胡恩宏
【摘要】随着我国经济水平的不断提升，科学技术的迅速发展，人们对于拱桥结构的抗震、抗风以及稳定性有了更高的要求，但众所周知，近几年地震等灾害发生频率增加，这就给拱桥当地居民的生命安全造成了威胁，这就要求在实际的拱桥结构设计过程中加强以上三方面的设计要求，能够认真反思各种灾害，积极归纳与思考，科学的、合理的对待，探索出科学、符合实际的设计方法，最大程度地保证人们的生命安全。本文就拱桥结构抗震、抗风及稳定性分析做出了详细的论述，供相关部门参考和借鉴。
【关键词】拱桥结构;抗震;抗风;稳定性
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.150
1、拱桥抗风、抗震及稳定性的设计理念
为了确保拱桥能够增强抗风与抗震的能力，确保其结构的可靠性与安全性，并具有相应的刚度、强度以及良好的稳定性，需要遵守以下抗风与抗震的设计原则。
1.1拱桥抗风设计理念的研究
首先需要在设计风荷载和其他作用相互组合下，必须符合相关规定的强度以及刚度，不应发生静力失稳现象;另一方面使用期限内，桥位所在的区域出现最大风速的情况下，拱桥结构不能够出现毁坏的情况。
1.2拱桥抗震设计理念的研究
为了保证拱桥工程的设计与整体施工的质量的合理性，应该依据附近环境因素以及拱桥工程的具体实际情况，综合、全面的分析并加以优化。①场地因素：场地的安全性是主要因素，在其基础之上，最大程度避免发生地震时损坏地基，设计人员应该考虑坚硬的场地，例如碎石类、基岩以及不稳定斜坡等地段，均为危险率极高的场所，地基十分不稳定，应该重点研究科学的处理与加固方法。②规律与整体性：在设计拱桥的过程中，应该重视拱桥的整体性，确保上部结构是连续性的。因为，如果拱桥过于整体，则能够很好的防治（非）结构构件，以便处于地震的过程中，避免掉落，导致拱桥倒塌。此外，无论是在平立面，设计人员也应重视拱桥结构的布置必须几何尺寸、刚度与质量十分对称以及均匀，以防变化。
2、拱桥结构材料、产品、设备等使用原则
本桥设计中所采用的普通钢材、高强钢材、预应力锚具及其它附属设施设备等产品必须符合相关的技术标准和质量要求，并遵照施工规范及相关产品使用要求进行运输、存放、加工、安装、使用，严禁使用不合格产品、劣质产品或不能满足设计要求的产品。
拱桥结构使用的材料、产品、设备等应由具有相应资质，在行业内受到广泛信任的承制商负责承制，出厂必须具有合格保证，同时应通过第三方进行工地抽检，并出具检测合格报告。
材料及成品运输期间应保证其技术参数及使用性能不发生改变，如发生改变，必须停止使用。
工地现场材料及成品的存放及使用亦应保证其技术参数及使用性能不发生改变，如发生改变，必须停止使用。施工承包商必须采取足够的措施保证现场材料的存放及使用时能始终满足出厂时合格保证性能，在投标过程中考虑足够的临时保管措施费用。业主及监理方应以此条件列入中标承诺及现场管理的材料质量保证措施。
3、拱桥结构耐久性设计
要根据实际拱桥工程的设计基准期来确定设计的耐久性措施、以确保拱桥工程达到设计基准期的时间要求。在实际的工程当中，为了封闭由于混凝土收缩产生的表面的空隙，增强混凝土外表面的抗水性、抗腐蚀性，增强结构的使用寿命，同时增加拱桥结构外侧的美观，在箱梁、拱座、桥墩、桥台外表面涂刷外保护涂料。
4、拱桥结构防腐设计
钢拱为焊接结构。依据大气腐蚀环境、局部腐蚀因素以及钢结构各部件的工作和维修条件，涂装设计的基本内容是防腐涂层和后期维护。后期维护主要针对中涂和面涂，所以要最大限度地保证其底涂层的可靠及完整性，涂层应确保在带棱角构件处良好的遮盖效果和结合力，同时具有良好的复涂性。要求构件制作时外露棱角进行2mm 的导棱处理。
5、拱桥运营中的注意事项
（1）钢结构初次涂装并不代表本结构终生可以免检查、免维护;厂商的初次涂装承诺亦并不代表在承诺期内可以免检查、免维护。因此本桥在竣工交付使用后即应实行定期监测、检查，建立拱桥健康档案，确保营运条件在设计图纸允许的条件范围内;并定期检修和维护，对于异常情况应采取相应的应对措施。
（2）设计图纸所要求的如限重、限速、限高、防撞等通车、通航营运条件是需要当地各个管理部门通过足够的管理手段来实现的，尤其应注意对超载车辆的管理问题。
（3）本桥如需维护或更换设备时，所用的材料应不低于原设计图所定的标准及要求，但不应增加荷载（包括桥上管线荷载）。
（4）为了做好大桥施工和运营时的环境保护，施工和大桥管理单位应该及时制订相应的管理措施和应急预案，如：生态环境保护措施;水环境保护措施;声环境保护措施;环境空气保护措施;社会环境保护措施;拱桥事故风险防范措施建议;拱桥事故风险应急计划等。
6、拱桥结构抗震、抗风及稳定性控制措施
混凝土施工应保证浇筑进度和振捣密实，同时要求平面尺寸、位置放样准确，箱梁混凝土颜色一致，表面光洁平整。为保证施工质量，浇筑方法应认真研究确定，施工缝留设位置及方式应报设计单位认可。应严格保证混凝土的质量和强度，在浇筑新混凝土前应将前旧混凝土的接缝面凿毛洁净，以确保新旧混凝土的整体性，并注意混凝土的养生，所有外表面均要達到平整、光洁和全桥混凝土颜色一致。桥梁施工时因施工所需开设的孔洞，均应取得设计单位的同意，所有施工预埋件，在施工完成后应予割除恢复原状，并注意防锈和美观。
施工单位应与监理单位密切配合，及时提供砼强度、容重、弹性模量、收缩徐变相关系数、钢绞线的相关数据，以便施工控制达到设计要求。主梁施工完成后，进行桥面铺装时，应桥面进行吹沙处理，清除松散物后，方可进行下一道工序，以确保桥面板与桥面铺装层有效的结合。
施工单位要改变施工方案，或有大型设施作用于设计结构时，均应提前书面通知（并含该方案计算书），待业主、监理等单位同意后方可实施。承台、墩身、横梁以及桥台的混凝土体积较大，施工时应采取可靠的措施（如采用低水化热的水泥、掺入粉煤灰、埋设冷却管）降低水化热，避免混凝土形成微裂缝甚至开裂;结构各施工缝、后浇构件结合面（包括封锚面）应严格处理，确保可靠结合。本桥主梁、横梁所采用预应力体系的锚具、锚下垫板以及锚下螺旋箍筋（不能用本图所提供的锚下钢筋替代）等构件均为成套产品，直接向厂家成套定购。
总结：
综上所述，为了更好地应对地震、狂风等自然灾害，拱桥的设计人员要根据实际建设地区的自然环境和地区的位置来选择恰当的抗震、抗风以及稳定性的措施，能够保证人们的生命安全，另外还要重视起拱桥地理位置以及整体结构的设计，从而保证拱桥整体质量得到进一步的提升，认真思考拱桥的设计理念和方法，应该将理论与现实紧密结合在一起，通过对实验数据的对比分析，实现拱桥结构的抗震、抗风以及稳定性性能的更好发挥。
参考文献：
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