桥梁的总体施工建设当中，加强对桥梁建筑中对防震能力的进一步应用，最大限度的开发桥梁建设各个项目的实际应用价值，进一步提高桥梁的建设质量，为桥梁应对自然灾害提供技术保障，降低国家经济财产损失和人员伤亡，促进我国建筑实施的逐步发展。

（二）桥梁抗震现状

目前，国内外的桥梁抗震技术的发展主要分为两种：一是延展性[2]，这种抗震技术主要采用桥梁建筑的中钢筋结构的可变性对受地震破坏严重的桥梁进行重新修整，降低桥梁的受损程度；二是减震性，在桥梁建筑过程中添加相应的减震措施，例如在桥梁上层中添加一定的橡胶垫达到缓解地震震动强度的目的，这种设计是当前桥梁进驻中最长使用的抗震、减震措施，被广泛应用到现代桥梁建筑中。

（三）桥梁抗风概念

桥梁抗风主要是指依据当前桥梁建筑的现状，应对桥梁应用过程中大风天气对桥梁造成影响，引起桥梁建筑时间较久远的部分桥段引起桥梁结构不稳定使桥梁失去平衡，造成经济损失或者人员伤亡的现象的防护，提升桥梁的抗风能力是对桥梁质量检测的另一种手段。

（四）桥梁抗风现状

桥梁建筑中最常见的建筑问题即桥梁的抗风能力的不但加强，由于风力过大造成行驶在侨中的车辆或人失去平衡力，处于安全状态较低的状况中，自身平衡能力逐步丧失。随着桥梁数量逐渐增多，桥梁的空间跨越性逐步增大，桥梁建设者和技术人员逐步开始考虑到桥梁的颤振性进行分析，避免桥梁由于大风等自然状况发生时造成桥梁整体横向位移，加强桥梁建筑抗风能力，稳固桥梁桥板与桥墩的衔接增强桥梁的稳定性吧，促进桥梁应对强风灾害的能力，提升桥梁的抗压、抗风强度。

二、桥梁抗震设计方法

（一）桥梁结构遭受地震破坏的主要形式

依据当前我国掌握的桥梁寄主中遭受地震破坏的情况总结发现，主要由地震造成低沉断裂引起桥梁坍塌，桥梁结构的承受能力小于地震强度造成桥梁保护层脱落、或者桥梁建筑结构的承压能力较差引起桥梁断裂。这几种桥梁结构问题都是造成桥梁结构遭受到地震影响的主要形式，其中除了底层断裂造成桥梁坍塌问题是人为无法弥补的问题外，其他的几种情况都可以通过转变桥梁建设中的技术手段和提升桥梁的质量保障改善桥梁受到地震破坏的影响程度。

（二）桥梁抗震的设计

桥梁抗震的设计中注重应用弹力调节理论提升桥梁的抗震能力[3]。地震对桥梁的破坏主要表现在对地震的震波强度逐渐增大，超出了桥梁对压力的承受范围，从而引起桥梁断裂或者桥梁保护层脱落，桥基受损严重，造成桥梁坍塌。增加桥梁的抗压能力，增大桥梁自身建设中对地震波的强度的调节，例如：在桥梁建筑中应用适当的橡胶垫或者增加桥梁与桥墩间连接的抗震强度，提升桥梁整体震能力。

（三）桥梁抗震建设的主要原则

桥梁抗震能力逐步增强应当以桥梁建筑的实际情况相结合，促进桥梁抗震能力的进一步增强。在进行桥梁抗震建设时首先应当对桥梁建筑的实际地理环境进行勘测，从实际地理状况出发，选择合适的抗震方式，避免多种抗震方式并用，造成建筑成本增加；其次，桥梁的抗震技术应当以桥梁建的承受能力进行分析，做好桥梁建设当中对桥梁遇到地震后造成的后果进行建设前分析，尽量全面的考虑桥梁应对地震发生的状况进行及时应对，提升桥梁的抗震性。

三、桥梁抗风设计方法

（一）桥梁结构遭受大风破坏的主要形式

桥梁遭受到大风天气的袭击是当前桥梁建筑遭受破坏最常见的形式之一。主要有颤振、驰振、抖振、涡振和拉索风振几种主要形态[4]。其中颤振主要是对桥梁的桥面产生影响，抖振主要你、对桥梁的可靠性产生影响，涡振和拉索风振主要对桥梁的桥塔产生影响。对桥梁遭受大风破坏的主要形式进行分析能够为加强桥梁的防风建设提供了良好的解决入口。

（二）桥梁抗风的设计

建设桥梁的抗风措施设计时应当注重对桥梁面对的风向进行了解，通过建设桥梁护栏设计以及桥塔形式的建筑，降低桥梁主体受风力影响的程度，通过桥塔多种形式的转变，对大风的风力产生抗风和减弱风力的效果，稳固桥梁主桥段，增加桥梁的稳固性，减少风对桥梁主体造成的破坏，避免桥梁整体横向位移，造成桥面坍塌。如1，将桥梁建设成三角形，利用三角形稳定性原理，加强桥梁的稳固性，提升桥梁的抗风能力。

图1 桥梁抗风设计图

（三）桥梁抗风建设的主要原则

提升桥梁建筑的抗风能力应当注重桥梁建筑的安全建筑，保障桥梁建筑的质量性，提升桥梁建筑的整体性，一方面注重提升桥梁建筑的美观程度，应当坚持桥梁建筑的实用性与美观性相结合的原则进行桥梁建筑，另一方面注重对已经完成的桥梁建筑进行保护和维修[5]，促进桥梁的抗风能力，提升桥梁的稳固性，促进桥梁的抗风能力得以提升。