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中小跨径公路桥梁抗震设计理念探讨

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摘要:针对目前小中跨径公路桥梁进行抗震设计应用过程中存在的问题,对地震病害影响进行了分析,并提出了优化抗震设计控制策略。结果表明,要想使中小型跨径公路桥梁工程得到抗震设计保证,需从优化桥墩、梁体以及桥型选择单方面,来实践抗震设计理念价值。

关键词:中小跨径公路;桥梁抗震设计;连续桥梁;桥墩抗震设计;桥型设计

1中小跨径公路桥梁抗震设计应用现状

以某地震灾害给中小跨径公路桥梁造成的影响为例,据相关数据统计,地震灾害涉及的中小型跨径桥梁公路工程中包括的桥型有:简支桥梁、连续桥梁、拱桥以及刚构桥等。这些中小型跨径桥梁均被服务于跨水、跨越山谷、城市立交以及机场高架等方面,对于简支桥梁与连续桥梁来说,其在采用贝雷架、跨线桥以及立交桥等桥型设计时,更易于落梁震害的交通恢复。而对于连续桥梁来说,受灾后,甚至未出现落梁破坏。而地区部分桥梁公路工程并未在主要交通干路上采用这一设计。这种情况,就大幅度增加了中小跨径公路桥梁施工救援的难度。此外,对于拱桥来说,设计应用的石拱桥以及现浇连续箱梁桥型,其具备的抗震能力存在差异。

2优化中小跨径公路桥梁抗震设计策略

2.1桥墩抗震设计

中小跨径公路桥梁桥墩,是工程控制地震灾害影响的重要抗力构件。为此,抗震设计人员应从结构体系出发,通过尽可能提高同一联内各个桥墩刚度设置的均匀性,来提高桥墩的抗震能力。此过程,要求设计人员还要将桥墩的延性充分利用起来,并结合计算方法来提高配筋的合理性。此外,设计人员还要充分考虑箍筋对桥墩延性以及承载能力的作用影响,并按照规范标准来确定箍筋体积的肢距、配筋率、直径以及间距等。这是细化中小跨径公路桥梁桥墩抗震设计应用的有效方法,建设人员应将其作用于实际。

2.2梁体抗震设计

梁体受地震灾害影响主要体现在位移量增加,这是支座与挡块结构失效导致的。此过程,伸缩缝也会因为超出工作能力而出现失效,这些均会导致梁体脱离桥墩进而发生滑落。为此,抗震设计人员应设置有效的桥梁滑落控制装置,以防止桥梁结构出现整体滑落现象。具体来说,可通过加强限位装置,来阻止梁体出现过大位移。此外,还可通过增加支撑长度,来保证梁体台帽具有必要的搭接长度。值得注意的是,此项设计虽然在《公路工程抗震规范》JTGB02-2013中并未给出相应的的数值标准,但设计人员可在实际工作中结合工程建设情况进行设置。据对地区公路建设历史数据资料的调差,如存在发生更大烈度地震情况,中小跨径公路桥梁抗震设计人员应通过设置连梁装置,来作为防控梁体结构滑落的最后一道防线。此装置设计,应将背墙、梁体以及桥墩连接起来,从而提高梁体结构的作用稳定性。

2.3桥型设计

从中小跨径公路桥梁抗震设计应用现状可以看出,地震灾害影响中不同桥型的设计效果存在一定差异,即并不是桥梁桥型设计抗震性能好,其实际抗震效果就高。每一种桥型的抗震设计均有一定的使用条件与范围,为此,抗震设计人员应从工程的所处条件入手,将提出的抗震设计理念作用于实践。具体来说,抗震设计人员应尽可能采用质量以及刚度均匀的结构形式,来提高设计应用的合理性。对于处在跨越断层带的公路桥梁工程,设计人员应采用简支桥梁体系,以避免整体结构出现垮塌问题。当桥梁工程处于两岸基础条件良好且两侧边坡存在潜在地质灾害危险的情况下,抗震设计人员应采用拱桥桥型,来提高结构抵御落石的能力。此外,在采用刚构桥桥型进行抗震设计时,设计人员应加大保险丝式单元的设计研究力度。即在修复与检测部位预设结构薄弱位置,进而提高各部分梁体结构耗散地震灾害能量,从而缩短交通恢复时间。对于曲线桥梁施工方法无法控制地震灾害影响时,设计人员可通过提高结构刚度以及质量分布的均匀性,即加大连接构造以及下部构造设计的针对性,来实现灾害控制目标。对于处在连续梁结构的桥梁工程,抗震设计人员应采用能够保证上下部结构连接均匀性目标的设计,从而使地震力均匀的分布到各个桥墩结构上。这是避免中小跨径公路桥梁工程项目中因某个桥墩出现因受力过大而造成破坏的有效策略。值得注意的是,对于连接构造,应采用固定连接方式,来对下部结构进行特殊处理,即通过增加纵筋以及加密箍筋等措施方法,来实践优化抗震设计应用目标。

3结束语

综上所述,中小跨径公路桥梁的抗震设计应根据工程所处的实际情况来进行桥型选择,以提高各部分结构作用的稳定性,这是优化路桥抗震设计应用效率的关键。此外,抗震设计人员还应提高同一联内各个桥墩刚度设置的均匀性以及加大保险丝式单元的设计研究力度,来降低桥墩与梁体受损的程度。事实证明,上述设计技术应用,将提升灾害后小跨径公路桥梁工程项目的交通恢复效率,从而为灾后抗震节省宝贵的救援时间。因此,相关建设人员应将其重视起来,以实现经济发展的可持续性目标。

参考文献:

[1]王克海,李冲,李茜,李悦.考虑支座摩擦滑移的中小跨径桥梁抗震设计方法[J].工程力学,2014,(6):85-92.

[2]侯泽群.关于中小跨径公路桥梁抗震设计理念探讨[J].江西建材,2016,(4):199.

[3]卢宇波.中小跨径公路桥梁抗震设计理念及方法[J].珠江水运,2016,(10):52-53.

作者:毛莹莹 单位:山西省交通规划勘察设计院

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