橋梁結構設計中減隔震技術的應用

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0 前言

隨著我國社會經濟的不斷發展，交通運輸業也隨之逐漸發展進步，對于公路橋梁的結構設計越來越受到大家的重視，再加上我國地震頻發，從而造成較大的經濟損失，這也引起了橋梁結構設計人員的重視。通過對抗震設計理念、減隔震技術的研究和應用，對橋梁結構抗震的安全性具有重要的影響。而抗震技術作為橋梁結構設計中的核心因素，在對橋梁結構進行減隔震技術的應用，可以有效避免橋梁結構在地震中受到損壞[1]。總之，不同地段應按照相關的氣候條件、車輛的通過情況等相關因素對減隔震裝置的選擇進行評估，并對路橋結構的內力分布和大小的目標進行有效的控制。

1 減隔震技術的基本概念以及適用條件

1.1 減隔震技術的基本概念

減隔震技術，從本質上進行劃分，主要具有隔震與減震兩個作用。隔震的主要目的就是在橋梁進行設計的過程中，將其所引起的結構破壞的運動以及結構本身進行分離。想要實現其有效的分離，就需要在施工的時候，對路橋結構的使用時間盡可能的進行延長，對于地點比較頻發的地區，需要對路線的方向進行巧妙的設計，從而使地震災害的波動的力度對路橋的結構造成的破壞得以有效的降低。對路橋進行減震的主要目的就是將地震發生過程中，對路橋結構內所產生的能量，通過減震支座、阻尼器等相關的減震器械對其存在的能量進行消耗，從而使能量對結構所產生的損害進行有效的降低[2]。

1.2 減隔震技術的適用條件

減隔震技術并不是對所有的橋梁結構設計都能夠適用，有些情況就不適用對減隔震技術進行運用。例如，我國已經存在的老橋，由于對其進行建設的周期比較長，對于結構的穩定性已經被破壞。因此，對減隔震技術的適用條件進行評估，十分有利于減隔震技術的應用。主要的減隔震技術的適用條件適用于以下幾點：（1）地震的波頻，具有高、中、低的區分，如果橋梁結構處于地震發生的高頻階段，同時能力比較集中，就可以對減隔震技術的使用，以及對橋梁的結構進行有效的防范[3]；（2）對于橋梁結構生命周期比較短，橋梁結構設計比較規范，沒有橋梁墩太高太低的情況出現，就可以對減隔震技術進行應用；（3）對于提前計劃好的施工地點，需要對地面板塊的運動特點進行觀察，對于損害因素，確保將其降到最低，從而實施對減隔震技術的應用。

對于減隔震技術不適用的條件，主要包含以下幾點：（1）橋梁結構的周圍的土壤，具有較高的含水量，比較容易發生濕陷的狀況，此時地震產生的高能量就容易受到不同程度的損壞；（2）橋梁結構的路基下部具有較大的柔性，同時，橋梁結構自身所具有的周期長，可以使路基與橋梁產生共振；（3）在橋梁的支座中，受力度分布不均勻的情況，出現負反力，以及橋梁結構位移情況較為嚴重等，都不適合減隔震技術的應用。

2 減隔震設備的具體分類

減隔震技術在我國進行應用，主要分為三類。（1）減隔震設備是粘滯阻尼器，主要是通過對對粘滯阻尼器進行有效的應用，對于地震中的能量進行消耗，從而使橋梁結構局部關鍵位置的抗震安全性能進行有效的提高；（2）減隔震設備是擺式滑動摩擦支座和鉛芯橡膠隔震支座。這種情況，對橋梁的結構進行設計，設計人員需要對強梁結構周期的延長，對減隔震設備有效的應用，使地震的能量得以消耗，從而將橋梁結構的抗震安全性能得以提高[4]；（3）高阻尼隔震橡膠支座和非線性阻尼減隔震支座，主要是通過對特殊的阻尼配方性能的利用，可以對地震中傳遞的水平震動能量進行消耗，當地震來臨時，水平方向上的能量就不會全部傳遞給橋梁，這可以使橋梁所承受的水平震力大大減少，從而有效降低地震對橋梁的破壞能力。也就是說，對于橋梁結構進行設計的相關人員通過對減隔震技術的應用，對橋梁抗震性能的提高具有重要的作用。

3 減隔震技術的應用

3.1 合理的應用粘滯阻尼器

對于橋梁結構進行設計的人員，在對需要進行抗震設計的橋梁結構進行設計時，需要對粘滯阻尼器的有效應用進行充分的考慮，從而使橋梁結構的抗震安全性能得以提高。粘滯阻尼器所具有的優勢主要包括以下幾點：（1）彈塑性阻尼裝置或者是摩擦阻尼裝置所具有的較強屈服力或者摩擦力是常值，當橋墩發生最大化的變形的時候，屈服力以及摩擦力的常值會同時達到。但是，當阻尼器的參數為 1的時候，橋墩就會發生最大化的變形，而阻尼力反而是最小值。當阻尼器的參數為0的時候，粘滯阻尼器的阻尼力就會達到最大值，而此時橋墩的變形最小。（2）當溫度發生改變的時候，彈塑性阻尼裝置或者摩擦阻尼裝置需要對屈服力以及摩擦力進行克服，才能夠實現相關裝置的自由變形。在粘滯阻尼器不斷發展變化的情況下，所產生的抗震力，幾乎為0[5]。因此，對于粘滯阻尼力進行應用，對橋梁結構的實際使用功能是不會產生影響的。

在橋梁中，對粘滯阻尼器進行應用，通常粘滯阻尼器會被設置在橋梁的塔梁中間，也可以是在加勁梁與橋邊墩的中間位置，或者是加勁梁與輔助墩的中間位置。

3.2 合理的應用擺式滑動摩擦支座

對橋梁進行設計的人員，在對橋梁結構進行設計的時候，需要對擺式滑動摩擦支座的有效應用進行充分的考慮，從而使橋梁的抗震安全性能得到有效的提高。擺式滑動摩擦支座主要是將滑動摩擦支座與鐘擺的概念進行有機的結合，從而使減隔震裝置更為有效。同時，擺式滑動摩擦支座在進行滑動時，滑動面是一個曲面，通過曲面滑動摩擦，可以使地震能量得到最大化的消耗，從而使鐘擺機理對橋梁結構的振動周期得以有效的延長[6]。由于地震進行位移的大小，以及球面曲率半徑對擺式滑動摩擦支座的平面尺寸會產生較大的影響。

3.3 合理應用鉛芯橡膠支座

對于橋梁結構進行設計人員來說，其在橋梁結構進行抗震設計的時候，需要對鉛芯橡膠支座的有效應用進行充分的考慮，以此對橋梁結構的安全抗震性能進行有效的提高。鉛芯橡膠隔震支座主要的構成是，在分層橡膠支座中加入鉛芯，從而形成一種減隔震裝置。對于鉛芯來說，其具有較好的力學性能，其可以和分層橡膠支座進行有機的結合，因此，鉛芯是一種較好的減隔震材料。另外，鉛芯橡膠支座的屈服剪應力比較低，在對其剛度進行剪切的時候，具有較強的彈塑能力，同時，塑性循環的耐疲勞性能也比較強。總而言之，鉛芯橡膠支座在國內外橋梁結構的隔震設計的時候，是比較廣泛的隔震裝置，對于橋梁結構的抗震安全性能具有重要的影響。

在對需要進行抗震設計的橋梁，應根據橋梁所在區域的地震烈度、地震動峰

值加速度和橋梁的結構形式等合理選擇相應的減隔震設備。

5 結束語

綜上所述，本文主要對減隔震技術在橋梁結構抗震安全性中的應用進行分析研究，對于橋梁結構設計時對減隔震裝置的安裝的重要性進行認識，從而使橋梁結構抗震安全性能的提高具有重要的影響。

[1]榮梅.橋梁結構設計中減隔震技術的應用[J].中國新技術新產品,2012,(11):76-76.

[2]彭德秀.解析橋梁結構設計中減隔震技術的應用[J].黑龍江交通科技,2014,(6):100-100.

[3]高建.芻議橋梁結構設計中減隔震技術的應用[J].山東工業技術,2015,(9):132.

[4]陳洪.橋梁結構設計中減隔震技術的應用[J].建材與裝飾,2012,(36):225-227.

[5]楊朝山.橋梁結構設計中減隔震技術的應用分析[J].城市建筑,2014,(30):228-228.

[6]王志強．胡世德．周紅衛 ，章曾煥．盧浦大橋減、隔震裝置的研究[C].十五屆全 國橋粱學術會議論文集．上海 ：同濟大學出版社.2002．(10)．