试论桥梁设计中的隔震性

杨延伟

【摘要】当今的社会高速发展，交通事业也在大踏步的前进。桥梁在在交通建设的作用也举足轻重，增强桥梁的隔震性越来越受到关注。本文从桥梁隔震性的理论基础，桥梁隔震性的重要性，及桥梁隔震性具体设计应用的三个方面进行阐述，为提高我国桥梁设计隔震性提供参考。

【关键词】桥梁；隔震；设计

引言

桥梁抗震是为了防止桥梁受到地震破坏采取的技术措施[1]。地震对于桥梁的破坏是因为地裂、滑坡等地表破坏和墩台下沉等桥梁受震导致的。在一些砂性土或者软粘土的河岸处如果遭受强烈的地震，桥梁就很容易遭受破坏。当前，桥梁抗震主要有两种，一种是延性抗震，一种是减隔震设计。前者主要是基于橋墩的延性能力进行抗震，后者是通过减隔震支座利用支座的位移耗能。目前，通过减隔震设计桥梁提高其隔震性的应用较多。

1.桥梁隔震性的理论基础

1.1隔震性的理论

隔震技术在桥梁抗震设计中的的应用，主要目的就是为了利用这些隔震装置达到延长结构周期、消耗地震能量和降低地震后结构毁坏和变化的效果。在桥梁进行隔震设计时，最关键的因素就是要求要有合理的设计，使相关的抗震系统构件能够具有较强的弹性和可塑性。

1.2隔震材料的特点

设计桥梁的过程中通常都会进行隔震设置。这样不仅可以降低工程造价，而且还能够提高桥梁的抗震性。这样才能更好的保护桥梁墩柱，满足桥梁墩柱延性需求[2]。此外，在其上部结构中采用隔震措施还可以降低震后桥梁下部结构超出弹性范围的问题，对震后不易进行检查的地方通过隔震设计也能够避免变形。

2.桥梁隔震的重要性

在桥梁的设计中进行隔震设计，能分解震后对地震力对各个结构的支座力，确保桥梁的基础部分不受到损伤，而且还能对桥梁上不结构进行支撑和保护。在设计中通过隔震设计可调节横向的刚度，改善桥梁扭转平衡的现象，降低地震力对其产生的影响。上部结构设计中通过隔震避免桥梁上部结构局部出现变形。这种设计比普通的抗震设计效果更好，而且还能够在不影响工程造价的基础是提高桥梁工程的质量。桥梁中的隔震设计中还采用了隔震支座，该部分在正常使用时因为温度的变化会相应的出现变化，而且形变较小，这样可以在桥梁设计中多跨连续使用。同没有使用隔震设计的桥梁相比，有隔震设计的桥梁能够承受较大的地震，而且也易于更换，维修的时间也比较短，费用也较低。

3.桥梁隔震设计的应用

3.1 基本原则

在桥梁隔震设计中采用隔震技术，是为了使得隔震的装置可以实现延长结构周期，分散地震影响以及减少结构被损影响的目的。在设计的过程中最为重要的就是要科学合理的设计，使得相关的抗震构件具备较高的弹性和可塑性。在设计中进行隔震设计不仅可以减少工程造价，提高桥梁的效能，而且还可以消除震后桥梁下部结构超出弹性范围的现象，因此值得重视。在进行隔震设计的过程中为提高桥梁的抗震效能要遵循以下原则：

第一，要对桥梁能否进行隔震设计进行科学合理的考察，基于周期增长后是否会提高地震能量吸收力作为判断的依据。如果桥梁地段不适于进行抗震设计，不应该进行施工。

第二，如果在桥梁设计中采用了隔震装置，其上部结构在地震的影响下会出现位移现象，对后期的使用造成影响。因而，如果发生地震之后要及时对隔震装置进行修补。

第三，桥梁中使用了隔震措施，就要确保其抗震性能高于普通抗震设计的抗震性能。

第四，要科学的勘察采用了隔震设计的桥梁附近的地质情况，其附近应有较好的地质条件。

第五，进行隔震装置时要选择结构简单且符合抗震性能的装置，确保其力学性能在需要范围内[3]。

3.2 具体设计

关于桥梁隔震设计可从其隔震装置设计和细部构造结构设计进行分析。

隔震装置设计：装置设计和其他的构件的设计是桥梁隔震设计中的重点。其设计也是隔震设计的关键部分。目前，在隔震设计中使用较为常见的是弹性反应谱法。不同国家对于此种方法的使用也有不同的规范，主要体现在计算公式的不同。这里提高的计算公式是指隔震装置等效刚度的计算和等效阻尼的计算[4]。相比较而言，复杂的而且不规则的桥梁多是使用时程方法。弹性反应谱法能够得到如此广泛的应用是因为其在施工的过程中，计算较为简单，而且同目前的规范计算也十分的接近，也利于使用者更好的接受。

另外，隔震设计中的等效刚度和等效阻尼计算同隔震装置在地震中的变形程度有很大的关系，因此，隔震装置的变形同桥梁地震响应程度也有着很的关系[5]。因而，从客观上来讲，使用弹性反应谱法实施桥梁隔震设计是一个不断完善的过程。在具体的计算过程中，没有可以直接使用的公式实现目标。因而，需要设计人员能够很好的掌握和预估桥梁在地震响应上的程度。地震发生之后，一些经验丰富的工程师凭借其经验可以初步的制定方案，完成方案的设计后可通过时程对设计的合理性进行验证。

细部构造设计：桥梁中的一些附属结构在其隔震的设计中也有着重要的作用。这些结构和构件主要包含了其限位装置和防落梁装置等等。对多震害的调查中可以知道，细部构造对于桥梁结构的动力响应以及其隔震效果也影响较大。但是，大部分设计人员很容易忽视这点。而且，因为地震响应时，对附属结构进行计算的方法很复杂，因此很多设计人员也容易忽视细部结构的设计。在对细部结构进行设计的时候要有很好的连续性。

结论

当今的社会高速发展，交通事业也在大踏步的前进。桥梁在在交通建设的作用也举足轻重，增强桥梁的隔震性越来越受到关注。通过分析可以见，隔着设计在桥梁设计中的重要性是不可忽视的。尽管当前我国的隔震技术还仅仅是处于初步的阶段，但是在通过吸收先进的技术经验以及自身的不断完善后，我国桥梁的隔震设计水平会不断提高，我国桥梁隔震性能也能够大大提高。

参考文献

[1]尤君鑫. 探讨隔震设计在市政桥梁设计中的应用[A]. 中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学国家发展研究院.科技研究——2015科技产业发展与建设成就研讨会论文集（下）[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学国家发展研究院：，2015：1.

[2]郑明燕. 考虑SSI的减隔震简支桥梁（渡槽）建模及地震动力响应研究[D].中国地质大学，2014.

[3]袁彪. 关于桥梁设计的隔震设计的重要性研究[J]. 江西建材，2014，23：132.

[4]梁彬. 公路桥梁铅销橡胶支座优化设计及其减隔震效果研究[D].长安大学，2008.

[5]牟瑛娜. 自锚式斜拉—悬索协作体系桥的Pushover分析及减隔震研究[D].大连理工大学，2012