桥梁工程中的防灾减灾

桥梁工程中的防灾减灾

周运龙

重庆交通大学，重庆400000

摘要：近年来，我国社会经济快速发展，桥梁工程的建设速度也不断加快，桥梁的抗震设计也成为一个重要的话题。尤其是我国还是一个地质复杂，地质灾害频繁地发生。地震，洪水，山体滑坡等自然灾害对人的生命财产安全造成极大的威胁。而且对桥梁工程的设计，防护也是一个极大地挑战。更要在桥梁工程的设计时考虑好抗震设计，确保桥梁在使用过程中的安全性与可靠性，满足我国社会经济的发展需求。为此，对桥梁抗震设计的探析具有重要意义。桥梁结构进行设计时，格外注重桥梁结构的抗震性能，因为地震对于桥梁结构的破坏力是非常大的，一旦桥梁结构的抗震性能达不到相应的建设要求，一旦有地震发生，将会导致桥梁工程坍塌，严重时将会造成大量的人员伤亡。所以桥梁的抗震设计在面对自然灾难时防灾减灾有着非常重要的意义。

关键词：桥梁工程；桥梁结构；防灾减灾

0引言

中国处在地球上自然灾害多发区，[1]说明了中国是一个灾害损失严重的国家，特别是中国还是一个地震频发的地区，地震对桥梁的破坏力巨大，当出现地震后，会对桥梁的安全性、稳定性及其他方面造成极大影响，地震是突然发生的，其特征是强大的破坏力和广泛的破坏面积。没有目标设计，桥梁将无法承受灾难的破坏，并可能失去其使用能力。在设计桥梁的抗震性能就格外的重要[2]

1 地震对桥梁的影响

1.1桥梁的破坏类型

1）会对地基产生破坏。当地震发生后，地基是最先遭受冲击的部分，如果桥梁工程的地基土质松软，对地基的破坏力会更大[3]

2）会对桥墩产生破坏。桥墩作为桥梁结构中的主要抗侧力构件，其抗震性能是桥梁抗震研究的关键问题。传统现浇混凝土桥墩是在桥梁建设中使用最广泛的结构。在发生地震后，桥墩会在地震波的影响下出现偏移，这时就会剪断支座锚栓，极有可能造成桥段断裂或者桥梁坍塌。

3）会对桥梁支座产生破坏。当地震发生时，地震的破坏力会得到支座的阻挡与消除，虽然支座能对桥梁主体进行保护，但支座被破坏后，也会发生落梁的问题[4]。所以，需要做好抗震设计，降低地震产生的破坏。

4）地震位移。[5]地震位移的出现会使得梁式桥梁上部活动节点的宽度出现设置不当的问题，最终会在落梁和梁体相互碰撞的作用下出现破坏

5）软弱下部结构破坏。受桥梁下部结构无法抵抗自身惯性力和支座传递的主梁地震力，最终会使得整个桥梁下部结构出现开裂、变形、失效等问题，严重的情况下还会破坏整个桥梁的安全性和稳定性

1.2桥梁破坏机理

通过对地震破坏桥梁的损伤识别分析的结果，[6]可以看出，由侧向地震波引起的桥梁各部分之间的压缩和碰撞导致的破坏是桥梁地震破坏的重要原因。众所周知，桥由连接在一起的几个部分组成。当桥梁承受强大的侧向力时，诸如轴承和横向铰链之类的连接部件会导致横梁 向侧面移动并与相邻横梁发生碰撞，从而损坏接头。桥面铺面被损坏，桥区因冲击而损坏，从而导致严重的光束下降和桥梁运输功能的丧失。另外,地震使下面的土壤松散，破坏了基础并失去了支撑功能。

2 桥梁结构设计特点和发展

2.1桥梁结构的分类

桥梁结构主要可以分为五大基本类型，及枕式桥梁结构、斜度桥梁结构、弧形桥梁结构、脊背式桥梁结构、扰流桥梁结构。枕式桥梁结构和斜度桥梁结构在外形相类似，在坡度上有所区别，主要用于大跨度的建筑中，相对于 传统设施有着更可靠的优点。脊背式桥梁结构顾名思义其截断面类似于书本，整个外观平整光滑，在出厂时一次压膜成型，更具有整体性，对于较少震动缓解撞击更有优势，由于脊背式桥梁结构外形美观一次成型，在撤气或撤水的时候会完全扁平，减少了低流干扰，有助于提升抗震设计水平。

2.2 桥梁结构的发展

我国目前的桥梁结构数量已建成的已有很多，按照我国的桥梁工程的实际情况并在多年的建设经验总结，已经形成了具有中国特色的桥梁结构体系，但是通常都是以小型为主，真正的多跨大型公路桥梁结构还屈指可数，大型多跨桥梁结构在实际应用中有很多地方可以使用，也是未来桥梁工程抗震设计的重要发展趋势，随着科技的发展与技术的不断完善，大型多跨桥梁结构的需求量也在不断增加，由于其跨越度大、跨数多等特点，导致了在设计其工程布置形态、安置位置等方面需要更多的考虑和更多的规划考量，这也是我国目前大型多跨式桥梁结构抗震设计的重点与难点。

2.3 抗震设计需要注意的事项

1）正确选择地址

  桥梁地址的选择十分关键，抗震设计过程中需要考虑桥 梁选址，确保在区域内能具有良好的抗震性能，而且还要保证地面不能松软，确保地面的牢固性。因此，在抗震设计过程中，要考虑地址与土质，确保桥梁具有良好的抗震性能。

2）注意结构上的对称

在抗震期间对称性结构的优势也比较明显，在对地震问题进行应对时效果良好。比如，桥墩的高度差距较大，当发生地震时低桥墩受到高桥墩的影响较大。因此，在抗震设计期间，需要对结构的对称性进行考虑

3）注重桥梁的整体性

桥梁的整体性对结构作用的发挥具有重要意义。在地震发生时结构需要有足够的承载力来承受冲击力，避免发生被震落的情况。因此，在提升桥梁整体性的过程中，需要利用多种渠道来提升整体性，并且要做好减振工作，确保桥梁的稳定性

3 桥梁结构设计

3.1基础抗震措施

在桥梁结构设计的过程中需要相关人员采取有效措施来增强整个桥梁基础结构设计的强度和刚度，并采取必要的措施来减轻桥梁上部荷载，目的是防止出现因为地震引起的动态性或者永久性的不均匀变形。在可能发生地震液化地基上 建设桥梁的时候需要选择深基础，让桩或者沉井穿过可能液化的土层，从而增强整个桥梁设计的稳定性。

3.2桥台设计措施

在桥梁结构设计的过程中需要采取有效的措施来强化桥台胸墙，在其中添加适当的配筋，并在梁和梁、梁和桥台胸墙之间设置具有弹性的垫块，目的是有效缓解地震对整个桥梁结构的 冲击和干扰，增强整个桥梁结构设计的安全性、稳定性。整个桥位无法避免出现液化土或者软土地基的时候，需要采取措施 实现桥梁中线和河流的正交，并采取措施适当的增加桥梁的长 度，让桥梁稳定在河岸上。在一般情况下需要将桥台的高度控 制在8m以内，桥台则是适合选择安排在地势平坦、横坡缓慢、距 离主沟槽位置较远、地质条件良好的地段。在地基条件允许的情况下可以将选择整体性较强的T形、U形、箱形桥台。

4 结论

对于桥梁工程来说，采取有效的措施来提高桥梁结构的抗震性能意义重大。作为相关的设计人员，需要对桥梁工程的结构特点有非常清晰地了解，并且在设计之前需要充分做好桥梁工程的地质勘查，进而采取有效的抗震设计措施来做好桥梁结构的抗震设计工作，确保桥梁结构的抗震等 级达到相应的要求和标准，降低地震灾害对桥梁结构所造成的影响，以更好 地保障出行人员的安全。

参考文献：

1]崔京浩.灾害的严重性及土木工程在防灾减灾中的重要性[J]. 工程力学，2006（S2）:49-77.

2]王建森.浅析桥梁抗震设计[J].道路桥梁，2017（02）：19-20.

4]李建中,管仲国.桥梁抗震设计理论发展:从结构抗震减震到震后可恢复设计[J].中国公路学报,2017,30(12):1-9+59.

5]肖松松.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].门窗，2019，13（12）： 144+14

6]王晓伟,赫中营,叶爱君.桥梁高桩承台基础地震破坏机理试验研究[J].同济大学学报(自然科学版),2014,42(09):1313-1320.