城市桥梁抗震设计问题分析

城市桥梁抗震设计问题分析

王高科

王高科宁波市城建设计研究院有限公司浙江宁波315000

摘要：伴随着城市发展以及市民出行需求的日益增长，城市大型互通式立交桥、跨线高架桥应运而生。但我国同时又是一个地震多发的国家，研究城市桥梁的抗震问题尤为重要。

关键词：城市桥梁；抗震；设计

桥梁作为城市公共交通的重要组成部分，在保障人们日常生活起着极其重要的作用。由于地震的难预测性以及强破坏性，我们唯一的选择就是加强桥梁的抗震设计。

1、明确桥梁抗震设计的重要性

1.1地基缺乏抗震设计有些桥梁地基在设计的时候采用排架桩地基，这种设计会大大降低地基的承载力，导致桥梁横向或者竖向位移。此外，工程中还出现过由于地基修建不稳而造成桥梁抗震性能降低的情况。

1.2桥梁支座缺乏抗震设计桥梁支座缺乏抗震设计或者桥梁支座型式设计不合理、材料质量不过关同样会导致支座在地震中发生位移与变形，最终无法抵御地震的破坏。

2、城市桥梁抗震设计建议2.1延性设计城市桥梁延性抗震设计中的验算准则主要有强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则以及基于低周疲劳特征的破坏准则。延性抗震设计对于桥梁的抗震尤为重要，因此，笔者建议在做桥梁延性验算的时候充分考虑设计与工程实际相结合，选择合适的验算准则，做精确的计算，以提高结构的延性性能，最终保证桥梁的抗震性能。

2.2重视基础抗震设计对于桥梁而言，基础是承重主体，也是抗震的关键结构。一旦基础被破坏，不仅在地震发生的时候会造成严重的后果，在地震之后桥梁也无法修复，只能重建。这样就大大增加了经济损失。所以在桥梁抗震设计中一定要重视基础抗震设计。只有在保证基础牢固的前提下，才能保证桥梁的上部结构的稳定。

2.3重视支座抗震设计作为承上启下的构建，支座是整个桥梁抗震中最薄弱的部位，震害极为普遍。国内外不少学者提出减震、隔震支座的概念，通过在桥梁支座上采取必要的减震、隔震构造，使结构通过上部结构的位移变形消减地震能量，实现结构抗震目标。自汶川地震后，桥梁的减震隔震设计得到重视，我国先后修订与制定了公路、城市道路桥梁的抗震设计规程，减震隔震支座成为高烈度区桥梁抗震设计的一种理念。

3、案例分析宁波市北环东路（世纪大道～东外环路）快速化改造工程位于镇海区，抗震设防烈度为7度，全线采用高架桥+地面道路快速路，选取其中主线高架桥跨径组合为33+50+33m，梁宽25.5m，与G匝道桥跨径组合为3×30+27m，梁宽13m，桥墩为双柱墩，墩高10m左右。因此该桥可以概括为自重大、结构刚度大。建模时，主梁、墩均采用空间的梁单元；承台模拟为单个质点，并赋予相应质量；对桩基的模拟采用等效土弹簧的办法，即把每根单桩模拟为6×6等效土弹簧，土弹簧刚度根据“m”法确定。

根据有无加隔震支座的不同分别建立4种典型状况下的桥梁模型。

3.1延性方案延性抗震的主要特点是利用结构构件本身进入塑性状态来实现结构整体的抗震安全，本项目针对所选的4个典型桥式，基于延性的抗震体系进行结构的抗震设计、地震内力需求与验算。其中6车道主线模型和匝道模型在E2作用下，横桥向桥墩状态见表1和表2。

计算结果表明如下结论。

（1）匝道、正线各典型桥梁采用减隔震设计以后，各墩、桩在E2地震作用下均满足性能目标检算需求，均为弹性工作状态，即在设防的地震作用下，墩、桩主要构件不发生损伤或仅发生微小损伤，震后不需要修复。

（2）匝道桥铅芯橡胶支座在E1地震作用下的变形仅为3cm，在E2地震作用下也＜15cm，正线桥支座在E2地震作用下的变形也＜15cm，均未超过其极限变形能力，表明在设防地震作用下，支座不会发生滑脱现象。

4、结论现阶段，我国城市交通压力日益增强，在对车辆进行限制的同时，城市桥梁成为缓解交通压力的不二选择，因此，要想有效地提高桥梁的质量，抵御地震的破坏，必须在桥梁抗震设计方面加强研究，积极探索桥梁抗震设计的新方法、不断完善自身设计水平，更好地保障城市桥梁的抗震性能。

参考文献：[1]JTG/TB02-01-2008，公路桥梁抗震设计细则[2]CJJ166-2011，城市桥梁抗震设计规范[3]范立础，李建中，王君杰.高架桥抗震设计.北京：人民交通出版社，2001.[4]叶爱君，管仲国.桥梁抗震（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2011