1西南林业大学土木工程学院云南昆明650224；2山东济宁汶上远航置业有限公司山东济宁272500
摘要：我国是一个地震多发国家，地震灾害给人们的财产安全带来了巨大的损失；为更好的对大跨度桥梁进行抗震设计，现对桥梁的一些常见震害进行了汇总和分析，阐述了桥梁抗震设计的原理和方法，利用Midas/civil2015对某大跨径连续刚构桥进行有限元建模，并对模型进行地震反应谱分析和时程分析得到各控制截面的位移响应数据，通过对计算数据进行分析，对桥梁抗震设计的计算方法提出相关建议。
关键字：大跨度桥梁；震害；抗震；设计方法
0引言
我国位于世界两大地震带之间，是一个地震多发的国家。据不完全统计中国大陆平均每年发生5级以上地震20次。随着经济的发展和现代化水平的提高，人们对现代交通的依赖越来越强。大跨度桥梁是整个交通工程中的核心工程，其投资大对国民经济有着重大的影响，故对大跨径桥梁进行抗震设计分析是很有必要的。本文着重对常见震害进行列举并对震害原因进行分析，同时对大跨度桥梁抗震设计原理进行分析，形成一套比较常规的设计思路并提出自己的建议。
1桥梁震害
桥梁按照破坏位置的不同，主要分为桥梁上部结构破坏，支座破坏和下部结构破坏。桥梁上部结构震害主要分为桥梁上部结构的自身震害、位移震害和碰撞震害。在地震过程中桥
梁由于自身遭受地震作用而破坏的情况并不多见。其中对整个结构影响比较大的是位移震害中的桥梁上部结构纵向位移和落梁震害。落梁震害主要是由于桥梁上部结构的位移超过了墩（台）的支撑面尺寸所致。撞击震害比较典型的有：相邻跨上部结构的碰撞，相邻桥梁间的碰撞，以及上部结构与桥台的碰撞。撞击力会大大增加墩柱的剪力，严重时会导致墩柱的剪切破坏，从而引起桥梁倒塌。
桥梁支座历来被人们认为是整个桥梁结构中抗震性能最为薄弱的环节。支座的破坏形式一般为：支座的脱落、锚固螺栓剪断、支座垫石破坏、支座本身构造破坏等。造成桥梁支座震害的原因主要是在进行桥梁设计时没有充分考虑支座抗震的要求，支座连接和支挡构造措施设置不足，以及支座本身材料性能方面的缺陷。
桥梁下部结构震害主要以桥梁墩柱的剪切和弯曲破坏、桥台滑移、桥台与上部结构碰撞破坏，以及土体滑移、砂土液化等地基问题。墩柱的剪切和弯曲破坏主要是由于纵向受力钢筋搭接和焊接不牢、横向约束钢筋配置不足等引起的墩柱延性不足。桥台滑移主要是由于地基丧失承载力所引起的。
2桥梁抗震设计要点
桥梁抗震设计是一项综合性的工作，要充分考虑到桥体的延性、刚度、强度等各方面的使用需求；针对大跨度桥梁的抗震设计应分为两个阶段进行：首先在方案设计阶段进行抗震概念设计，选择一个较理想的抗震结构体系；其次在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计，并根据能力设计思想进行抗震能力验算，必要时进行减隔震设计提高结构的抗震能力。抗震概念设计主要是从桥梁结构合理抗震选型和桥梁结构抗震体系选择两个方面入手。特别重视重视上下部结构连接部位的设计，桥墩形式的选取，以及塑性铰位置的选择。延性抗震设计就是对于那些易于检查修复且损坏后不会对结构造成整体破坏的构件进行延性设计；一般来讲桥梁结构的主梁、盖（帽）梁和基础不宜选择为延性构件；常规的隔震设计是通过增大结构自振周期来达到减小地震荷载，并且采用增加阻尼器耗能来减小柔性支座处的相对位移。减震设计主要是通过设置特殊装置来提高结构的阻尼比，进而有效降低结构的位移反应。概括起来减隔震技术的工作机理有三条：采用柔性支撑延长结构周期，减小结构地震反应；采用阻尼器式能量耗散元件，限制结构位移；保证结构在正常使用荷载作用下具有足够的刚度。
3工程实例
某大跨径连续刚构桥梁，其跨径布置为65m+2×120m+65m，主梁为C50混凝土变截面箱梁，桥面总宽度为16.5m，桥墩采用C30混凝土双薄壁墩，截面尺寸为2m×8.5m，中间主墩设置有横向系梁尺寸为8m×16m，此桥桥墩高度依次为46.76m、62.04m和53.32m，Ⅱ类场地，设防烈度为8度。
采用大型有限元计算软件Midas/civil2015对此高墩大跨径连续刚构桥梁进行有限元建模，在进行有限元模型的计算时，需要将结构进行离散化，为了能够真实的反应结构的力学特性，所建立的模型必须真实的模拟结构的截面、材料以及边界条件等结构特性。本次计算不考虑竖向地震作用和桩-土作用。其有限元模型见图1。
为了便于分析现将整个结构划分为以下几个控制截面：主墩控制截面为墩顶和墩底截面，主梁控制截面的划分为图2所示。
本次结构计算暂不考虑竖向地震作用的影响，主要进行E1地震作用下水平方向的反应谱分析和相应地震波下的地震时程分析。在进行反应谱分析时，反应谱特征周期取0.4，重要性系数为0.43，最大周期为6，采用SRSS阵型组合方式。在进行时程分析时选用El-Centro波作为输入的地震波，其峰值加速度为341.7cm/s2，持续时间为53.72s，满足规范对地震波选取的要求，如图3所示。
相应的计算分析结果如表3-1、表3-2所示；
根据计算数据表分析可以看出，主梁位移略大于墩顶位移，且横桥向地震最大位移一般发生在最高墩墩顶和中跨跨中截面，设计时应注意。另外，El-Centro波激励下结构的位移响应均小于反应谱分析的结果，所运算得出的结果虽然有一定的差距，但所得出的结构在地震作用下的变化规律应当是一致的。反应谱分析方法得出的结果较为保守，在对复杂桥梁进行抗震设计时，选取合适的时程波对结果进行复核是很有必要的，并宜选取两种方法分析结果中的最大值进行合理的抗震控制设计。
4结论
通过对工程实例的计算分析可知，在进行抗震分析计算时反应谱法的计算结果更为保守，在进行地震时程分析计算时，选取合适的地震波非常重要，其往往决定着桥梁结构抗震性能的安全性和经济性。
第一作者简介：王顺（1990-），男，山东济宁人，硕士研究生。研究方向：结构工程。
通讯作者：许纯梅（1969-），女，云南昆明人，硕士学位，副教授。研究方向：桥梁工程。
基金项目：云南省农业基础基金（2017FG001-097）；西南林业大学教育科学研究重点课题（ZD201702）。
参考文献：
[1]叶爱君管仲国.桥梁抗震.北京：人民交通出版社，2017.
[2]王克海李茜.桥梁抗震的研究进展[J].工程力学.2007(12):77.