【摘 要】 2008年震驚全中國(guó)的5·12汶川大地震使得無(wú)數(shù)的人流離失所，城市基礎(chǔ)設(shè)施受到了嚴(yán)重的破壞，尤其是道路橋梁的坍塌阻礙了全國(guó)各地的人員和物資的救助。由此有關(guān)道路橋梁的抗震建設(shè)受到了越來(lái)越多的人的重視。本文主要對(duì)橋梁抗震的設(shè)計(jì)方法和維護(hù)進(jìn)行研究，期望能夠有效地提高橋梁的抗震性功能。
【關(guān)鍵詞】 道路橋梁 抗震研究 維護(hù)
自從汶川發(fā)生8級(jí)強(qiáng)震之后，不僅僅是汶川，其他城市的基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)一不遭到嚴(yán)重破壞，尤其是道路橋梁的坍塌更是阻擋了人們對(duì)地震地區(qū)的救援活動(dòng)。地震之后，曾經(jīng)有過(guò)對(duì)汶川地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)的調(diào)查，研究發(fā)現(xiàn)梁式橋的結(jié)構(gòu)占有絕大部分。連續(xù)梁橋和簡(jiǎn)支梁是大多數(shù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式，并且它們的支座也多采用板式橡膠。在支座上直接擱置梁橋。地震給橋梁造成的破壞大多表現(xiàn)為梁橋的滑落、支座的華東、梁體滑移、橋臺(tái)斷裂、梁體的相互碰撞等等。本文主要是對(duì)檢測(cè)橋梁的抗震性分析，提出抗震性橋梁在初期設(shè)計(jì)時(shí)的方式和對(duì)橋梁抗震性進(jìn)行維護(hù)加固的措施。
1 測(cè)試道路和橋梁的抗震性方法
1.1 靜力理論
靜力理論是最初為了研究橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性而采取的理論方法。此理論主要是對(duì)地震的震動(dòng)頻率和橋梁結(jié)構(gòu)的各部分相同的假設(shè)，通過(guò)對(duì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和地面運(yùn)用的特性的因素進(jìn)行忽略不計(jì)，然后將橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)所形成的慣性力乘以地面運(yùn)用的加速度。當(dāng)由于地震使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力將其當(dāng)做是靜止的，將地震荷載看做是地震的慣性力，然后分析在結(jié)構(gòu)上通過(guò)這種外載荷的方式而產(chǎn)生的內(nèi)力。1915年提出了震度法。這種方法中增添了水平地震荷載，這種因素是將結(jié)構(gòu)10％的重量增加在靜力法原有的概念上。但是靜力法更具備簡(jiǎn)單的概念和簡(jiǎn)潔的計(jì)算公式。所以在我國(guó)相關(guān)的法律文件中提出通過(guò)靜力法來(lái)計(jì)算地震荷載來(lái)分析擋土墻和路基的抗震能力和穩(wěn)固性。
1.2 時(shí)程分析法
時(shí)程分析法在我國(guó)被廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)和分析復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的抗震性。這種方法分析和設(shè)計(jì)工程的抗震性都是通過(guò)對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)和速度數(shù)值的實(shí)際記錄來(lái)進(jìn)行的。時(shí)程分析法不僅能夠?qū)Φ卣鹫饎?dòng)的時(shí)間、振幅和頻率有效地反映出來(lái)，而且還能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的彈塑性得到充分的考慮。
2 設(shè)計(jì)階段的抗震性措施
2.1 橋梁整體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的方面
在設(shè)計(jì)道路橋梁的時(shí)候，首先需要考慮的就是如何選擇橋位。地質(zhì)堅(jiān)硬的場(chǎng)地比較適合橋位的理想選擇，比如說(shuō)場(chǎng)地的地基都是堅(jiān)硬的碎石或基巖等。像不穩(wěn)定的坡地、松軟的粘土地基、人工填土、松散的細(xì)砂地等這些都屬于非理想選擇，因?yàn)檫@些松軟的場(chǎng)所可能夠會(huì)因?yàn)榘l(fā)生地震導(dǎo)致地基坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，所以要避開(kāi)這些場(chǎng)所。另外當(dāng)遇到跨越斷層等一些特別的情況時(shí)首先要需要進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)然后選擇是否適合所選擇的橋梁形式。第二個(gè)需要注意的就是如何選擇橋型。橋梁的基礎(chǔ)形式、墩臺(tái)和合適的橋梁形式的選擇需要注意場(chǎng)所的地勢(shì)、地質(zhì)條件和橋梁的規(guī)模。另外還需要考慮到今后方便對(duì)橋梁進(jìn)行修復(fù)加固，因此橋梁的結(jié)構(gòu)體系需要選擇那種經(jīng)濟(jì)合理而且技術(shù)先進(jìn)的。在抗震方面可以選擇減震的新結(jié)構(gòu)，比如說(shuō)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。最后還需要考慮到如何布置橋孔。這方面需要注意布局的抗震性，橋梁的形式可以選擇那些方便施工、重心低、剛度和質(zhì)量分布均勻、和體形簡(jiǎn)單的。需要防止將大跨結(jié)合起高墩。
2. 2 不同結(jié)構(gòu)的抗震措施
橋梁的抗震需要考慮到不同部位的抗震，分別采取不同的措施，基礎(chǔ)抗震措施、橋臺(tái)抗震措施和橋墩抗震措施是目前有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)比較有效的抗震措施�；A(chǔ)抗震主要是為了避免地震造成橋梁的滑動(dòng)和長(zhǎng)期的不規(guī)則變形。所以對(duì)橋梁的基礎(chǔ)部位的剛性和整體性進(jìn)行加強(qiáng)使之上部荷載得到降低。當(dāng)橋位處于地震液化可能夠發(fā)生的場(chǎng)地時(shí)，為了能夠?qū)赡芤夯耐翆釉黾右欢ǖ纳罨ㄟ^(guò)使樁或沉井進(jìn)行密實(shí)穩(wěn)固土層，同時(shí)將一些鋼筋穩(wěn)固在樁的上部，注意和地面的距離保持在1～3m內(nèi)。橋臺(tái)抗震措施主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地震沖擊力的緩和，在橋臺(tái)增加胸墻，并且將彈性墊塊布設(shè)在橋臺(tái)和梁之間。對(duì)于有些基礎(chǔ)比較淺的橋梁和通道需要對(duì)其下不得支撐梁部進(jìn)行加強(qiáng)。為了能夠?qū)υ诘卣饡r(shí)發(fā)生的橋墩滑動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行防范，橋梁結(jié)構(gòu)需要采用四鉸框架。橋墩抗震有效措施主要是通過(guò)對(duì)橋墩的加強(qiáng)進(jìn)行緩和地震的強(qiáng)度。高墩通常是運(yùn)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以對(duì)橋墩的樁、柱的直徑進(jìn)行合理的加大，另外也能夠運(yùn)用雙排的柱式墩和排架樁墩，通過(guò)架設(shè)橫梁在柱和樁之間，從而對(duì)橋墩的抗震強(qiáng)度和抗變形性進(jìn)行加強(qiáng)。
3 后期的修復(fù)加固
3.1 橋梁抗震性的加固
為了避免地震造成的橋梁滑落的風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)其加強(qiáng)支承連接件。目前世界上常見(jiàn)的措施就是對(duì)支承面寬度進(jìn)行加強(qiáng)，以及將縱向約束裝置安置在相鄰梁之間。并且對(duì)橋梁的抗震強(qiáng)度的加強(qiáng)還可以通過(guò)專門(mén)的耗能裝置和減隔震技術(shù)，比如說(shuō)智能支座、鉛芯橡膠耗能支座，這些都是增強(qiáng)抗震性有效的方法。
3.2 無(wú)筋混凝土結(jié)構(gòu)和橋墩的加固
橋梁下部結(jié)構(gòu)需要加強(qiáng)抗震性的通常有兩個(gè)方面，即無(wú)筋混凝土結(jié)構(gòu)和橋墩。目前對(duì)橋墩增強(qiáng)抗震性的措施有很多，像是碳素纖維加固法、鋼板外包加固法等等。最初對(duì)無(wú)筋混凝土結(jié)構(gòu)通常采用的是磚石材料，所以很容易發(fā)生破壞，所以我們只能從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行加固，將橋墩和襯套通過(guò)鋼板（混凝土）襯套方法進(jìn)行結(jié)合，形成一個(gè)整體，能夠?qū)Φ卣疬M(jìn)行抵御。這些加固抗震性的措施并使傳統(tǒng)上的抗震方法，最大的不同在于對(duì)橋梁的動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或者改變，從而使其結(jié)構(gòu)的震動(dòng)反應(yīng)得到降低，從而使得橋梁在地震中的能夠有效地實(shí)現(xiàn)抗震。
4 結(jié)語(yǔ)
地震的發(fā)生是不可避免的，但是對(duì)于橋梁的抗震性我們可以采取有效措施進(jìn)行加強(qiáng)，這樣才能夠避免地震給國(guó)家、城市、人們帶來(lái)的損失。汶川5·12大地震的發(fā)生造成的道路橋梁的損失在一定程度上阻擋了人們救助的步伐，這樣的警示時(shí)時(shí)刻刻提醒著人們重視橋梁的抗震設(shè)計(jì)，通過(guò)研究分析有關(guān)橋梁抗震的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)，更有效地提高橋梁的抗震強(qiáng)度。
參考文獻(xiàn)
[1] 韋定超；基于性能的橋梁抗震設(shè)計(jì)方法的討論[J]；價(jià)值工程；2011年11期
[2] 張啟華；建筑結(jié)構(gòu)抗震研究[J]；科技致富向?qū)В?010年18期
[3] 楊菲；淺談橋梁抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題及其對(duì)策研究[J]；科學(xué)之友；2011年05期
[4] 宋雷；賀立新；鉛芯橡膠支座在簡(jiǎn)支梁橋減隔震中的應(yīng)用[J]；橋梁建設(shè)；2012年03期
[5] 郭宜強(qiáng)；肖盛燮；考慮P-Δ效應(yīng)的鋼筋混凝土空心高墩地震響應(yīng)分析[J]；西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）；2012年02期
[6] 付東王；李洪煊；郭興文；余代廣；武穎利；高樁碼頭結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析[J]；水運(yùn)工程；2011年03期
【關(guān)鍵詞】 道路橋梁 抗震研究 維護(hù)
自從汶川發(fā)生8級(jí)強(qiáng)震之后，不僅僅是汶川，其他城市的基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)一不遭到嚴(yán)重破壞，尤其是道路橋梁的坍塌更是阻擋了人們對(duì)地震地區(qū)的救援活動(dòng)。地震之后，曾經(jīng)有過(guò)對(duì)汶川地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)的調(diào)查，研究發(fā)現(xiàn)梁式橋的結(jié)構(gòu)占有絕大部分。連續(xù)梁橋和簡(jiǎn)支梁是大多數(shù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式，并且它們的支座也多采用板式橡膠。在支座上直接擱置梁橋。地震給橋梁造成的破壞大多表現(xiàn)為梁橋的滑落、支座的華東、梁體滑移、橋臺(tái)斷裂、梁體的相互碰撞等等。本文主要是對(duì)檢測(cè)橋梁的抗震性分析，提出抗震性橋梁在初期設(shè)計(jì)時(shí)的方式和對(duì)橋梁抗震性進(jìn)行維護(hù)加固的措施。
1 測(cè)試道路和橋梁的抗震性方法
1.1 靜力理論
靜力理論是最初為了研究橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性而采取的理論方法。此理論主要是對(duì)地震的震動(dòng)頻率和橋梁結(jié)構(gòu)的各部分相同的假設(shè)，通過(guò)對(duì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和地面運(yùn)用的特性的因素進(jìn)行忽略不計(jì)，然后將橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)所形成的慣性力乘以地面運(yùn)用的加速度。當(dāng)由于地震使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力將其當(dāng)做是靜止的，將地震荷載看做是地震的慣性力，然后分析在結(jié)構(gòu)上通過(guò)這種外載荷的方式而產(chǎn)生的內(nèi)力。1915年提出了震度法。這種方法中增添了水平地震荷載，這種因素是將結(jié)構(gòu)10％的重量增加在靜力法原有的概念上。但是靜力法更具備簡(jiǎn)單的概念和簡(jiǎn)潔的計(jì)算公式。所以在我國(guó)相關(guān)的法律文件中提出通過(guò)靜力法來(lái)計(jì)算地震荷載來(lái)分析擋土墻和路基的抗震能力和穩(wěn)固性。
1.2 時(shí)程分析法
時(shí)程分析法在我國(guó)被廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)和分析復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的抗震性。這種方法分析和設(shè)計(jì)工程的抗震性都是通過(guò)對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)和速度數(shù)值的實(shí)際記錄來(lái)進(jìn)行的。時(shí)程分析法不僅能夠?qū)Φ卣鹫饎?dòng)的時(shí)間、振幅和頻率有效地反映出來(lái)，而且還能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的彈塑性得到充分的考慮。
2 設(shè)計(jì)階段的抗震性措施
2.1 橋梁整體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的方面
在設(shè)計(jì)道路橋梁的時(shí)候，首先需要考慮的就是如何選擇橋位。地質(zhì)堅(jiān)硬的場(chǎng)地比較適合橋位的理想選擇，比如說(shuō)場(chǎng)地的地基都是堅(jiān)硬的碎石或基巖等。像不穩(wěn)定的坡地、松軟的粘土地基、人工填土、松散的細(xì)砂地等這些都屬于非理想選擇，因?yàn)檫@些松軟的場(chǎng)所可能夠會(huì)因?yàn)榘l(fā)生地震導(dǎo)致地基坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，所以要避開(kāi)這些場(chǎng)所。另外當(dāng)遇到跨越斷層等一些特別的情況時(shí)首先要需要進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)然后選擇是否適合所選擇的橋梁形式。第二個(gè)需要注意的就是如何選擇橋型。橋梁的基礎(chǔ)形式、墩臺(tái)和合適的橋梁形式的選擇需要注意場(chǎng)所的地勢(shì)、地質(zhì)條件和橋梁的規(guī)模。另外還需要考慮到今后方便對(duì)橋梁進(jìn)行修復(fù)加固，因此橋梁的結(jié)構(gòu)體系需要選擇那種經(jīng)濟(jì)合理而且技術(shù)先進(jìn)的。在抗震方面可以選擇減震的新結(jié)構(gòu)，比如說(shuō)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。最后還需要考慮到如何布置橋孔。這方面需要注意布局的抗震性，橋梁的形式可以選擇那些方便施工、重心低、剛度和質(zhì)量分布均勻、和體形簡(jiǎn)單的。需要防止將大跨結(jié)合起高墩。
2. 2 不同結(jié)構(gòu)的抗震措施
橋梁的抗震需要考慮到不同部位的抗震，分別采取不同的措施，基礎(chǔ)抗震措施、橋臺(tái)抗震措施和橋墩抗震措施是目前有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)比較有效的抗震措施�；A(chǔ)抗震主要是為了避免地震造成橋梁的滑動(dòng)和長(zhǎng)期的不規(guī)則變形。所以對(duì)橋梁的基礎(chǔ)部位的剛性和整體性進(jìn)行加強(qiáng)使之上部荷載得到降低。當(dāng)橋位處于地震液化可能夠發(fā)生的場(chǎng)地時(shí)，為了能夠?qū)赡芤夯耐翆釉黾右欢ǖ纳罨ㄟ^(guò)使樁或沉井進(jìn)行密實(shí)穩(wěn)固土層，同時(shí)將一些鋼筋穩(wěn)固在樁的上部，注意和地面的距離保持在1～3m內(nèi)。橋臺(tái)抗震措施主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地震沖擊力的緩和，在橋臺(tái)增加胸墻，并且將彈性墊塊布設(shè)在橋臺(tái)和梁之間。對(duì)于有些基礎(chǔ)比較淺的橋梁和通道需要對(duì)其下不得支撐梁部進(jìn)行加強(qiáng)。為了能夠?qū)υ诘卣饡r(shí)發(fā)生的橋墩滑動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行防范，橋梁結(jié)構(gòu)需要采用四鉸框架。橋墩抗震有效措施主要是通過(guò)對(duì)橋墩的加強(qiáng)進(jìn)行緩和地震的強(qiáng)度。高墩通常是運(yùn)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以對(duì)橋墩的樁、柱的直徑進(jìn)行合理的加大，另外也能夠運(yùn)用雙排的柱式墩和排架樁墩，通過(guò)架設(shè)橫梁在柱和樁之間，從而對(duì)橋墩的抗震強(qiáng)度和抗變形性進(jìn)行加強(qiáng)。
3 后期的修復(fù)加固
3.1 橋梁抗震性的加固
為了避免地震造成的橋梁滑落的風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)其加強(qiáng)支承連接件。目前世界上常見(jiàn)的措施就是對(duì)支承面寬度進(jìn)行加強(qiáng)，以及將縱向約束裝置安置在相鄰梁之間。并且對(duì)橋梁的抗震強(qiáng)度的加強(qiáng)還可以通過(guò)專門(mén)的耗能裝置和減隔震技術(shù)，比如說(shuō)智能支座、鉛芯橡膠耗能支座，這些都是增強(qiáng)抗震性有效的方法。
3.2 無(wú)筋混凝土結(jié)構(gòu)和橋墩的加固
橋梁下部結(jié)構(gòu)需要加強(qiáng)抗震性的通常有兩個(gè)方面，即無(wú)筋混凝土結(jié)構(gòu)和橋墩。目前對(duì)橋墩增強(qiáng)抗震性的措施有很多，像是碳素纖維加固法、鋼板外包加固法等等。最初對(duì)無(wú)筋混凝土結(jié)構(gòu)通常采用的是磚石材料，所以很容易發(fā)生破壞，所以我們只能從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行加固，將橋墩和襯套通過(guò)鋼板（混凝土）襯套方法進(jìn)行結(jié)合，形成一個(gè)整體，能夠?qū)Φ卣疬M(jìn)行抵御。這些加固抗震性的措施并使傳統(tǒng)上的抗震方法，最大的不同在于對(duì)橋梁的動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或者改變，從而使其結(jié)構(gòu)的震動(dòng)反應(yīng)得到降低，從而使得橋梁在地震中的能夠有效地實(shí)現(xiàn)抗震。
4 結(jié)語(yǔ)
地震的發(fā)生是不可避免的，但是對(duì)于橋梁的抗震性我們可以采取有效措施進(jìn)行加強(qiáng)，這樣才能夠避免地震給國(guó)家、城市、人們帶來(lái)的損失。汶川5·12大地震的發(fā)生造成的道路橋梁的損失在一定程度上阻擋了人們救助的步伐，這樣的警示時(shí)時(shí)刻刻提醒著人們重視橋梁的抗震設(shè)計(jì)，通過(guò)研究分析有關(guān)橋梁抗震的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)，更有效地提高橋梁的抗震強(qiáng)度。
參考文獻(xiàn)
[1] 韋定超；基于性能的橋梁抗震設(shè)計(jì)方法的討論[J]；價(jià)值工程；2011年11期
[2] 張啟華；建筑結(jié)構(gòu)抗震研究[J]；科技致富向?qū)В?010年18期
[3] 楊菲；淺談橋梁抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題及其對(duì)策研究[J]；科學(xué)之友；2011年05期
[4] 宋雷；賀立新；鉛芯橡膠支座在簡(jiǎn)支梁橋減隔震中的應(yīng)用[J]；橋梁建設(shè)；2012年03期
[5] 郭宜強(qiáng)；肖盛燮；考慮P-Δ效應(yīng)的鋼筋混凝土空心高墩地震響應(yīng)分析[J]；西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）；2012年02期
[6] 付東王；李洪煊；郭興文；余代廣；武穎利；高樁碼頭結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析[J]；水運(yùn)工程；2011年03期
