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摘要：当前，部分高等级公路的桥梁均为不规则的高墩桥梁，并且主要横跨河谷与深沟。
公路桥梁的设计极其重要，在设计中应考虑其的抗震性能。本文笔者针对高度桥梁的抗震设计进行分析，结合高墩桥梁的结构特点，从而阐述了其抗震的计算方法以及对策。
关键词：高墩桥梁；概念设计；抗震措施
中图分类号:U445文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)03(b)-0000-00
随着我国公路建设的日新月异，高墩桥梁也越来越多。尤其是我国很多地方地形特殊，西南地区、西北地区以山区居多，在兴建铁路和公路时由于地形和地貌的需要，常常会使用很多高桥墩。山区的公路建设在地形复杂和地形陡峭的情况下，很多桥梁的建设都需要跨越河谷或者深沟，此时便会采用到跨径不等的简支桥梁或者是大跨度的连续钢桥，桥墩高度往往会达到数十米甚至是上百米。近几年来，高等级的公路建设已经开始越来越多，高墩桥梁必然也会随之增加，应用会越来越广泛。国内外的高墩桥梁在经受地震考验方面都存在很多缺陷，导致震后修复工作难以开展。
1高墩桥梁的抗震概念设计
从上个世纪的七十年代开始，很多专家对大地震中的经验进行了科学的总结，总结发现对于抗震设计来说概念设计的重要性要超出计算设计的重要性。抗震概念设计主要指的是一种基于震害经验所建立的基本的设计原则和方法。主要是以工程概念作为基本依据，采用符合工程规律和本质的方法，对所设计的对象进行宏观的控制。总体上说，抗震设计应该以概念设计作为基本的出发点，应该包含桥位选择和桥型方案等基本设计内容，还应该包括桥梁结构的上部结构和下部结构的选择以及连接等。
1.1桥梁的位置选择
结构体系设计的关键在于能否满足抗震的需求。高墩桥梁的设计应该考虑到很多因素，比如桥宽、桥长以及平竖曲线等各方面的因素。在高墩桥梁设计中这些因素有时候是无法进行调整的，然而桥墩的形式却可以进行灵活的选择，同时桥墩的形式还是对桥梁结构的地震响应产生影响的主要原因之一。高墩桥梁一般设置在弯道多，平、竖曲线半径相对较小的地方，并且很大一部分都是变墩高的曲线式桥梁，结构很不规则。
1.2桥梁的结构特点与形式
桥梁的结构形式与特点直接关系到桥梁的质量与安全效益。大跨径的连续钢桥一般会采用单肢或者双肢的薄壁桥墩。这类桥梁的桥墩抗震问题已经经过了很长时间的研究过程。高墩桥梁的设计始终是我国桥梁建设的关键问题。我国的桥梁建设中高墩桥梁所占的比例很高，同时由于地形和地貌的客观情况，高墩桥梁的应用也很多，通常会保持在50-100米之间。
曲线桥梁的几何形状会影响到对于地震的响应。当遇到横向地震时，即使是独墩桥梁由于这种优势也会产生强大的轴向力。然而，结构的不规则会导致桥梁的受力更加复杂，会对桥梁的高墩产生更大影响。当桥梁处于地震作用下时，矮墩的地震力是很大的，将有可能会发生提前破坏。但是，当高墩与矮墩不相吻合时，则可能会发生高墩的较大幅度的地震移位。这是引起桥梁的上部结构落梁或者支座脱落主要原因。
2抗震的计算方法
抗震的计算方法是进行高墩桥梁抗震设计的一个关键环节，是影响到高墩桥梁的抗震性能的重要因素。
2.1反应谱方法
桥线往往需要进行计算模型的的分析，一般经常采用反应谱分析。反应谱分析涉及到的参数主要包括输入方向组合下单个支座剪切力最大值等各个因素，通过计算应该掌握在地震动作用下,大部分支座的顺桥向弹性剪切力以及部分支座的横向弹性剪切力与对应的临界滑动摩擦力之间的数值关系,如果数值不在规定的范围之内，其顶面与梁底面之间相对滑移的可能性将会增大,此时应该采取必要措施进行良好的抗震。
2.2宏观力学计算方法
运用宏观力学的方法分析和认识桥梁的动力学特性是抗震性能研究的基础性工作。在进行动力学分析之前一般应该首先建立全桥线弹性的计算模型。通过对主梁和桥墩进行空间梁的单元模拟，在桩身单元上施加侧向土弹簧来模拟桥墩的桩-土相互作用，然后选取合适的方法进行计算。架构动力学特性主要是通过自振频率和振型两个因素体现出来。
3高墩桥梁的抗震策略
3.1顺桥向连梁装置
顺桥向连梁将会更好地防止伸缩缝两侧相邻梁端相对墩顶盖梁顺桥向位移过大，从而可以更好地防止落梁现象的发生。针对这种情况应该在伸缩缝处的相邻桥梁的两端设置一定规格的精轧螺纹钢筋、配套螺帽以及弹性橡胶垫组构成的装置。此装置主要是用于顺桥向的连梁。
3.2合理的设计桥墩台处档块
桥梁的上部结构比较容易发生横向移位或者落梁，为了防止桥梁上部的结构对桥墩盖梁发生此类不良影响，可以在各个桥墩盖梁的顶面横向两侧位置上设置具有弹塑性的挡块，这种挡块通常是由钢性材质制作的。
3.3桥墩延性减震的运用
在强震作用之下高墩桥梁具有极其明显的非线性特征，已经不再适合原有规范所规定的有关线弹性反应谱的计算方法，因为这种计算方法已经不能够满足结构安全的要求。综合分析这些情况，应该采用一种考虑到高桥墩的的结构特性以及各种非线性特征的分析方法。并且要选择合适的横向弹塑性挡块，利用这种挡块对各墩顶横向位移进行有效控制，较好的保护墩身的横线受力，从而减轻桥墩横向地震反应。
4结束语
高桥墩的建设质量会关系到高强度地震下的灾后恢复工作开展。如果高桥墩的质量无法保证将会带来很多后果，甚至会导致震后的次生灾害。为了避免高强度的地震对于高墩桥梁的严重损坏，必须要重视桥梁结构的设计。高桥墩的抗震性能应该从结构选型开始进行综合考虑，选择一种结构合理和抗震模式，这将会大大减轻甚至避免地震灾害的破坏程度。
参考文献
［1］李永东，骆栓青等. 基于等效跨度计算连续梁桥动力计算［J］.山西建筑，2010，(09).
［2］周行人,刘海波等. 高烈度区高墩桥梁抗震措施研究［J］.桥梁建设,2011，(02).
［3］李睿,叶燎原等. 高烈度地震区梁桥高墩的选型和设计［J］. 昆明理工大学学报,2008，(02).
［4］王江胜,刘凤奎. 高桥墩刚度对桥梁抗震特性的影响研究［J］. 河南城建学院学报，2010，（O6）.
公路桥梁的设计极其重要，在设计中应考虑其的抗震性能。本文笔者针对高度桥梁的抗震设计进行分析，结合高墩桥梁的结构特点，从而阐述了其抗震的计算方法以及对策。
关键词：高墩桥梁；概念设计；抗震措施
中图分类号:U445文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)03(b)-0000-00
随着我国公路建设的日新月异，高墩桥梁也越来越多。尤其是我国很多地方地形特殊，西南地区、西北地区以山区居多，在兴建铁路和公路时由于地形和地貌的需要，常常会使用很多高桥墩。山区的公路建设在地形复杂和地形陡峭的情况下，很多桥梁的建设都需要跨越河谷或者深沟，此时便会采用到跨径不等的简支桥梁或者是大跨度的连续钢桥，桥墩高度往往会达到数十米甚至是上百米。近几年来，高等级的公路建设已经开始越来越多，高墩桥梁必然也会随之增加，应用会越来越广泛。国内外的高墩桥梁在经受地震考验方面都存在很多缺陷，导致震后修复工作难以开展。
1高墩桥梁的抗震概念设计
从上个世纪的七十年代开始，很多专家对大地震中的经验进行了科学的总结，总结发现对于抗震设计来说概念设计的重要性要超出计算设计的重要性。抗震概念设计主要指的是一种基于震害经验所建立的基本的设计原则和方法。主要是以工程概念作为基本依据，采用符合工程规律和本质的方法，对所设计的对象进行宏观的控制。总体上说，抗震设计应该以概念设计作为基本的出发点，应该包含桥位选择和桥型方案等基本设计内容，还应该包括桥梁结构的上部结构和下部结构的选择以及连接等。
1.1桥梁的位置选择
结构体系设计的关键在于能否满足抗震的需求。高墩桥梁的设计应该考虑到很多因素，比如桥宽、桥长以及平竖曲线等各方面的因素。在高墩桥梁设计中这些因素有时候是无法进行调整的，然而桥墩的形式却可以进行灵活的选择，同时桥墩的形式还是对桥梁结构的地震响应产生影响的主要原因之一。高墩桥梁一般设置在弯道多，平、竖曲线半径相对较小的地方，并且很大一部分都是变墩高的曲线式桥梁，结构很不规则。
1.2桥梁的结构特点与形式
桥梁的结构形式与特点直接关系到桥梁的质量与安全效益。大跨径的连续钢桥一般会采用单肢或者双肢的薄壁桥墩。这类桥梁的桥墩抗震问题已经经过了很长时间的研究过程。高墩桥梁的设计始终是我国桥梁建设的关键问题。我国的桥梁建设中高墩桥梁所占的比例很高，同时由于地形和地貌的客观情况，高墩桥梁的应用也很多，通常会保持在50-100米之间。
曲线桥梁的几何形状会影响到对于地震的响应。当遇到横向地震时，即使是独墩桥梁由于这种优势也会产生强大的轴向力。然而，结构的不规则会导致桥梁的受力更加复杂，会对桥梁的高墩产生更大影响。当桥梁处于地震作用下时，矮墩的地震力是很大的，将有可能会发生提前破坏。但是，当高墩与矮墩不相吻合时，则可能会发生高墩的较大幅度的地震移位。这是引起桥梁的上部结构落梁或者支座脱落主要原因。
2抗震的计算方法
抗震的计算方法是进行高墩桥梁抗震设计的一个关键环节，是影响到高墩桥梁的抗震性能的重要因素。
2.1反应谱方法
桥线往往需要进行计算模型的的分析，一般经常采用反应谱分析。反应谱分析涉及到的参数主要包括输入方向组合下单个支座剪切力最大值等各个因素，通过计算应该掌握在地震动作用下,大部分支座的顺桥向弹性剪切力以及部分支座的横向弹性剪切力与对应的临界滑动摩擦力之间的数值关系,如果数值不在规定的范围之内，其顶面与梁底面之间相对滑移的可能性将会增大,此时应该采取必要措施进行良好的抗震。
2.2宏观力学计算方法
运用宏观力学的方法分析和认识桥梁的动力学特性是抗震性能研究的基础性工作。在进行动力学分析之前一般应该首先建立全桥线弹性的计算模型。通过对主梁和桥墩进行空间梁的单元模拟，在桩身单元上施加侧向土弹簧来模拟桥墩的桩-土相互作用，然后选取合适的方法进行计算。架构动力学特性主要是通过自振频率和振型两个因素体现出来。
3高墩桥梁的抗震策略
3.1顺桥向连梁装置
顺桥向连梁将会更好地防止伸缩缝两侧相邻梁端相对墩顶盖梁顺桥向位移过大，从而可以更好地防止落梁现象的发生。针对这种情况应该在伸缩缝处的相邻桥梁的两端设置一定规格的精轧螺纹钢筋、配套螺帽以及弹性橡胶垫组构成的装置。此装置主要是用于顺桥向的连梁。
3.2合理的设计桥墩台处档块
桥梁的上部结构比较容易发生横向移位或者落梁，为了防止桥梁上部的结构对桥墩盖梁发生此类不良影响，可以在各个桥墩盖梁的顶面横向两侧位置上设置具有弹塑性的挡块，这种挡块通常是由钢性材质制作的。
3.3桥墩延性减震的运用
在强震作用之下高墩桥梁具有极其明显的非线性特征，已经不再适合原有规范所规定的有关线弹性反应谱的计算方法，因为这种计算方法已经不能够满足结构安全的要求。综合分析这些情况，应该采用一种考虑到高桥墩的的结构特性以及各种非线性特征的分析方法。并且要选择合适的横向弹塑性挡块，利用这种挡块对各墩顶横向位移进行有效控制，较好的保护墩身的横线受力，从而减轻桥墩横向地震反应。
4结束语
高桥墩的建设质量会关系到高强度地震下的灾后恢复工作开展。如果高桥墩的质量无法保证将会带来很多后果，甚至会导致震后的次生灾害。为了避免高强度的地震对于高墩桥梁的严重损坏，必须要重视桥梁结构的设计。高桥墩的抗震性能应该从结构选型开始进行综合考虑，选择一种结构合理和抗震模式，这将会大大减轻甚至避免地震灾害的破坏程度。
参考文献
［1］李永东，骆栓青等. 基于等效跨度计算连续梁桥动力计算［J］.山西建筑，2010，(09).
［2］周行人,刘海波等. 高烈度区高墩桥梁抗震措施研究［J］.桥梁建设,2011，(02).
［3］李睿,叶燎原等. 高烈度地震区梁桥高墩的选型和设计［J］. 昆明理工大学学报,2008，(02).
［4］王江胜,刘凤奎. 高桥墩刚度对桥梁抗震特性的影响研究［J］. 河南城建学院学报，2010，（O6）.