基于震害現象和有關(guān)實(shí)驗與理論研究，結合能力抗震設計的思想，按照我國公路橋梁的特點(diǎn)，探討影響極限強的因素，并提出抗震設計的方法，具有重要的論意義和工程應用價(jià)值。 

　　　　 
　　 
　　在橋梁結構中，節點(diǎn)構造形式與房屋框架結構中的節點(diǎn)相差較大，而且橋梁結構在橫向地震作用下主要依靠墩柱的延性發(fā)生變形，而不是依靠蓋梁的延性，因而不能套用房屋框架結構節點(diǎn)抗震設計。但是毫無(wú)疑問(wèn)的是，橋梁節點(diǎn)部位屬于能力保護構件，在地震作用下需要保持較高的強度和剛度。本文結合我國公路橋梁的特點(diǎn)，對影響極限強的因素做出了探討，具有重要的論意義和工程應用價(jià)值。 
　　 
　　一、我國橋梁節點(diǎn)受力特點(diǎn) 
　　 
　　點(diǎn)的受力機理受到多種因素的影響，包括:混凝土強度，鋼筋屈服強度，核心區內箍筋的構造以及梁柱主筋的錨固狀況等。在正常配筋的情況下，節點(diǎn)核心的受力過(guò)程，一般經(jīng)歷以下四個(gè)階段: 
　�。ㄒ唬┏趿� 
　　當加載使核心區出現第一條斜裂縫時(shí)，稱(chēng)為核心區初裂階段。此時(shí)箍筋應力水平很低，節點(diǎn)可認為處于彈性工作階段，節點(diǎn)剪力主要由混凝土承擔。 
　�。ǘ�）通裂 
　　初裂后繼續增加荷載，節點(diǎn)核心區中部陸續出現第二條、第三條斜裂縫，將核心區分割成若干小塊，然后逐漸形成貫通節點(diǎn)核心對角線(xiàn)的主斜裂縫。通裂時(shí)節點(diǎn)內箍筋應力很快增加至屈服應力，節點(diǎn)進(jìn)入彈塑性階段，剛度明顯降低。試驗顯示，通裂時(shí)的承載能力約為極限承載能力的80%左右。 
　�。ㄈ�）極限 
　　通裂后外荷載還可以繼續增加，核心區裂縫寬度越來(lái)越寬，結構變形明顯加大，核心區剪切變形成倍增長(cháng)�；炷�土保護層開(kāi)始起殼、剝落。此時(shí)承載能力達到最大值，稱(chēng)為極限階段。極限時(shí)節點(diǎn)內箍筋幾乎全部屈服。 
　�。ㄋ模┢茡p 
　　雖然變形持續加大，但是節點(diǎn)承載能力開(kāi)始降低，核心區混凝土大塊剝落。破損時(shí)節點(diǎn)的承載能力約為極限時(shí)的80%一90%。 
　　 
　　二、加強節點(diǎn)強度 
　　 
　　在地震作用下，希望塑性鉸出現在梁端，這樣就不會(huì )引起高層結構太大的側向變形，避免了倒塌的后果。但是在橋梁結構中，如果梁端出現較大的轉角，就會(huì )引起橋面系極大的破壞，甚至使橋梁結構完全喪失使用功能，這是人們所不愿看到的。因此在橋梁抗震設計中，一般選擇塑性鉸出現在橋墩中。由于橋梁結構都是單層或者雙層，即使墩柱中出現塑性鉸，在設計預期的地震作用下，只要墩柱的延性能力滿(mǎn)足塑性鉸轉角的需求，都不會(huì )引起倒塌的后果。對于橋梁節點(diǎn)部位的抗震要求，則與建筑抗震規范一致。節點(diǎn)是連接橋墩和蓋梁的傳力構件，是保證整個(gè)結構良好工作的關(guān)鍵部位，屬于能力保護構件，因此對其強度和剛度要求都較高。 


　�。ㄒ唬┰谟蓸蚨蘸蜕w梁組成的框架結構中，在橫向地震作用下，塑性鉸可能出現在墩底截面，墩頂截面，節點(diǎn)，梁端截面。根據能力抗震設計思想，蓋梁的極限強度一般要比橋墩截面大，如果蓋梁中配有預應力筋，其極限強度會(huì )更大，因而一般不會(huì )稱(chēng)為結構的薄弱環(huán)節。在橫向作用力增大的過(guò)程中，墩底截面彎矩最大，首先進(jìn)入屈服狀態(tài)。在墩底截面出現塑性鉸以后，截面上的彎矩會(huì )保持平穩狀態(tài)不再增長(cháng)，而墩頂截面的彎矩會(huì )隨框架變形的增加而持續增大，節點(diǎn)核心區域內的箍筋應力也會(huì )隨之增加直至屈服。此時(shí)，節點(diǎn)區域的剛度出現退化，會(huì )削弱對墩頂截面的約束，甚至形成鉸接約束，從而引起結構中的內力重分布，使結構側向變形加速變大，對結構橫向抗震性能是很不利的。節點(diǎn)核心區的箍筋如果在墩底截面的塑性鉸出現以前就進(jìn)入屈服，會(huì )削弱對墩頂截面的約束，甚至形成鉸接約束，從而引起結構中的內力重分布，墩頂截面彎矩減小，墩底截面彎矩增大，使得墩底更快進(jìn)入屈服狀態(tài)，從而降低框架結構的橫向抗震性能。 
　�。ǘ�）在不同的縱筋配筋率下，墩底截面總是首先進(jìn)入屈服狀態(tài)，梁端截面基本不屈服，在配筋率小于3%時(shí)，墩頂截面也會(huì )達到屈服，當配筋率超過(guò)3%時(shí)，墩頂截面并未達到屈服狀態(tài)。這說(shuō)明在不同的配筋率下，節點(diǎn)部位并不是保持相同的剛度。當節點(diǎn)部位出現剛度軟化以后，對墩頂截面的約束減弱，從而導致墩頂截面彎矩減小。 
　�。ㄈ�）節點(diǎn)區域的配箍率對結構的橫向抗推極限承載能力影響并不大，這是因為計算中假定梁柱中延伸入節點(diǎn)區域的主筋和混凝土粘結良好，核心區混凝土所承受的剪力都能完全傳遞到主筋中去。這樣梁柱的主筋就承擔了節點(diǎn)核心區中的剪力，因而箍筋的作用體現不明顯。事實(shí)上在混凝土開(kāi)裂以后，隨著(zhù)裂縫的發(fā)展，主筋與混凝土之間的粘結惡化導致滑移的產(chǎn)生，混凝土中的剪力就不能完全傳遞到主筋，此時(shí)就需要依靠節點(diǎn)中的箍筋承擔抗剪作用。如果箍筋配置過(guò)少，節點(diǎn)就無(wú)法將上部結構的慣性力傳遞到橋墩中去，節點(diǎn)核心區出現脆性剪切破壞，對結構抗震非常不利。節點(diǎn)核心區內的豎向箍筋始終應力很大，其主要原因，是因為靠近節點(diǎn)外側承托附近的豎向箍筋，為了要平衡小斜壓桿中的壓力，內力很大，很容易就達到屈服，在設計中需要給予重視。節點(diǎn)核心區中配置適量的箍筋，除了能起到約束混凝土，提高混凝土強度的作用以外，在混凝土開(kāi)裂后能箍筋直接參與受力，是保證節點(diǎn)裂縫不會(huì )充分開(kāi)展，剛度不出現急劇退化的有效措施。 
　　綜上所述，在橋梁結構中，如果橋墩和蓋梁剛度比較接近，則在地震作用下，結構受到側向賡性力作用，節點(diǎn)核心區箍筋受力很大，容易出現節點(diǎn)剛度退化。一方面會(huì )導致節點(diǎn)核心區混凝土剪切破壞，另一方面又會(huì )導致橋墩內力重分布，墩底截面彎矩加大，更快達到屈服狀態(tài)，降低橋梁結構橫橋向整體的抗震能力。而在蓋梁和橋墩抗彎剛度相差較大時(shí)，在地震橫橋向作用下，墩底和墩頂部位的塑性鉸更容易形成，節點(diǎn)部位相對更加安全，符合能力抗震設計思想。 
　　 
　　三、結語(yǔ) 
　　 
　　在由橋墩和蓋梁組成的框架結構中，在橫向地震作用下，塑性鉸可能出現在墩底截面、墩頂截面、節點(diǎn)和梁端截面。蓋梁的極限強度一般要比橋墩截面大，如果蓋梁中配有預應力筋，其極限強度會(huì )更大，因而一般不會(huì )成為結構的薄弱環(huán)節。在橫向作用力增大的過(guò)程中，墩底截面彎矩最大，首先進(jìn)入屈服狀態(tài)。在墩底截面出現塑性鉸以后，截面上的彎矩會(huì )保持平穩狀態(tài)不再增長(cháng)，而墩頂截面的彎矩會(huì )隨框架變形的增加而持續增大，節點(diǎn)核心區域內的箍筋應力也會(huì )隨之增加直至屈服。此時(shí)，節點(diǎn)區域的剛度出現退化，會(huì )削弱對墩頂截面的約束，甚至形成鉸接約束，從而引起結構中的內力重分布，使結構側向變形加速變大，對結構橫向抗震是很不利的，這些都是在實(shí)際施工中應該注意的地方。 
　　 
　　參考文獻： 
　　[1]俞琦、陳語(yǔ)、王家林，橋梁抗震分析方法[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報， 2006， 25（Supp）: 32-34. 
　　[2]席張群，橋梁抗震分析方法對比研究[J].中國水運， 2007， 7（5）: 95-96. 
　　[3]喬東華、王磊，橋梁結構抗震分析方法研究[J].山西科技， 2007，（1）: 151-153.