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【摘 要】 公路桥梁在人们的生活中发挥着巨大的作用，其运行的安全性以及稳定性受地质灾害的影响较大。由于我国特殊的地理位置，属于地震灾害发生率较高的国家之一。因此，在我国公路桥梁的抗震减震设计显得尤为重要。本文首先分析了公路桥梁地震灾害的类型及成因，进而分析了公路桥梁抗震设计原理，最后探讨了公路桥梁抗震减震的设计要点，以期为公路桥梁工作人员提供参考。
【关键词】 公路桥梁;抗震设计;分析
从地理位置上来看，我国地处于环太平洋地震带和亚欧地震带之间，受到世界两大地震带的影响，是世界上地震灾害发生率最高的国家之一。并且由于地势情况的复杂多样，导致了所发地震灾害常具有高强度的特点。比如2008年的汶川大地震，给人们带来了严重的灾害。地震灾害不仅严重的危害了人们的生命和财产安全，对于国家来说，还会引发一系列的政治、社会和经济等问题。而公路桥梁作为连接震区和外接的重要纽带，对地震发生后的物资运输和人员抢救起着至关重要的作用。所以，加强公路桥梁的抗震设计有着非常重要的社会意义。
1、公路桥梁震害原因及震害类型
从历次破坏性地震中，通过调査总结发现，公路桥梁的破坏大多沿顺桥向和横桥向发生（如图1所示），分析其破坏原因主要表现在以下几个方面。
1.1地震位移造成支承连接件失效或下部结构失效
地震发生的时候，往往引起结构屈曲、失稳，梁体相互碰撞、落梁、扭曲、裂缝等破坏。拱式结构的破坏主要是指拱上建筑以及腹拱的破坏，拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝，甚至整个隆起变形。
1.2地震引起地基的液化
地震引起地基的液化，使承载力下降，引起地基基础下沉，导致地震位移的影响变大，从而加大了结构的振动反应，增加了落梁的可能性。再运用排架桩基础的时候，桩基的承载力下降导致竖向和横向的位移变大，尤以简支梁桥最为明显。此外，由于地基比较软弱，当地震的时候，部分的地基液化实效，从而引起了结构物整体倾斜、下沉等严重变形，进而导致结构物的破坏，震害较为严重。
1.3支座破坏
由于桥梁支座设计的时候没有充分考虑到抗震的要求，一旦发生地震，构造上连接与与支挡等构造措施不足，或者由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，导致了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力的传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。
1.4软弱的下部结构破坏
软弱的下部结构破坏主要是由于公路桥梁下部的结构不足以抵抗其自身的惯性力换个支座传递的主梁的地震力，从而导致结构下部的开裂、变形或者失效，更为严重的倾覆，并由此引起全桥的严重破坏。
1.5河岸滑移
公路桥梁如果是建设在松软的地基上，尤其是特大的桥或者大中桥，在发生地震的时候往往会发生河岸的滑移，使得桥台向着河心移动，从而导致全桥长度的缩短，将会导致较为严重的地震灾害。
1.6桥台沉降
公路桥梁结构的地震灾害还表现在：公路桥梁的结构构造及连接不当造成的破坏，桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等多种原因。
2、公路桥梁的抗震设计原理
目前公路桥梁的抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础之上的，尽管分析的手段在不断的提高，分析的理论在不断的完善，但是因为地震作用的复杂性以及地基影响的复杂性等，会导致理论计算分析和实际的情况产生一定的误差。目前比较常见的公路桥梁抗震设计的主要理论方法有：设计静力法、反应谱法和动态时程分析法等。
2.1静力法。
所谓静力法，主要是指将地震的加速度看做是导致公路桥梁结构破坏的唯一的因素，忽略了公路桥梁本身的结构特性所造成的影响和危害，应用的时候存在一定的局限性。实际上，除非是绝对刚性的物体才能认为在地震的时候，其各部分的振动和地震的振动完全相同。因此，我们一般只对刚性强度较大的结构例如重力桥墩、桥台等结构适用静力法近似计算。
2.2反应谱法。
反应谱方法是目前公路桥梁中运用较为广泛的方法之一。它主要是指对公路桥梁的结构进行动力学的分析（固有频率，主振型），对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算，最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合，近似求得结构的整体最大反应值。
2.3动态时程分析法。
伴随着有限元法、计算机技术的发展，动态时程分析法应运而生。这种方法主要是把把大型公路桥梁结构分散成多个节点、多个自由度的结构有限元动力计算的模型，将地震强迫振动的激振（地震加速度时程）直接输入，借助计算机逐步积分求解结构反应时程。
3、公路桥梁减震设计要点
合理桥梁结构设计以及有效的抗震减震设计，可以明显的有助于减轻甚至有效的避免地震灾害的发生和损害。其中一个就是概念的设计，另外一个是构造细节的设计。构造细节措施则主要包括一些基本的抗震措施，比如支座的选择、挡块的设置、桥墩上下结构的设计等等。所以，对于易发生地震灾害的地区的公路桥梁建设，或者是地震强度级别较高的地区的公路桥梁建设，工程人员要在认真分析公路桥梁结构和自身抗震特点的基础上，有针对性的加强公路桥梁的抗震设计。一般来讲，有如下基本设计原则：首先，要尽量将公路桥梁的整体重心下移，通过提高公路桥梁稳定性的方式增强其抗震效果。其次，对于公路桥梁的高度要做好适当的控制，以免过高的公路桥梁结构在地震中发生振动，影响下部结构的刚度。再次，应该做好地基的加固处理，避免地基在地震发生后的大幅度位移导致的公路桥梁整体抗震能力减弱。下面主要从公路桥梁抗震和减震两个方面展开分析：
3.1公路桥梁抗震的设计方法 目前，在公路桥梁抗震设计饿方法中，较为容易实现和有效的抗震方法主要有以下几个方面。
3.1.1采用减隔震支座。
首先，采用减、隔震支座（铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等）在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性以及阻尼以便于降低公路桥梁的地震反应;其次，采用减、隔震支座公路桥梁结构的梁体通过支座与墩、台相联结，大量的试验和理论分析都显示了采用减震支座对公路桥梁结构的地震反应有很大的影响作用;最后，在公路桥梁的梁体与墩、台的联结处安装减、隔震支座能够有效地减小墩、台所受的水平地震力，从而起到抗震减震的巨大作用。
3.1.2采用隔震支座和阻尼器相结合的系统。
利用公路桥梁的桥墩在地震作用下发生弹塑性变形耗散地震能量以达到降低地震危害的主要目的。
3.1.3利用桥墩延性减震。
当前较为常用的公路桥梁抗震设计方法是利用桥墩的延性减震。其具体操作过程为：将将桥墩某些部位设计得具有足够的延性，以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、分散地震的能量，从而起到减震的作用。
3.1.4采用减震的新结构。
型钢混凝土结构主要是指在混凝土上包裹型钢做成的结构。它与钢筋混凝土结构相比具有一系列优势，其承载力和同样外形的钢筋混凝土构件承载力相比较而言，一般承载力高于其一倍及以上，具有较好的抗剪能力，延性比明显高于钢筋混凝土结构，滞回曲线较为饱满，耗能能力有显著的提高，从而呈现出良好的抗震性能。能够隔离、吸收和耗散地震能量，同时可以有效的节约材料，降低公路桥梁的造价成本。
3.2减震设计中的要点
3.2.1公路桥梁的刚度对称有助于抗震
如果对称则有利于抗震，不等跨的公路桥梁则容易发生严重的地震灾害。尤其是一座乔内墩身的高度如果相差过大，在较矮的桥墩上会产生很大的地震水平力，跨径不同，在大跨径的桥孔的桥墩上也产生大的地震力。在公路桥梁设计的时候，应该尽量的避免在高烈度区采用这种桥型，如果无法避免，宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度，如设置抗震支座等，以降低地震灾害。
3.2.2斜桥的抗震性能较差。
由于斜交桥的质心和扭转中心并不重合，导致了在地震反应当中上部结构有旋转的趋势。在地震发生的时候，正交桥相比较而言更容易遭到破坏。此外，地震时桥台处河岸不稳，易向河心滑移，使桥长缩短，桥孔发生错动或扭转，造成桥梁墩台台身开裂或者折断。如地基条件允许，可采用T型或U型这类整体性强、抗扭刚度大的桥台。如在松软的地基上，公路桥梁宜正交，并适当增加桥长，使桥台放在稳定的河岸上。
3.2.3在可能发生地震液化的地基上建桥的时候，应该采用深基础撞，使得桩基或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内。
3.2.4在采用浅基的小桥和通道的时候，应该加强下部的支撑梁板或做满河床铺砌。使结构尽量保持四铰框架的结构，以便防止墩台在地震时发生滑移。
3.2.5在高地震区的大跨径公路桥梁，纵向梁间设置消能的设施，消能设施应该有足够的强度，并能满足梁端位移要求。另外，为了防止发生落梁，应加强上、下部结构之间的联系。公路桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。
公路桥梁的抗震减震对于确保我国公路桥梁的安全性和稳定性发挥着巨大的作用。公路桥梁作为连接地震地区和外界的重要枢纽，在地震发生的时候对于物资的运输等也发挥着重要的作用。虽然，当前我国对于地震灾害的发生还不能进行有效的预测，但是只要通过研究认识地震对结构的破坏规律，然后在公路桥梁设计时根据具体的地质环境条件，同时综合考虑经济因素及安全因素，选择恰当的抗震措施，就能尽量降低公路桥梁震害的影响，从而可以有效的确保人民生命财产的安全和稳定。
参考文献：
[1]徐辉.浅析桥梁墩柱抗震设计[J].黑龙江交通科技，2013，05
[2]汪玚.公路桥梁抗震设计新技术研究新技术、新方法、新理念把脉公路桥梁抗震设计[J].交通建设与管理，2013，05
[3]陆晓锦，李利军，王欣.典型公路桥梁抗震设计问题探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2013，04
[4]杨晓清.桥梁抗震设计浅析[J].公路交通科技（应用技术版），2013，09
[5]陶亚芬.城市高架桥梁抗震设计[J].中国市政工程，2013，02
【关键词】 公路桥梁;抗震设计;分析
从地理位置上来看，我国地处于环太平洋地震带和亚欧地震带之间，受到世界两大地震带的影响，是世界上地震灾害发生率最高的国家之一。并且由于地势情况的复杂多样，导致了所发地震灾害常具有高强度的特点。比如2008年的汶川大地震，给人们带来了严重的灾害。地震灾害不仅严重的危害了人们的生命和财产安全，对于国家来说，还会引发一系列的政治、社会和经济等问题。而公路桥梁作为连接震区和外接的重要纽带，对地震发生后的物资运输和人员抢救起着至关重要的作用。所以，加强公路桥梁的抗震设计有着非常重要的社会意义。
1、公路桥梁震害原因及震害类型
从历次破坏性地震中，通过调査总结发现，公路桥梁的破坏大多沿顺桥向和横桥向发生（如图1所示），分析其破坏原因主要表现在以下几个方面。
1.1地震位移造成支承连接件失效或下部结构失效
地震发生的时候，往往引起结构屈曲、失稳，梁体相互碰撞、落梁、扭曲、裂缝等破坏。拱式结构的破坏主要是指拱上建筑以及腹拱的破坏，拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝，甚至整个隆起变形。
1.2地震引起地基的液化
地震引起地基的液化，使承载力下降，引起地基基础下沉，导致地震位移的影响变大，从而加大了结构的振动反应，增加了落梁的可能性。再运用排架桩基础的时候，桩基的承载力下降导致竖向和横向的位移变大，尤以简支梁桥最为明显。此外，由于地基比较软弱，当地震的时候，部分的地基液化实效，从而引起了结构物整体倾斜、下沉等严重变形，进而导致结构物的破坏，震害较为严重。
1.3支座破坏
由于桥梁支座设计的时候没有充分考虑到抗震的要求，一旦发生地震，构造上连接与与支挡等构造措施不足，或者由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，导致了支座发生过大的位移和变形，从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，并由此导致结构力的传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。
1.4软弱的下部结构破坏
软弱的下部结构破坏主要是由于公路桥梁下部的结构不足以抵抗其自身的惯性力换个支座传递的主梁的地震力，从而导致结构下部的开裂、变形或者失效，更为严重的倾覆，并由此引起全桥的严重破坏。
1.5河岸滑移
公路桥梁如果是建设在松软的地基上，尤其是特大的桥或者大中桥，在发生地震的时候往往会发生河岸的滑移，使得桥台向着河心移动，从而导致全桥长度的缩短，将会导致较为严重的地震灾害。
1.6桥台沉降
公路桥梁结构的地震灾害还表现在：公路桥梁的结构构造及连接不当造成的破坏，桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等多种原因。
2、公路桥梁的抗震设计原理
目前公路桥梁的抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础之上的，尽管分析的手段在不断的提高，分析的理论在不断的完善，但是因为地震作用的复杂性以及地基影响的复杂性等，会导致理论计算分析和实际的情况产生一定的误差。目前比较常见的公路桥梁抗震设计的主要理论方法有：设计静力法、反应谱法和动态时程分析法等。
2.1静力法。
所谓静力法，主要是指将地震的加速度看做是导致公路桥梁结构破坏的唯一的因素，忽略了公路桥梁本身的结构特性所造成的影响和危害，应用的时候存在一定的局限性。实际上，除非是绝对刚性的物体才能认为在地震的时候，其各部分的振动和地震的振动完全相同。因此，我们一般只对刚性强度较大的结构例如重力桥墩、桥台等结构适用静力法近似计算。
2.2反应谱法。
反应谱方法是目前公路桥梁中运用较为广泛的方法之一。它主要是指对公路桥梁的结构进行动力学的分析（固有频率，主振型），对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算，最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合，近似求得结构的整体最大反应值。
2.3动态时程分析法。
伴随着有限元法、计算机技术的发展，动态时程分析法应运而生。这种方法主要是把把大型公路桥梁结构分散成多个节点、多个自由度的结构有限元动力计算的模型，将地震强迫振动的激振（地震加速度时程）直接输入，借助计算机逐步积分求解结构反应时程。
3、公路桥梁减震设计要点
合理桥梁结构设计以及有效的抗震减震设计，可以明显的有助于减轻甚至有效的避免地震灾害的发生和损害。其中一个就是概念的设计，另外一个是构造细节的设计。构造细节措施则主要包括一些基本的抗震措施，比如支座的选择、挡块的设置、桥墩上下结构的设计等等。所以，对于易发生地震灾害的地区的公路桥梁建设，或者是地震强度级别较高的地区的公路桥梁建设，工程人员要在认真分析公路桥梁结构和自身抗震特点的基础上，有针对性的加强公路桥梁的抗震设计。一般来讲，有如下基本设计原则：首先，要尽量将公路桥梁的整体重心下移，通过提高公路桥梁稳定性的方式增强其抗震效果。其次，对于公路桥梁的高度要做好适当的控制，以免过高的公路桥梁结构在地震中发生振动，影响下部结构的刚度。再次，应该做好地基的加固处理，避免地基在地震发生后的大幅度位移导致的公路桥梁整体抗震能力减弱。下面主要从公路桥梁抗震和减震两个方面展开分析：
3.1公路桥梁抗震的设计方法 目前，在公路桥梁抗震设计饿方法中，较为容易实现和有效的抗震方法主要有以下几个方面。
3.1.1采用减隔震支座。
首先，采用减、隔震支座（铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等）在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性以及阻尼以便于降低公路桥梁的地震反应;其次，采用减、隔震支座公路桥梁结构的梁体通过支座与墩、台相联结，大量的试验和理论分析都显示了采用减震支座对公路桥梁结构的地震反应有很大的影响作用;最后，在公路桥梁的梁体与墩、台的联结处安装减、隔震支座能够有效地减小墩、台所受的水平地震力，从而起到抗震减震的巨大作用。
3.1.2采用隔震支座和阻尼器相结合的系统。
利用公路桥梁的桥墩在地震作用下发生弹塑性变形耗散地震能量以达到降低地震危害的主要目的。
3.1.3利用桥墩延性减震。
当前较为常用的公路桥梁抗震设计方法是利用桥墩的延性减震。其具体操作过程为：将将桥墩某些部位设计得具有足够的延性，以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、分散地震的能量，从而起到减震的作用。
3.1.4采用减震的新结构。
型钢混凝土结构主要是指在混凝土上包裹型钢做成的结构。它与钢筋混凝土结构相比具有一系列优势，其承载力和同样外形的钢筋混凝土构件承载力相比较而言，一般承载力高于其一倍及以上，具有较好的抗剪能力，延性比明显高于钢筋混凝土结构，滞回曲线较为饱满，耗能能力有显著的提高，从而呈现出良好的抗震性能。能够隔离、吸收和耗散地震能量，同时可以有效的节约材料，降低公路桥梁的造价成本。
3.2减震设计中的要点
3.2.1公路桥梁的刚度对称有助于抗震
如果对称则有利于抗震，不等跨的公路桥梁则容易发生严重的地震灾害。尤其是一座乔内墩身的高度如果相差过大，在较矮的桥墩上会产生很大的地震水平力，跨径不同，在大跨径的桥孔的桥墩上也产生大的地震力。在公路桥梁设计的时候，应该尽量的避免在高烈度区采用这种桥型，如果无法避免，宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度，如设置抗震支座等，以降低地震灾害。
3.2.2斜桥的抗震性能较差。
由于斜交桥的质心和扭转中心并不重合，导致了在地震反应当中上部结构有旋转的趋势。在地震发生的时候，正交桥相比较而言更容易遭到破坏。此外，地震时桥台处河岸不稳，易向河心滑移，使桥长缩短，桥孔发生错动或扭转，造成桥梁墩台台身开裂或者折断。如地基条件允许，可采用T型或U型这类整体性强、抗扭刚度大的桥台。如在松软的地基上，公路桥梁宜正交，并适当增加桥长，使桥台放在稳定的河岸上。
3.2.3在可能发生地震液化的地基上建桥的时候，应该采用深基础撞，使得桩基或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内。
3.2.4在采用浅基的小桥和通道的时候，应该加强下部的支撑梁板或做满河床铺砌。使结构尽量保持四铰框架的结构，以便防止墩台在地震时发生滑移。
3.2.5在高地震区的大跨径公路桥梁，纵向梁间设置消能的设施，消能设施应该有足够的强度，并能满足梁端位移要求。另外，为了防止发生落梁，应加强上、下部结构之间的联系。公路桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。
公路桥梁的抗震减震对于确保我国公路桥梁的安全性和稳定性发挥着巨大的作用。公路桥梁作为连接地震地区和外界的重要枢纽，在地震发生的时候对于物资的运输等也发挥着重要的作用。虽然，当前我国对于地震灾害的发生还不能进行有效的预测，但是只要通过研究认识地震对结构的破坏规律，然后在公路桥梁设计时根据具体的地质环境条件，同时综合考虑经济因素及安全因素，选择恰当的抗震措施，就能尽量降低公路桥梁震害的影响，从而可以有效的确保人民生命财产的安全和稳定。
参考文献：
[1]徐辉.浅析桥梁墩柱抗震设计[J].黑龙江交通科技，2013，05
[2]汪玚.公路桥梁抗震设计新技术研究新技术、新方法、新理念把脉公路桥梁抗震设计[J].交通建设与管理，2013，05
[3]陆晓锦，李利军，王欣.典型公路桥梁抗震设计问题探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2013，04
[4]杨晓清.桥梁抗震设计浅析[J].公路交通科技（应用技术版），2013，09
[5]陶亚芬.城市高架桥梁抗震设计[J].中国市政工程，2013，02