試論橋梁設計中的隔震性

楊延偉

【摘要】當今的社會高速發展，交通事業也在大踏步的前進。橋梁在在交通建設的作用也舉足輕重，增強橋梁的隔震性越來越受到關注。本文從橋梁隔震性的理論基礎，橋梁隔震性的重要性，及橋梁隔震性具體設計應用的三個方面進行闡述，為提高我國橋梁設計隔震性提供參考。

【關鍵詞】橋梁；隔震；設計

引言

橋梁抗震是為了防止橋梁受到地震破壞采取的技術措施[1]。地震對于橋梁的破壞是因為地裂、滑坡等地表破壞和墩臺下沉等橋梁受震導致的。在一些砂性土或者軟粘土的河岸處如果遭受強烈的地震，橋梁就很容易遭受破壞。當前，橋梁抗震主要有兩種，一種是延性抗震，一種是減隔震設計。前者主要是基于橋墩的延性能力進行抗震，后者是通過減隔震支座利用支座的位移耗能。目前，通過減隔震設計橋梁提高其隔震性的應用較多。

1.橋梁隔震性的理論基礎

1.1隔震性的理論

隔震技術在橋梁抗震設計中的的應用，主要目的就是為了利用這些隔震裝置達到延長結構周期、消耗地震能量和降低地震后結構毀壞和變化的效果。在橋梁進行隔震設計時，最關鍵的因素就是要求要有合理的設計，使相關的抗震系統構件能夠具有較強的彈性和可塑性。

1.2隔震材料的特點

設計橋梁的過程中通常都會進行隔震設置。這樣不僅可以降低工程造價，而且還能夠提高橋梁的抗震性。這樣才能更好的保護橋梁墩柱，滿足橋梁墩柱延性需求[2]。此外，在其上部結構中采用隔震措施還可以降低震后橋梁下部結構超出彈性范圍的問題，對震后不易進行檢查的地方通過隔震設計也能夠避免變形。

2.橋梁隔震的重要性

在橋梁的設計中進行隔震設計，能分解震后對地震力對各個結構的支座力，確保橋梁的基礎部分不受到損傷，而且還能對橋梁上不結構進行支撐和保護。在設計中通過隔震設計可調節橫向的剛度，改善橋梁扭轉平衡的現象，降低地震力對其產生的影響。上部結構設計中通過隔震避免橋梁上部結構局部出現變形。這種設計比普通的抗震設計效果更好，而且還能夠在不影響工程造價的基礎是提高橋梁工程的質量。橋梁中的隔震設計中還采用了隔震支座，該部分在正常使用時因為溫度的變化會相應的出現變化，而且形變較小，這樣可以在橋梁設計中多跨連續使用。同沒有使用隔震設計的橋梁相比，有隔震設計的橋梁能夠承受較大的地震，而且也易于更換，維修的時間也比較短，費用也較低。

3.橋梁隔震設計的應用

3.1 基本原則

在橋梁隔震設計中采用隔震技術，是為了使得隔震的裝置可以實現延長結構周期，分散地震影響以及減少結構被損影響的目的。在設計的過程中最為重要的就是要科學合理的設計，使得相關的抗震構件具備較高的彈性和可塑性。在設計中進行隔震設計不僅可以減少工程造價，提高橋梁的效能，而且還可以消除震后橋梁下部結構超出彈性范圍的現象，因此值得重視。在進行隔震設計的過程中為提高橋梁的抗震效能要遵循以下原則：

第一，要對橋梁能否進行隔震設計進行科學合理的考察，基于周期增長后是否會提高地震能量吸收力作為判斷的依據。如果橋梁地段不適于進行抗震設計，不應該進行施工。

第二，如果在橋梁設計中采用了隔震裝置，其上部結構在地震的影響下會出現位移現象，對后期的使用造成影響。因而，如果發生地震之后要及時對隔震裝置進行修補。

第三，橋梁中使用了隔震措施，就要確保其抗震性能高于普通抗震設計的抗震性能。

第四，要科學的勘察采用了隔震設計的橋梁附近的地質情況，其附近應有較好的地質條件。

第五，進行隔震裝置時要選擇結構簡單且符合抗震性能的裝置，確保其力學性能在需要范圍內[3]。

3.2 具體設計

關于橋梁隔震設計可從其隔震裝置設計和細部構造結構設計進行分析。

隔震裝置設計：裝置設計和其他的構件的設計是橋梁隔震設計中的重點。其設計也是隔震設計的關鍵部分。目前，在隔震設計中使用較為常見的是彈性反應譜法。不同國家對于此種方法的使用也有不同的規范，主要體現在計算公式的不同。這里提高的計算公式是指隔震裝置等效剛度的計算和等效阻尼的計算[4]。相比較而言，復雜的而且不規則的橋梁多是使用時程方法。彈性反應譜法能夠得到如此廣泛的應用是因為其在施工的過程中，計算較為簡單，而且同目前的規范計算也十分的接近，也利于使用者更好的接受。

另外，隔震設計中的等效剛度和等效阻尼計算同隔震裝置在地震中的變形程度有很大的關系，因此，隔震裝置的變形同橋梁地震響應程度也有著很的關系[5]。因而，從客觀上來講，使用彈性反應譜法實施橋梁隔震設計是一個不斷完善的過程。在具體的計算過程中，沒有可以直接使用的公式實現目標。因而，需要設計人員能夠很好的掌握和預估橋梁在地震響應上的程度。地震發生之后，一些經驗豐富的工程師憑借其經驗可以初步的制定方案，完成方案的設計后可通過時程對設計的合理性進行驗證。

細部構造設計：橋梁中的一些附屬結構在其隔震的設計中也有著重要的作用。這些結構和構件主要包含了其限位裝置和防落梁裝置等等。對多震害的調查中可以知道，細部構造對于橋梁結構的動力響應以及其隔震效果也影響較大。但是，大部分設計人員很容易忽視這點。而且，因為地震響應時，對附屬結構進行計算的方法很復雜，因此很多設計人員也容易忽視細部結構的設計。在對細部結構進行設計的時候要有很好的連續性。

結論

當今的社會高速發展，交通事業也在大踏步的前進。橋梁在在交通建設的作用也舉足輕重，增強橋梁的隔震性越來越受到關注。通過分析可以見，隔著設計在橋梁設計中的重要性是不可忽視的。盡管當前我國的隔震技術還僅僅是處于初步的階段，但是在通過吸收先進的技術經驗以及自身的不斷完善后，我國橋梁的隔震設計水平會不斷提高，我國橋梁隔震性能也能夠大大提高。

參考文獻

[1]尤君鑫. 探討隔震設計在市政橋梁設計中的應用[A]. 中國武漢決策信息研究開發中心、決策與信息雜志社、北京大學國家發展研究院.科技研究——2015科技產業發展與建設成就研討會論文集（下）[C].中國武漢決策信息研究開發中心、決策與信息雜志社、北京大學國家發展研究院：，2015：1.

[2]鄭明燕. 考慮SSI的減隔震簡支橋梁（渡槽）建模及地震動力響應研究[D].中國地質大學，2014.

[3]袁彪. 關于橋梁設計的隔震設計的重要性研究[J]. 江西建材，2014，23：132.

[4]梁彬. 公路橋梁鉛銷橡膠支座優化設計及其減隔震效果研究[D].長安大學，2008.

[5]牟瑛娜. 自錨式斜拉—懸索協作體系橋的Pushover分析及減隔震研究[D].大連理工大學，2012