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摘要：随着我国现代化城市和经济的飞速发展，交通线路的重要性越加突出，公路交通是国民经济大动脉，同时，也是抗震救灾生命线工程之一。桥梁工程是公路工程的咽喉要道，在保障公路通畅中起着至关重要的作用。而一旦地震使交通线路瘫痪，将会给国家和人民带来极大的损失和不便。大跨度桥梁是交通运输的关键枢纽，对其进行有效的抗震设计，确保其抗震安全性意义深远。
关键词：大跨度；桥梁结构；抗震设计
1.大跨度桥梁结构的抗震需求
大跨度桥梁占到桥梁总数的60%以上，大跨度拉锁具有弹性支承的特点，其可增加桥梁的轴力，提高承载的能力。综合分析大跨度桥梁的设计及施工，发现桥梁结构在抗震和加固方面的需求非常大，以此来延长大跨度桥梁的使用寿命，最主要的是提升桥梁的安全性。大跨度桥梁的抗震需求，能够提高其在使用中的抗震水平，即使遇到地震灾害，也能保护桥梁的安全性。
2.大跨度桥梁结构抗震设计分析
2.1抗震概念设计
对结构抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”更为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差異，使“计算设计”很难控制结构的抗震性能，因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此，在桥梁的方案设计阶段，不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍，还应考虑桥梁的抗震性能，尽可能选择良好的抗震结构体系。
在抗震概念设计时，为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性，要特别重视上、下部结构连接部位的设计，桥墩形式的选取，过渡孔处连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态，在预期的部位形成塑性铰以耗散能量，但不允许出现脆性破坏，如剪切破坏。同时，为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系，必须进行简单的分析（动力特性分析和地震反应评估），然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位，并进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后，根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣，决定是否要修改设计方案。
2.2延性抗震设计
桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：①对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；②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、隔震设计以提高抗震能力。
在目前的结构抗震设计中已普遍采用延性抗震准则，其表达式为：
μ≤[μ]
其中，μ和[μ]分别为实际和允许的延性比，这是在延性抗震设计中使用最广泛的破坏准则。
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。
2.3桥梁减、隔震设计
减、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减、隔震装置是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。在进行抗震设计时，要根据结构特点和场地地震波的频率特性，通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案，合理分配结构的受力和变形。一方面，应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力上，不可过分追求加长周期。另一方面，应选用简单的减、隔震体系，并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。
大量研究表明，最适宜进行减、隔震设计的情况主要有：①桥梁墩柱较刚性，即自振周期较小；②桥梁很不规则，如墩柱的高度变化较大，有可能导致受力不均匀；③预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量，而低频分量的能量较少（浅震、近震、岩石地基）。因此，要根据结构特点和场地地震动特点决定是否要进行减、隔震设计，以及采取什么减、隔震装置。因此，有研究表明：将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力，又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。
3.某大跨度桥梁结构抗震设计实例探讨
3.1工程概况
某大桥为跨径组合为130m+205m+130m的预应力混凝土连续刚构桥。该桥桥面宽17.0m，主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，主墩为钢筋混凝土双壁薄墩，墩身为2.5m×9.0m的实体矩形截面。主墩基础为每墩18 2.5m钻孔灌注桩。
3.2抗震概念设计
连续刚构桥的主梁与墩刚结，因此，在进行抗震概念设计时，重点应放在塑性铰位置的选取上。对于桥梁结构，通常希望塑性铰出现在便于检查和易于修复的，并且经过特殊配筋的墩柱处。
该工程根据内力反应包络图与结构设计图纸，判断出预期会产生塑性铰的部位（抗震薄弱部位）为墩柱根部，而这一部位的抗震安全性，完全可以通过正确的配筋设计得到保证，因此无需修改设计方案。
3.3延性抗震设计
3.3.1塑性铰区横向钢筋设计
由上已知，，该桥梁预期的塑性铰区在墩柱根部，需对其进行仔细的配筋设计，桥梁中箍筋的纵向间距为15cm。为了提高延性，该工程进行了加强箍筋设计，箍筋的纵向间距减为10cm。
3.3.2抗震能力验算
以该工程可修复破坏极限状态为例，在P2地震波作用下，墩底截面进入塑性工作状态，最大塑性转角列于表1，同时，表1也列出了截面的极限转角，从表中数据可见，该桥在P2地震波作用下仍是安全的，因此无需进行进一步的延性设计和减、隔震设计。
结束语：大跨度桥梁对抗震、加固有一定的需求，属于桥梁实践中的必须方式，根据大跨度桥梁的要求，进行抗震设计，规避大跨度桥梁中的风险，预防安全风险，做好桥梁加固及抗震的工作。按照大跨度桥梁的发展，深化抗震结构设计，满足大跨度桥梁的需求，进而体现加固及抗震的优势和作用。
参考文献：
[1]郭理学.基于大跨度桥梁抗震设计及加固技术的研究[J].科技与业.2015.
[2]范晓明.大跨度桥梁抗震设计实用方法[J].城市建设理论研究.2016.
[3]郭理学.基于大跨度桥梁抗震设计及加固技术的研究[J].科技与企业.2015.
关键词：大跨度；桥梁结构；抗震设计
1.大跨度桥梁结构的抗震需求
大跨度桥梁占到桥梁总数的60%以上，大跨度拉锁具有弹性支承的特点，其可增加桥梁的轴力，提高承载的能力。综合分析大跨度桥梁的设计及施工，发现桥梁结构在抗震和加固方面的需求非常大，以此来延长大跨度桥梁的使用寿命，最主要的是提升桥梁的安全性。大跨度桥梁的抗震需求，能够提高其在使用中的抗震水平，即使遇到地震灾害，也能保护桥梁的安全性。
2.大跨度桥梁结构抗震设计分析
2.1抗震概念设计
对结构抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”更为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差異，使“计算设计”很难控制结构的抗震性能，因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此，在桥梁的方案设计阶段，不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍，还应考虑桥梁的抗震性能，尽可能选择良好的抗震结构体系。
在抗震概念设计时，为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性，要特别重视上、下部结构连接部位的设计，桥墩形式的选取，过渡孔处连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态，在预期的部位形成塑性铰以耗散能量，但不允许出现脆性破坏，如剪切破坏。同时，为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系，必须进行简单的分析（动力特性分析和地震反应评估），然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位，并进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后，根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣，决定是否要修改设计方案。
2.2延性抗震设计
桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：①对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；②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、隔震设计以提高抗震能力。
在目前的结构抗震设计中已普遍采用延性抗震准则，其表达式为：
μ≤[μ]
其中，μ和[μ]分别为实际和允许的延性比，这是在延性抗震设计中使用最广泛的破坏准则。
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。
2.3桥梁减、隔震设计
减、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减、隔震装置是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。在进行抗震设计时，要根据结构特点和场地地震波的频率特性，通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案，合理分配结构的受力和变形。一方面，应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力上，不可过分追求加长周期。另一方面，应选用简单的减、隔震体系，并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。
大量研究表明，最适宜进行减、隔震设计的情况主要有：①桥梁墩柱较刚性，即自振周期较小；②桥梁很不规则，如墩柱的高度变化较大，有可能导致受力不均匀；③预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量，而低频分量的能量较少（浅震、近震、岩石地基）。因此，要根据结构特点和场地地震动特点决定是否要进行减、隔震设计，以及采取什么减、隔震装置。因此，有研究表明：将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力，又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。
3.某大跨度桥梁结构抗震设计实例探讨
3.1工程概况
某大桥为跨径组合为130m+205m+130m的预应力混凝土连续刚构桥。该桥桥面宽17.0m，主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，主墩为钢筋混凝土双壁薄墩，墩身为2.5m×9.0m的实体矩形截面。主墩基础为每墩18 2.5m钻孔灌注桩。
3.2抗震概念设计
连续刚构桥的主梁与墩刚结，因此，在进行抗震概念设计时，重点应放在塑性铰位置的选取上。对于桥梁结构，通常希望塑性铰出现在便于检查和易于修复的，并且经过特殊配筋的墩柱处。
该工程根据内力反应包络图与结构设计图纸，判断出预期会产生塑性铰的部位（抗震薄弱部位）为墩柱根部，而这一部位的抗震安全性，完全可以通过正确的配筋设计得到保证，因此无需修改设计方案。
3.3延性抗震设计
3.3.1塑性铰区横向钢筋设计
由上已知，，该桥梁预期的塑性铰区在墩柱根部，需对其进行仔细的配筋设计，桥梁中箍筋的纵向间距为15cm。为了提高延性，该工程进行了加强箍筋设计，箍筋的纵向间距减为10cm。
3.3.2抗震能力验算
以该工程可修复破坏极限状态为例，在P2地震波作用下，墩底截面进入塑性工作状态，最大塑性转角列于表1，同时，表1也列出了截面的极限转角，从表中数据可见，该桥在P2地震波作用下仍是安全的，因此无需进行进一步的延性设计和减、隔震设计。
结束语：大跨度桥梁对抗震、加固有一定的需求，属于桥梁实践中的必须方式，根据大跨度桥梁的要求，进行抗震设计，规避大跨度桥梁中的风险，预防安全风险，做好桥梁加固及抗震的工作。按照大跨度桥梁的发展，深化抗震结构设计，满足大跨度桥梁的需求，进而体现加固及抗震的优势和作用。
参考文献：
[1]郭理学.基于大跨度桥梁抗震设计及加固技术的研究[J].科技与业.2015.
[2]范晓明.大跨度桥梁抗震设计实用方法[J].城市建设理论研究.2016.
[3]郭理学.基于大跨度桥梁抗震设计及加固技术的研究[J].科技与企业.2015.