钢筋混凝土曲线桥梁抗震分析与设计

顔世健

（中铁十六局集团第四工程有限公司 北京 怀柔 101400）

1 引言

地震是人们密切关注的地质问题，随着近年来的地震多次发生，人们对抗震也有了很大的关注，抗震措施也不断的得到完善，地震给我们敲醒了警钟，地震不仅给我们带来了经济损失，同时还毁坏了很多建筑，我国的桥梁抗震技术就是在这种情况下被引起重视然后不断改善的，这对设计者也有很严格的要求，设计者在设计桥梁时不仅考虑其外观因素，最重要的要考虑它的性能，是否稳固，是否抗震。我国的桥梁抗震技术在不断的完善之中。

2 我国桥梁的现状

首先分析我国的地理位置，我国处在中部地区，边缘是两个著名的地震带，一个是环太平洋地震带，另一个是亚欧地震带，我国就是被这两个地震带包围，近年来，从汶川地震，又有九寨沟地震，地震的突发频率特别高，而且强度大，毁灭性强。桥梁作为重要的工程，它的抗震性更应该得到关注，在进行抗震救灾工作的同时，不仅是建筑下的灾害，还有公路交通的毁坏。我国现阶段的桥梁抗震技术还有待提高，它处于正在发展的阶段，尚未完善。

3 桥梁抗震报告分析过程

3.1 技术指标

技术指标中主要注重的是荷载等级与设计安全等级两个等级之分。外加地震防烈度。这三项指标是桥梁抗震报告中重点需要分析的技术指标。

3.2 材料分析

桥梁在设计过程中要对其材料进行严格把关，在桥梁设计过程中运用最多的还是钢材，在设计使用的过程中，要充分考虑它的性能，抗腐蚀性能以及抗震性能，多方面综合考虑材质的应用。

3.3 预应力分析

此项分析指标包括多个方面，第一是钢筋的性质，钢筋的拉伸程度在一定的技术指标范围之内，如果超出这个指标之外，就要对其选择进行重点的规划与设计。同时还有钢筋的横截面积，再一个就是考虑到钢筋与外界的摩擦因素，摩擦力会影响钢筋的使用效果，接触面积是很重要的影响元素之一，合理控制钢筋横截面积的大小，使其的摩擦力不至于太大，对桥梁抗震分析过程的研究减小了阻力。

3.4 研究内容

（1）桥梁动力特征的分析过程

（2）桥梁抗震特征的分析过程，桥梁在进行抗震分析过程中，首先要考虑桥墩的性能，地基是重点的考虑因素，地基不稳固，桥梁的抗震就没有任意意义。桥墩的设计是桥梁设计的关键。多数桥梁在地震过程中会发生稳固性的变动，所以对其的弹性指标进行测定分析是桥梁抗震特征分析的一个必要的元素。

设计对象是整个桥梁，在设计过程中单纯的性能分析是远远不够的，还要进行地震演练分析，合理建模，建模过程中充分考虑桥梁两侧支撑物的选材以及性质。曲线桥梁在设计中会有一定的难度系数，为了减少这种因素对研究整个过程中的影响，需要采用转化的设计思路，将曲线设计转化为直线设计，采用微积分的手机对其进行计算，对计算结果进行合理分析与整理，最后作出总结。

（3）计算过程分析

计算要运用计算机，有专门的计算软件，采用专业的Midas或者Civil软件进行计算。计算过程要灵活，不能执着于一项数据的研究，要多次测量寻找平均值，不能有太大的偏差，计算结果要符合国家规定的相关技术指标范围之内。

（4）技术标准规范设计，设计各项指标要遵守《铁路桥涵设计基本规范》中相关指定规则。以及《公路桥梁抗震设计细则》。

3.5 抗震指标分析

需要用到的相关手册是《地铁设计规范》，在进行桥梁抗震过程的计算过程中，要充分遵守《铁路工程抗震设计规范》的设计准则。不能有太大的偏离。抗震的系数要进行阶段性的测定分析，研究结果要有一定的时效性。设防目标分析也是多方面的，对地震进行分类可以分为罕见地震，多次频发地震以及设计地震三种，每种地震桥梁抗震分析指数是不同的，在罕见地震中要对钢筋性能进行重点关注，钢筋在遭遇重大地震会发生性质的变化，比如伸缩性能会有严重的影响，这对桥梁的稳固性有了特别大的影响。

3.6 地震参数分析

（1）地震分析的重要元素是地震波的变化，将其变化在计算机上表现出来就是曲线的形式，这个曲线的变化过程有点像心电图，对此图进行分析与整理，最后作出总结，根据曲线变化进行地震分析用概述，对其作出合理的评价。将上述提到的三种地震形式都通过绘制曲线图的方式进行分析，然后作出对比，找出它们的不同点。针对不同的分类作出相应的分析报告，最后归类整理总结。

（2） 阻尼参数特征分析

结构阻尼有两个重要部分，第一个部分是结构材料的阻尼性质，另一个是桥墩以及底座在震后发生形变以后的过程分析。前者采用著名的瑞利比例阻尼，后者主要侧重于分析桥梁在地震以后自己设计过程中的弹性指数，表示其选材的应变能力特征，在进行参数分析的过程中要进行合适的数学建模分析过程。

4 桥梁抗震设计

桥梁抗震设计是桥梁抗震过程的综合性元素，在进行设计过程中，不仅要符合国家规定的各项指数，更要注重实际的应用成果。综合以上提到的各项指标，相关技术人员要提高自身的技术，在进行设计过程中要对数据的处理具有随机应变的能力，数据的处理不是非常容易的，这就要更具各个部件的参数进行近似处理，对于一些精度要求高的计算要尽可能的少做一些数据的近似处理。对于一些要求不高的要做一些近似处理，方便于计算，节约计算时间，从很大程度上也节约了生产成本。是我们技术进步以及熟练掌握技术的进步体现。设计者在设计过程要充分考虑稳定性因素，要实地考察，不断进行测试，最终才能取得满意的成果。

5 桥梁抗震分析与设计中的问题

在建模过程中要考虑诸多因素，比如在构建模型的时候要采用3D的立体效果图，更容易表现桥梁的设计过程。一些重要的元素，比如桥梁主题轮廓，桥墩形状以及两边支撑物都要在图上表现出来。

6 结语

桥梁抗震系统在整个桥梁抗震行业有重要的发展前途，为整个行业的发展提供了动力。随着地震的频繁发生，我国的抗震措施也在不断的完善之中，桥梁抗震体系就是其中的一个重要方面，桥梁抗震系统的发展是我国在桥梁抗震以及地震的预防方面做出的一部分贡献，虽然从某些程度上来说，这项系统还不是特别完善，但是它也是我国桥梁抗震系统发展的一个步伐，一步一步的发展是我们的进步。在设计者以及施工技术人员的共同努力之下，再加上局势的变动，政府的大力支持，我国在这个行业的发展是不容小觑的。

[1]陈尧三，赵铁永，石丽芳.关于桥梁抗震设计的几点思考[J].科技资讯，2008(2)：24-26.

[2]董淑艳，姚凯.简述桥梁结构的震害及主要抗震设计方法[J].中国建设信息，2008(16)：35-38.

[3]扬传永.公路桥梁抗震设计细则分析[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版)，2009(3)：5-9.

[4]刘印华.探讨桥梁抗震设计的方法与注意事项[J].广东科技.2009(12)：14-17.

[5]叶爱君，范立础.大型桥梁工程的抗震设防标准探讨[J].地震工程与工程振动，2006(2)：22-25.