提高桥梁抗震性能的几点方法分析-建筑设计论文

摘要：自08年汶川大地震出现以来，地震对我们来说，不再是一个只闻其名不见其形的恶魔，而是实实在在会发生在现实中的灾难。接下来的玉树地震，让我们再一次知道了地震的可怕和不可预知性，也深刻领会了地震的可怕，给人们的正常生活带来了严重的影响。地震中我国的公路桥梁也遭到了严重的损害，造成了严重的人员损失和经济损失，而且公路桥梁作为抗震救灾灾时的生命线，一旦受损，大大增加了救灾的难度。所以，在当代的桥梁建设中，其抗震性能是不可缺少的，本文中，从桥梁在地震灾害中容易出现损害的点和原因出发，对症下药，提出了几种能提高桥梁抗震性能的方法，与大家共同探讨，旨在能为我国的桥梁建设出一份力。
关键词：桥梁；抗震性能；地震；建设；
地震对与今天的我们来说，并不陌生。近年来，我国的各个地区发生着或大或小的地震，尤其是08年的汶川大地震给我国带来的经济损失和人们造成的心灵伤害都是深重。在这种情况下，我们应该正视地震，即使地震是不可预知的，但是我们应该未雨绸缪，在地震没来之前做好尽可能的准备，尽量使得地震来时将损失减到最小。桥梁作为是重要交通要道，在灾难发生，我们通常需要依赖桥梁将救灾物资和救灾人员从外地运到灾区，所以桥梁的抗震性能与人们的生命财产安全有着密不可分的关系。将桥梁抗震性能作为建设桥梁的重中之重，是为了最大限度的保证人民生命财产的安全。只有在建设中贯彻安全的设计规范，保证桥梁的抗震性能达标，在灾难来临的时候，我们还能保有一条通往希望的道路。
一、在地震中桥梁易产生的破坏点及其原因
提高桥梁的抗震性能，最主要的是要对症下药。只有知道了在地震中桥梁容易出现损害的地方，以及出现损害的原因，然后根据这些根源找出解决方法，从根本上解决问题，才能提高桥梁的抗震性能。从国内外近年来发生的一些大地震的资料来看，公路桥梁的震害现象还是有一定的规律，归纳起来有如下几种。
第一，是上部结构的震害。桥梁的上部结构在地震中出现损害是比较常见的，震害主要有三种类型：分别是碰撞震害、移位震害和自身震害。第二，是支座的震害。因为在传统的桥梁设计中，支座部分没有充分考虑到抗震的要求。在地震时，由于一些结构措施不当或是材料上的缺陷等因素，支座部分由于受力较大而发生变形或是意味，这样与支座部分相连的机构也相应的发生移位，破坏了桥梁的结构，造成危险。第三，是地基土产生地震液化造成的震害。地基是桥梁的支撑部分，地基一旦被地震液化，失去支持作用，很有可能会造成落梁的情况出现。而且由于地基软弱，在地震时，地基不可避免的会被液化，这样地基就会失效，地基上面的结构物会发生整体的倾斜或是下沉等严重变形，这样的变形对桥梁来说是致命的，因为会直接导致桥梁的整个结构发生变化，发生严重的震害。第四，下部结构的震害。由于下部结构较软弱，地震力过大时，下部结构的自身惯性力无法抵抗，会导致桥梁下部结构发生破坏，进而引起整个桥梁的破坏。第五，由于桥梁自身结构不够合理而造成的震害，一些桥梁在设计时不够科学合理，在连接上留下了缝隙，一旦地震发生，这些缝隙就会成为地震力的突破口，进而破坏整个桥梁。
二、提高桥梁抗震性能的几点方法
抗震理念应该贯穿在整个桥梁的设计过程中，从设计方案开始注重桥梁的抗震性能，通过反复的实验和推敲来确定桥梁方案。实用的抗震方法，是通过增加结构的柔性来延长结构的自振周期，这样一来可以增加结构的阻尼并减小地震载荷，二来可以减小地震所引起的结构反应，实质就是减小地震的危害。目前来说，比较有效和容易实现的提高桥梁的抗震性能的方法有如下几种。
1、隔震支座法
隔震支座法是在抗震应用的较为广泛的方法。这种方法是通过增加结构的柔性和阻尼来减小桥梁的地震反应的。具体做法是采用减、隔震支座在梁体与墩、台的连接处，通过设计或是应用新材料来实现结构柔性和阻尼的增加。这个方法是有大量的实验理论依据作支撑的，很多试验的分析结果都反映出桥梁连接处的结构与对地震的反应是有着直接关系的。以上的连接方法可以有效的减小墩、台所受的水平地震力，从根本上减小了地震的影响，提高了桥梁的抗震性能。
2、利用桥墩延性
桥墩的延性是抗震设计中可以加以利用的特点。由于桥墩自身是具有延性的，将这一性质加强。在强震时，这些部位形成的稳定延性塑性铰可以产生弹塑性变形，这样变形将延长结构的周期同时耗散地震的能量。利用桥墩自身加强的延性，将地震力通过限度内的塑性变形渐渐分散，是在桥梁设计中比较容易实现的抗震方法。延性的抗震设计，需要根据弹性反应来计算塑性变形的程度，然后根据抗震等级进行修正，尽可能提高桥梁的抗震载荷。在桥梁的抗震设计规范中，综合影响系数用来反映塑性变形程度，所以根据综合系数可以知道桥梁的抗震能力。
3、采用隔震支座和阻尼器相结合的系统
隔震支座法可以提高桥梁的抗震性能，增加对地震力的阻尼也是提高桥梁性能的方法，将二者结合起来，抗震性能加倍。隔震支座和阻尼器可以在地震的作用下，加强桥墩的弹塑性变形从而耗散地震能量，使地震的危害减小，也就是加强了桥梁的抗震性。
4、引进新型桥梁的抗震设计方法
在传统的桥梁抗震设计中，主要方法是用“蛮力”，也就是通过提高强度和增强延性来保证可以抵御地震的能力，自身的力比地震的力大时，当然可以岿然不动。但是这种方法应用在实际中时，其抗震能力是不得而知的，而地震的作用也是无法预知的。当两个未知因素，在实际的情况时发生，与人们所期待的结果相反，桥梁自然遭到损害了，这样的例子在实际中是很多的。新型的桥梁设计多采用型钢混凝土结构，这种结构与传统的混凝土结构有着很多先进之处。因为型钢混凝土结构的承载能力高于同样外形的钢筋混凝土的一倍以上，而且前者抗剪能力、延性都明显的高于后者，这样抗震能力自然得到提到。除此之外，新型的型钢混凝土结构能够吸收、隔离和耗散地震能量，将桥梁的地震反应减小，从而避免了较大的变形造成的不可恢复的变形。这样的结构不但提高了桥梁结构的安全度，而且还可以节约材料、降低造价，可以说是首选的抗震方法。
三、总结
地震是不可避免的，我们能做的是在地震出现之前尽一切可能做好抗震工作。提高桥梁的抗震性能是当前我国目前要致力解决的问题。本文中，笔者根据个人认识提出了一些提高桥梁抗震性能的方法，旨在抛砖引玉，希望有人能提出更好的解决方法。诚然，我国的桥梁的建设技术与国外存在的一定的差距，但是这种差距正在不断的缩小，有越来越多的人意识到抗震的重要性，投入到提高桥梁抗震性能的研究中。笔者相信，随着人们重视程度的加深，各方面的投入不断加大，提高桥梁抗震性能的技术会得到不断的提高，我们的桥梁可以在重要的时刻恪守职责，为人民的生命财产安全站好岗。
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