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【摘 要】在大跨度桥梁设计的过程中要充分考虑抗震性，通过抗震性设计来提高 桥梁的使用寿命，本文就大跨度桥梁抗震设计实用方法进行阐述
【关键词】大跨度；桥梁；抗震设计；实用方法
一、前言
在大跨度桥梁设计的过程中要考虑抗震性设计，在抗震性设计中有一些比较常见的方法，我们要运用这些方法来提升大跨度桥梁的抗震性。
二、基于性能的设计法
随着抗震研究的不断深入，科研人员逐渐认识到，强度条件无法恰当地作为结构抗震能力的评估指标，这是由于材料在强震中往往会进入弹塑性阶段，材料的塑性变形会消耗一部分地震能量，同时，结构的自振周期也会发生改变，从而改变地震反应的特征。塑性阶段消耗地震能量的大小和变形情况是判断结构是否发生破坏的重要因素，并不是完全取决于材料的强度。这是在历次地震和地震模拟试验中得到证实的结论。基于性能的设计法，主要包括倒推分析法、能力谱法、基于位移设计法以及地震损伤性能设计法等。
倒推分析法就是基于结构位移性能的抗震思想结合反应谱分析的静力弹塑性分析法。该方法采用一定的水平加载方式，对结构施加单调递增的水平荷载，将结构位移推至指定位置，从而研究结构的非线性性能。该方法的优点是：与振型分解反应谱法相比较，它考虑了结构的弹塑性特征；与时程法相比较，它的计算数据简明，工作量小。能力谱法是在倒推分析法的基础之上建立起来的，该方法将加速度-位移格式的结构能力谱与地震需求反应谱进行比较，可以直观地判断出结构的抗震性能。基于位移设计法是将结构允许位移作为判断指标，然后利用结构的强度进行检验的方法。基于抗震性能设计方法是使抗震设计从宏观定性目标具体量化，建设单位或设计者可选择性能目标，然后对确定的性能目标进行深入的分析论证再通过专家的审查。
三、功率谱法和虚拟激励法
随着人们对地震研究的不断深入，发现由于震源与传递介质之间的偶然因素等影响非常普遍，地震波的传递随机性非常强，因此，将地震作为随机过程模拟更加符合实际情况。随机反应研究是随机干扰已知的统计数据特征，进而统计分析结构体系的反应特征。功率谱法是一种基于地震发生概率的分析方法，该方法有如下几个优点。
1、无需寻找振型组合，可以直接利用计算方差与峰值因子的乘积最大值，数据清晰，概念明确。虽然，确定结构体系的峰值因子难度较大，但是，峰值因子是一组数据，可以利用数值模拟技术进行准确的确定。
2、功率谱只与地震有关，与结构特性的参数无关。
虚拟激励法是近几年不断探索得出的随机响应的分析方法，该方法的特点是：将平稳的随机响应分析转化为简谐响应分析，将非平稳随机响应分析转化为具有确定时间的历程分析，从而帮助工程技术人员实行随机振动的求解。
四、梁抗震设计方法
1、基于性能的抗震设计
在进行结构设计时，首先着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力。
对采用抗震结构概念设计的延性桥梁，在概念设计阶段，除要考虑抗震设计基本原则之外，还必须重点考虑以下各个要点：应明确结构中抵抗水平地震作用的墩台的位置和数量；应在结构设计强度和位移延性之间，取得适当的均衡；在选择结构塑性变形机制时，宜使预期的塑性铰出现在易于发现和易于修复的结构部位；应明确结构体系中的延性构件和能力保护构件。
2、基于位移的设计方法
基本位移的设计方法虽然很早就被提了出来，但是直到现在才有所发展，成为可以应用于桥梁抗震上的设计方法。它是在结构强度不足的基础上提出的，而导致强度不足的原因是：许多规范由于经济等因素的制约，在设计地震作用时，允许结构物质发生可塑性屈服变形，这种情况下，只能改变结构性能的衡量指标，从而选择比较合适的脆性结构或不允许发生非弹性影响的构件。这种设计方法将结构的变形和构件发生的变化设置为变量，最终的设计结果以构件的强度为参数。
3、延性抗震设计
延性抗震设计主要是对结构以及构件本身的延性耗能能力来对地震作用进行抵抗。桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算，确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复，直到通过抗震能力验算（或进行减、隔震设计以减小地震反应）。
在设计的过程中，需要增加结构以及构件的延性，对于结构以及构件中允许出现的塑性部分全部都需要进行专门的延性设计。延性抗震设计的基本就是结构以及构件可以发生塑性变形，可以产生一定的破坏或者破损，但是必须保证桥梁结构不会产生倒塌或者塌陷的现象。在进行桥梁结构设计时，必须保证结构以及构件具有一定的滞特性，拥有这种特性的主要目的就是对地震产生的弹塑性变形进行抵抗。
同时，在桥墩底部形成了塑性铰，在转动过程中消耗了地震的能量，使主要结构没有受到实质性的破坏，对主要结构进行了有效的保护。这体现的就是延性设计的概念，通过曲率系数和延性系数的控制对结构延性变形进行控制。
结构关键截面（塑性铰）的曲率延性系数一般远远大于结构的位移延性系数。这是因为一旦屈服出现，进一步的变形主要依靠塑性铰的转动。塑性铰区的横向钢筋配置要同时满足保证截面的延性和保证纵向钢筋不压溃屈曲这两个要求。在这一方面，目前我国的规范还相当不足，可参考国外规范进行。美国AASH-TO规范和欧洲规范对体积含箍率的规定比较一致，特别是欧洲规范对横向约束钢筋的配置有非常详细的配置。
若想降低地震的危害，需要对其破坏性进行掌控，最大限度的将地震的破坏控制在预定部位范围中，这就需要在抗震设计中，重视能力设计思想，在桥梁内部建立合理的强度等级配置。这样才能保证桥梁的稳固性，在发生地震时，也能降低损失。
4、桥梁减、隔震设计
减、隔震体系通过增大结构主要振型的周期，使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。
大跨度公路桥梁中广泛使用了高载多向桥梁支座作为隔震支座。在强震作用下，高载多向支座的构造特性决定了它们都要进入非线性（接触）滑移）状态，合理模拟其工作性状对于结构地震反应结果有着直接影响，国内外都提出了一些力学模型。
从高载多向支座的工作过程来看，在受力时支座必然发生转动。因此，除了在设计时要对支座的最大容许转角进行验算外，并且有必要考虑因支座转动而产生的反力矩。近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能，已在多座桥梁中得以应用。
五、结束语
综上所述，在大跨度桥梁设计的过程中，要充分考虑抗震性设计，采用不同的方法保证桥梁的抗震性。
参考文献：
[1]邓育林.大跨度预应力混凝土斜拉桥地震反应分析[J].华中科技大学，2005.4（9）：78-79.
[2]周国良.高墩及大跨桥梁的地震反應特性研究[D].北京：中国地震局地球物理研究所，2012.6（12）：54-56
[3]范立础，王君杰.桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[J].地震工程与工程振动，2012.1（02）：70-77
[4]叶爱君，胡世德，范立础.大跨度桥梁抗震设计实用方法[J].土木工程学报，2011.2（2）：1-6.
[5]曹春义.探讨桥梁结构抗震设计[J].中国建筑金属结构，2013.2（20）：161-162
[6]王武勤.大跨度桥梁施工技术[M].人民交通出版社.2007.
[7]陈洁.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].价值工程，2013（10）：109-110.
[8]崔巍.桥梁结构抗震设计[J].科技创新导报，2010（02）：110-111.
【关键词】大跨度；桥梁；抗震设计；实用方法
一、前言
在大跨度桥梁设计的过程中要考虑抗震性设计，在抗震性设计中有一些比较常见的方法，我们要运用这些方法来提升大跨度桥梁的抗震性。
二、基于性能的设计法
随着抗震研究的不断深入，科研人员逐渐认识到，强度条件无法恰当地作为结构抗震能力的评估指标，这是由于材料在强震中往往会进入弹塑性阶段，材料的塑性变形会消耗一部分地震能量，同时，结构的自振周期也会发生改变，从而改变地震反应的特征。塑性阶段消耗地震能量的大小和变形情况是判断结构是否发生破坏的重要因素，并不是完全取决于材料的强度。这是在历次地震和地震模拟试验中得到证实的结论。基于性能的设计法，主要包括倒推分析法、能力谱法、基于位移设计法以及地震损伤性能设计法等。
倒推分析法就是基于结构位移性能的抗震思想结合反应谱分析的静力弹塑性分析法。该方法采用一定的水平加载方式，对结构施加单调递增的水平荷载，将结构位移推至指定位置，从而研究结构的非线性性能。该方法的优点是：与振型分解反应谱法相比较，它考虑了结构的弹塑性特征；与时程法相比较，它的计算数据简明，工作量小。能力谱法是在倒推分析法的基础之上建立起来的，该方法将加速度-位移格式的结构能力谱与地震需求反应谱进行比较，可以直观地判断出结构的抗震性能。基于位移设计法是将结构允许位移作为判断指标，然后利用结构的强度进行检验的方法。基于抗震性能设计方法是使抗震设计从宏观定性目标具体量化，建设单位或设计者可选择性能目标，然后对确定的性能目标进行深入的分析论证再通过专家的审查。
三、功率谱法和虚拟激励法
随着人们对地震研究的不断深入，发现由于震源与传递介质之间的偶然因素等影响非常普遍，地震波的传递随机性非常强，因此，将地震作为随机过程模拟更加符合实际情况。随机反应研究是随机干扰已知的统计数据特征，进而统计分析结构体系的反应特征。功率谱法是一种基于地震发生概率的分析方法，该方法有如下几个优点。
1、无需寻找振型组合，可以直接利用计算方差与峰值因子的乘积最大值，数据清晰，概念明确。虽然，确定结构体系的峰值因子难度较大，但是，峰值因子是一组数据，可以利用数值模拟技术进行准确的确定。
2、功率谱只与地震有关，与结构特性的参数无关。
虚拟激励法是近几年不断探索得出的随机响应的分析方法，该方法的特点是：将平稳的随机响应分析转化为简谐响应分析，将非平稳随机响应分析转化为具有确定时间的历程分析，从而帮助工程技术人员实行随机振动的求解。
四、梁抗震设计方法
1、基于性能的抗震设计
在进行结构设计时，首先着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力。
对采用抗震结构概念设计的延性桥梁，在概念设计阶段，除要考虑抗震设计基本原则之外，还必须重点考虑以下各个要点：应明确结构中抵抗水平地震作用的墩台的位置和数量；应在结构设计强度和位移延性之间，取得适当的均衡；在选择结构塑性变形机制时，宜使预期的塑性铰出现在易于发现和易于修复的结构部位；应明确结构体系中的延性构件和能力保护构件。
2、基于位移的设计方法
基本位移的设计方法虽然很早就被提了出来，但是直到现在才有所发展，成为可以应用于桥梁抗震上的设计方法。它是在结构强度不足的基础上提出的，而导致强度不足的原因是：许多规范由于经济等因素的制约，在设计地震作用时，允许结构物质发生可塑性屈服变形，这种情况下，只能改变结构性能的衡量指标，从而选择比较合适的脆性结构或不允许发生非弹性影响的构件。这种设计方法将结构的变形和构件发生的变化设置为变量，最终的设计结果以构件的强度为参数。
3、延性抗震设计
延性抗震设计主要是对结构以及构件本身的延性耗能能力来对地震作用进行抵抗。桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算，确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复，直到通过抗震能力验算（或进行减、隔震设计以减小地震反应）。
在设计的过程中，需要增加结构以及构件的延性，对于结构以及构件中允许出现的塑性部分全部都需要进行专门的延性设计。延性抗震设计的基本就是结构以及构件可以发生塑性变形，可以产生一定的破坏或者破损，但是必须保证桥梁结构不会产生倒塌或者塌陷的现象。在进行桥梁结构设计时，必须保证结构以及构件具有一定的滞特性，拥有这种特性的主要目的就是对地震产生的弹塑性变形进行抵抗。
同时，在桥墩底部形成了塑性铰，在转动过程中消耗了地震的能量，使主要结构没有受到实质性的破坏，对主要结构进行了有效的保护。这体现的就是延性设计的概念，通过曲率系数和延性系数的控制对结构延性变形进行控制。
结构关键截面（塑性铰）的曲率延性系数一般远远大于结构的位移延性系数。这是因为一旦屈服出现，进一步的变形主要依靠塑性铰的转动。塑性铰区的横向钢筋配置要同时满足保证截面的延性和保证纵向钢筋不压溃屈曲这两个要求。在这一方面，目前我国的规范还相当不足，可参考国外规范进行。美国AASH-TO规范和欧洲规范对体积含箍率的规定比较一致，特别是欧洲规范对横向约束钢筋的配置有非常详细的配置。
若想降低地震的危害，需要对其破坏性进行掌控，最大限度的将地震的破坏控制在预定部位范围中，这就需要在抗震设计中，重视能力设计思想，在桥梁内部建立合理的强度等级配置。这样才能保证桥梁的稳固性，在发生地震时，也能降低损失。
4、桥梁减、隔震设计
减、隔震体系通过增大结构主要振型的周期，使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。
大跨度公路桥梁中广泛使用了高载多向桥梁支座作为隔震支座。在强震作用下，高载多向支座的构造特性决定了它们都要进入非线性（接触）滑移）状态，合理模拟其工作性状对于结构地震反应结果有着直接影响，国内外都提出了一些力学模型。
从高载多向支座的工作过程来看，在受力时支座必然发生转动。因此，除了在设计时要对支座的最大容许转角进行验算外，并且有必要考虑因支座转动而产生的反力矩。近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能，已在多座桥梁中得以应用。
五、结束语
综上所述，在大跨度桥梁设计的过程中，要充分考虑抗震性设计，采用不同的方法保证桥梁的抗震性。
参考文献：
[1]邓育林.大跨度预应力混凝土斜拉桥地震反应分析[J].华中科技大学，2005.4（9）：78-79.
[2]周国良.高墩及大跨桥梁的地震反應特性研究[D].北京：中国地震局地球物理研究所，2012.6（12）：54-56
[3]范立础，王君杰.桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[J].地震工程与工程振动，2012.1（02）：70-77
[4]叶爱君，胡世德，范立础.大跨度桥梁抗震设计实用方法[J].土木工程学报，2011.2（2）：1-6.
[5]曹春义.探讨桥梁结构抗震设计[J].中国建筑金属结构，2013.2（20）：161-162
[6]王武勤.大跨度桥梁施工技术[M].人民交通出版社.2007.
[7]陈洁.简述桥梁结构抗震设计与设防措施[J].价值工程，2013（10）：109-110.
[8]崔巍.桥梁结构抗震设计[J].科技创新导报，2010（02）：110-111.