土木工程结构设计中的抗震问题

郝义东

沈阳誉丰祥市政工程有限公司 辽宁沈阳 110000

研究表明，引起桥梁振动并造成破坏的主要因素包含船舶撞击、风、地震等。而相较于风、船撞等其他因素来说，地震在其中扮演着重要的角色，全球范围内大部分的桥梁损坏都是由地震造成的。因此，降低桥梁震害产生的影响是目前首要解决的难题，人们可以结合现有环境的实际情况，充分利用抗震设计方法降低震害对桥梁带来的危害。同时，要加强抗震理论的研究，使其在侧重原有强度的同时向更加注重性能的方向转变，为后续的研究和实践提供参考，具有重要的现实意义。

1 桥梁震害发生的主要原因

地震的瞬发性极强，并且伴随着极大的破坏性，是一种能够从多维度造成桥梁破坏的自然灾害。桥梁是一个有机统一的整体，各个部位紧密联结，相互影响。所以，必须从多角度对桥梁震害产生的原因加以分析。研究表明，产生的主要原因有以下几点：①桥梁原有的支撑性受到破坏，无法维持良好的稳定性，造成桥梁损坏。例如，桥台发生重心偏移，相邻桥墩发生错位或断裂情况等。②地基下沉将会从底部影响桥梁的稳定性，致使整个桥梁结构发生下沉或坍塌，因此，地基基础是完成高质量桥梁结构的首要条件，具有重要作用[1]。③地震具有持续性，能够不断对桥台、桥墩等桥梁结构进行相互碰撞，发生不可避免的损害和破坏。④桥梁设计的好坏是决定桥梁抗震性能的先决条件，优良的结构设计以及安全有效的减震隔震措施能够有效预防减少桥梁地震灾害。

2 土木工程的抗震结构的设计要点

2.1 选择合理的施工场地

众所周知，在不同的地点进行施工所呈现的设计效果也会有所不同。所以在土木工程开始之前首先要选择合理的施工场地，从根本上保证施工设计的合理性、稳定性。在进行施工场地的选择时，有关人员一定要注意该地区地形因素、地震发生频率及地理位置的考虑，特别是对于一些地震发生频率较高的地区，一定要在施工场地的选择方面给与重视。在条件允许的情况下，选择舒适平坦、视野开阔的地区会比较好，这样的地理位置能够减少土木工程抗震结构的设计难度及施工难度，也会减少由于地形因素等对工程设计带来的影响。

2.2 采取特殊的防震材料

为了提高土木工程的抗震性能，要选取科学的防震材料。通过对工程结构进行隔震处理提高整个土木工程的总体质量。一方面要对整个工程的地基进行有效处理，降低地震发生对整个路桥物所造成的损伤，另外在工程地基的底部部分铺设一定的沙子和粘土，也能够对地震产生缓冲和延缓的效果。当下较为流行的一种方法是选取一定的沥青、沙子以及粘土等作为地基的填充物，增强整个路桥物的防震效果，有效的降低地震所带来的危害[2]。

2.3 结构参数的设置

在路桥结构体系不同的基础上，路桥物的路桥效果及经济效益也会存在本质上的区别。因此，在开展抗震结构设计工作的过程中，需要格外注重抗震结构体系的构建，严格按照抗震规范开展设计工作，并明确计算抗震传递途径，构建多元化的传递方案。抗震结构设计框架初步制定之后，需要充分体现符合时代发展规律的设计理念以及专业的设计技能，尤其是关键的结构部位，更需要进行详细准确的说明，确保施工方能够准确了解设计方的初衷和设计目的。同时，设计过程中可以借助地震模拟的方式对结构参数进行优化，模拟在不同地震等级的情况下，路桥各个结构的实际受力情况，如柱梁变形、墙体承载能力等内容。而在路桥结构的规划环节当中，需要明确规划工作的重点难点，对设计框架进行进一步的优化，促使设计效果不断提升。

2.4 抗震加固

目前对于钢筋混凝土桥梁的抗震加固处理主要采取补强加固、增大截面等常规加固方法或者更换隔震支座等隔震耗能加固方法。两种方法，由于作用机理的差异，使其在施工方式、管理流程等方面有着一定的不同。具体来看：①抗震加固的方法主要涵盖了加固补强、体外预应力加固、改变结构体系加固等方法。这些加固方法的主要原理在于，采取必要的加固手段，不断提高钢筋混凝土桥梁的侧向高度。这类抗震加固方法，操作难度较小，施工周期较短，技术要求相对较低，但是在实际加固过程中，导致整个钢筋混凝土桥梁刚度过大，在地震的作用下，极易发生结构性损伤，削弱了抗震加固能力。抗震加固区域与桥梁原有建筑结构在延展性等方面存在较大差异，地震发生时，极易出现桥梁局部刚度突变，造成应力的过度集中，造成结构性损伤[3]。②隔震耗能加固方案通过增设纵向限位器、横向限位器、防落梁、缓冲器等手段，使得整个钢筋混凝土桥梁的动力学特性发生了明显变化，增加了桥梁结构的弹性形变量，整个施工活动，对于桥梁原有的建筑结构影响不大，但是施工成本加高。以隔震支架为例，目前其市场价格保持在20000元左右，巨大的抗震加固成本，无疑影响了隔震耗能加固方案的实用性。出于钢筋混凝土桥梁抗震加固水平以及经济性的考虑，为实现二者之间的有效平衡，在进行钢筋混凝土加固方案选择的过程中，工作人员需要对整个施工方案的加固效果以及成本之间关联性进行系统性评估，寻求最优化的抗震加固方案，为后续施工活动的开展提供方向性引导，保证施工效果，不断提升钢筋混凝土桥梁的抗震能力。

3 结语

综上所述，桥梁是连接抗震救灾现场的重要通道，因而对于桥梁的抗震设计决不能掉以轻心。在满足国家规范标准的前提下高质量、高标准地完成桥梁建设。现今，虽然地震具有不可预见性，但人们必须时刻保持警醒，提前做好安全防范措施。紧密结合桥梁施工的具体环境以及抗震级别要求，多重视桥梁结构、各个部件连接方式以及桥墩主梁等的有机结合和细节设计，进一步对桥梁的设计质量进行提升和完善。