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摘要： 首先介绍国内外的主要地震和桥梁震害，对国内外桥梁抗震加固常用方法进行概括，介绍桥梁的抗震设计方法和抗震设计中的要点。
关键词： 桥梁；抗震加固；震害；抗震设计
中图分类号：U4文献标识码：A文章编号：1671－7597（2010）1220078－01
在防灾减灾的研究中，重要的一环是生命线工程的防灾减灾研究。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。近30年来，由于地震灾害的教训，使各国学者对桥梁抗震十分重视，开展了广泛的研究。目前，地震的监测预报还是世界性的难题，很难做出准确的临震预报，而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。因此，作为桥梁工程的抗震设计与研究便成为重中之重，实施有效的抗震设防仍然是当前防震减灾的关键性工作，必须继续执行预防为主、平震结合方针。贯彻执行新修订的建筑抗震设计规范，同时，利用合理的抗震设计方法。
1 桥梁的震害原因
1）地震位移造成的梁式桥梁上部活动节点处因盖梁宽度设置不足导致落梁或梁体相互磁撞引起的破坏，而对拱式结构则主要表现在拱上建筑和腹拱的破坏，拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝，甚至整个隆起变形。
2）支承连接件失效。由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移，使支承连接件失效，上部与下部结构脱开，导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力，下部结构将遭受严重破坏。支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题，目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。
3）由于地基土（如饱和粉细纱和饱和粘沙土）的地震液化影响，同样加大了地震位移的影响，进而放大了结构的振动反应，使落梁的可能性增大。当采用排架桩基础时，则使桩基的承载力降低，从而造成与地震反应无关的过大的竖向和横向位移，而简支梁桥对此尤为明显。另外，由于地基软弱，地震时当部分地基液化失效后引起了结构物的整体倾斜，下沉等严重变形，进而导致结构物的破坏，震害较重。
4）在松软地基上的桥梁，特别是特大桥、大中桥，地震时往往发生河岸滑移，使桥台向河心移动，导致全桥长度的缩短，这类震害是比较严重的。
5）桥梁结构的震害还表现在如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 桥梁的抗震设计方法
增加结构的柔性以延长结构的自振周期，达到减小由于地震所产生的地震荷载和增加结构的阻尼或能量耗散能力以减小由于地震所引起的结构反应是实用的抗震方法。当前，比较容易实现和有效的抗震方法主要有以下要点：
1）增加钢筋混凝土桥墩的横向约束，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害。
2）利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。桥墩延性减震是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、耗散地震能量。在进行延性抗震设计时，按弹性反应谱计算塑性反应的地震荷载需要修正。桥梁抗震设计规范采用了综合影响系数来反映塑性变形的影响，其理论依据是，当结构进入塑性阶段时，地震荷载可以比弹性结构的地震荷载折。结构综合影响系数主要考虑了这一因素。利用桥墩延性减震利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。桥墩延性减震是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、耗散地震能量。在进行延性抗震设计时，按弹性反应谱计算塑性反应的地震荷载需要修正。桥梁抗震设计规范采用了综合影响系数来反映塑性变形的影响。结构综合影响系数主要考虑了这一因素。
3）采用隔震支座。采用减隔震技术及专门的耗能装置，提高桥梁的抗震性能。例如采用减、隔震支座（聚四氟乙烯支座、叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座等）。
4）耗能装置减震。常用的技术有：钢套管外包加固、混凝土加大截面加固、FRP系列复合材料加固。到目前为止用得最多的还是钢套管外包加固，FRP系列复合材料与其他的加固材料相比有施工简便迅速、安全可靠、耐久性好等突出的优点，随着工艺的改进和总体施工成本的下降，FRP系列复合材料在桥梁抗震加固中的应用将越来越广泛。日本在FRP材料的研究、开发和应用方面，处于世界领先水平，对FRP片材用于抗震加固目的的研究和应用激增，并制定了各种各样的设计和施工指南、手册以及规范建议。
3 减震设计中的要点
1）结构的刚度对称有利于抗震，不等跨的桥梁容易发生震害。特别是一座桥内墩身高度相差过大，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。设计上尽量避免在高烈度区采用这种桥型，如无法避免。宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度，例如设抗震支座等。
2）斜桥的抗震性能较差。由于斜桥的抗推刚度非常大，在高烈度区，相应于桥墩的基本周期动力放大系数也非常大，这导致地震效应扩大。另外，在桥台处，地震时河岸不稳，易向河心滑移，使桥长缩短，桥孔发生错动或扭转，造成墩台身开裂或折断。建议如地基条件允许，台身可作成T型或U型这类整体性强、抗扭刚度大的，或采用埋置式。如在松软的地基上，桥梁宜正交，并适当增加桥长，使桥台放在稳定的河岸上。
3）在可能发生地震液化的地基上建桥时，应采用深基础，使桩或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内。
4）采用浅基的小桥和通道应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，防止墩台在地震时滑移。
5）在高烈度区的大跨径桥梁，纵向梁间设置消能设施，消能设施应有足够的强度，并能满足梁端位移要求。此外，为防止发生落梁，应加强上、下部结构之间的联系。桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。
4 结语
国内外桥梁抗震加固技术研究已经有了较好的基础，建议我国的公路桥梁抗震加固技术研究在消化和吸收国内外已有成果的基础上，针对我国公路桥梁的特点，并在经过一系列验证性和补充性试验研究后，得出适合于我国公路桥梁的抗震加固技术，并推广应用，为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。
参考文献：
[1]范立础，桥梁延性抗震设计，北京：人民交通出版社，2001．
[2]MJN普瑞斯特雷，F赛勃勒，GM卡尔维，袁万城、胡勃、崔飞、韦晓译，桥梁抗震设计与加固[M].北京：人民交通出版社，1999.
[3]重庆交通科研设计院，桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究可行性研究报告[R].2002.
[4]杨海荣、郑琦，日本公路桥的抗震鉴定和加固[J].国外桥梁，1997（2）.
关键词： 桥梁；抗震加固；震害；抗震设计
中图分类号：U4文献标识码：A文章编号：1671－7597（2010）1220078－01
在防灾减灾的研究中，重要的一环是生命线工程的防灾减灾研究。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。近30年来，由于地震灾害的教训，使各国学者对桥梁抗震十分重视，开展了广泛的研究。目前，地震的监测预报还是世界性的难题，很难做出准确的临震预报，而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。因此，作为桥梁工程的抗震设计与研究便成为重中之重，实施有效的抗震设防仍然是当前防震减灾的关键性工作，必须继续执行预防为主、平震结合方针。贯彻执行新修订的建筑抗震设计规范，同时，利用合理的抗震设计方法。
1 桥梁的震害原因
1）地震位移造成的梁式桥梁上部活动节点处因盖梁宽度设置不足导致落梁或梁体相互磁撞引起的破坏，而对拱式结构则主要表现在拱上建筑和腹拱的破坏，拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝，甚至整个隆起变形。
2）支承连接件失效。由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移，使支承连接件失效，上部与下部结构脱开，导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力，下部结构将遭受严重破坏。支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题，目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。
3）由于地基土（如饱和粉细纱和饱和粘沙土）的地震液化影响，同样加大了地震位移的影响，进而放大了结构的振动反应，使落梁的可能性增大。当采用排架桩基础时，则使桩基的承载力降低，从而造成与地震反应无关的过大的竖向和横向位移，而简支梁桥对此尤为明显。另外，由于地基软弱，地震时当部分地基液化失效后引起了结构物的整体倾斜，下沉等严重变形，进而导致结构物的破坏，震害较重。
4）在松软地基上的桥梁，特别是特大桥、大中桥，地震时往往发生河岸滑移，使桥台向河心移动，导致全桥长度的缩短，这类震害是比较严重的。
5）桥梁结构的震害还表现在如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 桥梁的抗震设计方法
增加结构的柔性以延长结构的自振周期，达到减小由于地震所产生的地震荷载和增加结构的阻尼或能量耗散能力以减小由于地震所引起的结构反应是实用的抗震方法。当前，比较容易实现和有效的抗震方法主要有以下要点：
1）增加钢筋混凝土桥墩的横向约束，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害。
2）利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。桥墩延性减震是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、耗散地震能量。在进行延性抗震设计时，按弹性反应谱计算塑性反应的地震荷载需要修正。桥梁抗震设计规范采用了综合影响系数来反映塑性变形的影响，其理论依据是，当结构进入塑性阶段时，地震荷载可以比弹性结构的地震荷载折。结构综合影响系数主要考虑了这一因素。利用桥墩延性减震利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。桥墩延性减震是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、耗散地震能量。在进行延性抗震设计时，按弹性反应谱计算塑性反应的地震荷载需要修正。桥梁抗震设计规范采用了综合影响系数来反映塑性变形的影响。结构综合影响系数主要考虑了这一因素。
3）采用隔震支座。采用减隔震技术及专门的耗能装置，提高桥梁的抗震性能。例如采用减、隔震支座（聚四氟乙烯支座、叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座等）。
4）耗能装置减震。常用的技术有：钢套管外包加固、混凝土加大截面加固、FRP系列复合材料加固。到目前为止用得最多的还是钢套管外包加固，FRP系列复合材料与其他的加固材料相比有施工简便迅速、安全可靠、耐久性好等突出的优点，随着工艺的改进和总体施工成本的下降，FRP系列复合材料在桥梁抗震加固中的应用将越来越广泛。日本在FRP材料的研究、开发和应用方面，处于世界领先水平，对FRP片材用于抗震加固目的的研究和应用激增，并制定了各种各样的设计和施工指南、手册以及规范建议。
3 减震设计中的要点
1）结构的刚度对称有利于抗震，不等跨的桥梁容易发生震害。特别是一座桥内墩身高度相差过大，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。设计上尽量避免在高烈度区采用这种桥型，如无法避免。宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度，例如设抗震支座等。
2）斜桥的抗震性能较差。由于斜桥的抗推刚度非常大，在高烈度区，相应于桥墩的基本周期动力放大系数也非常大，这导致地震效应扩大。另外，在桥台处，地震时河岸不稳，易向河心滑移，使桥长缩短，桥孔发生错动或扭转，造成墩台身开裂或折断。建议如地基条件允许，台身可作成T型或U型这类整体性强、抗扭刚度大的，或采用埋置式。如在松软的地基上，桥梁宜正交，并适当增加桥长，使桥台放在稳定的河岸上。
3）在可能发生地震液化的地基上建桥时，应采用深基础，使桩或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内。
4）采用浅基的小桥和通道应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，防止墩台在地震时滑移。
5）在高烈度区的大跨径桥梁，纵向梁间设置消能设施，消能设施应有足够的强度，并能满足梁端位移要求。此外，为防止发生落梁，应加强上、下部结构之间的联系。桥梁的支座锚栓、销钉、剪力键等应有足够的强度。
4 结语
国内外桥梁抗震加固技术研究已经有了较好的基础，建议我国的公路桥梁抗震加固技术研究在消化和吸收国内外已有成果的基础上，针对我国公路桥梁的特点，并在经过一系列验证性和补充性试验研究后，得出适合于我国公路桥梁的抗震加固技术，并推广应用，为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。
参考文献：
[1]范立础，桥梁延性抗震设计，北京：人民交通出版社，2001．
[2]MJN普瑞斯特雷，F赛勃勒，GM卡尔维，袁万城、胡勃、崔飞、韦晓译，桥梁抗震设计与加固[M].北京：人民交通出版社，1999.
[3]重庆交通科研设计院，桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究可行性研究报告[R].2002.
[4]杨海荣、郑琦，日本公路桥的抗震鉴定和加固[J].国外桥梁，1997（2）.