桥梁结构设计中减隔震技术的应用

（郑州宏达工程技术咨询有限公司， 河南 郑州 450000）

0 前言

随着我国社会经济的不断发展，交通运输业也随之逐渐发展进步，对于公路桥梁的结构设计越来越受到大家的重视，再加上我国地震频发，从而造成较大的经济损失，这也引起了桥梁结构设计人员的重视。通过对抗震设计理念、减隔震技术的研究和应用，对桥梁结构抗震的安全性具有重要的影响。而抗震技术作为桥梁结构设计中的核心因素，在对桥梁结构进行减隔震技术的应用，可以有效避免桥梁结构在地震中受到损坏[1]。总之，不同地段应按照相关的气候条件、车辆的通过情况等相关因素对减隔震装置的选择进行评估，并对路桥结构的内力分布和大小的目标进行有效的控制。

1 减隔震技术的基本概念以及适用条件

1.1 减隔震技术的基本概念

减隔震技术，从本质上进行划分，主要具有隔震与减震两个作用。隔震的主要目的就是在桥梁进行设计的过程中，将其所引起的结构破坏的运动以及结构本身进行分离。想要实现其有效的分离，就需要在施工的时候，对路桥结构的使用时间尽可能的进行延长，对于地点比较频发的地区，需要对路线的方向进行巧妙的设计，从而使地震灾害的波动的力度对路桥的结构造成的破坏得以有效的降低。对路桥进行减震的主要目的就是将地震发生过程中，对路桥结构内所产生的能量，通过减震支座、阻尼器等相关的减震器械对其存在的能量进行消耗，从而使能量对结构所产生的损害进行有效的降低[2]。

1.2 减隔震技术的适用条件

减隔震技术并不是对所有的桥梁结构设计都能够适用，有些情况就不适用对减隔震技术进行运用。例如，我国已经存在的老桥，由于对其进行建设的周期比较长，对于结构的稳定性已经被破坏。因此，对减隔震技术的适用条件进行评估，十分有利于减隔震技术的应用。主要的减隔震技术的适用条件适用于以下几点：（1）地震的波频，具有高、中、低的区分，如果桥梁结构处于地震发生的高频阶段，同时能力比较集中，就可以对减隔震技术的使用，以及对桥梁的结构进行有效的防范[3]；（2）对于桥梁结构生命周期比较短，桥梁结构设计比较规范，没有桥梁墩太高太低的情况出现，就可以对减隔震技术进行应用；（3）对于提前计划好的施工地点，需要对地面板块的运动特点进行观察，对于损害因素，确保将其降到最低，从而实施对减隔震技术的应用。

对于减隔震技术不适用的条件，主要包含以下几点：（1）桥梁结构的周围的土壤，具有较高的含水量，比较容易发生湿陷的状况，此时地震产生的高能量就容易受到不同程度的损坏；（2）桥梁结构的路基下部具有较大的柔性，同时，桥梁结构自身所具有的周期长，可以使路基与桥梁产生共振；（3）在桥梁的支座中，受力度分布不均匀的情况，出现负反力，以及桥梁结构位移情况较为严重等，都不适合减隔震技术的应用。

2 减隔震设备的具体分类

减隔震技术在我国进行应用，主要分为三类。（1）减隔震设备是粘滞阻尼器，主要是通过对对粘滞阻尼器进行有效的应用，对于地震中的能量进行消耗，从而使桥梁结构局部关键位置的抗震安全性能进行有效的提高；（2）减隔震设备是摆式滑动摩擦支座和铅芯橡胶隔震支座。这种情况，对桥梁的结构进行设计，设计人员需要对强梁结构周期的延长，对减隔震设备有效的应用，使地震的能量得以消耗，从而将桥梁结构的抗震安全性能得以提高[4]；（3）高阻尼隔震橡胶支座和非线性阻尼减隔震支座，主要是通过对特殊的阻尼配方性能的利用，可以对地震中传递的水平震动能量进行消耗，当地震来临时，水平方向上的能量就不会全部传递给桥梁，这可以使桥梁所承受的水平震力大大减少，从而有效降低地震对桥梁的破坏能力。也就是说，对于桥梁结构进行设计的相关人员通过对减隔震技术的应用，对桥梁抗震性能的提高具有重要的作用。

3 减隔震技术的应用

3.1 合理的应用粘滞阻尼器

对于桥梁结构进行设计的人员，在对需要进行抗震设计的桥梁结构进行设计时，需要对粘滞阻尼器的有效应用进行充分的考虑，从而使桥梁结构的抗震安全性能得以提高。粘滞阻尼器所具有的优势主要包括以下几点：（1）弹塑性阻尼装置或者是摩擦阻尼装置所具有的较强屈服力或者摩擦力是常值，当桥墩发生最大化的变形的时候，屈服力以及摩擦力的常值会同时达到。但是，当阻尼器的参数为 1的时候，桥墩就会发生最大化的变形，而阻尼力反而是最小值。当阻尼器的参数为0的时候，粘滞阻尼器的阻尼力就会达到最大值，而此时桥墩的变形最小。（2）当温度发生改变的时候，弹塑性阻尼装置或者摩擦阻尼装置需要对屈服力以及摩擦力进行克服，才能够实现相关装置的自由变形。在粘滞阻尼器不断发展变化的情况下，所产生的抗震力，几乎为0[5]。因此，对于粘滞阻尼力进行应用，对桥梁结构的实际使用功能是不会产生影响的。

在桥梁中，对粘滞阻尼器进行应用，通常粘滞阻尼器会被设置在桥梁的塔梁中间，也可以是在加劲梁与桥边墩的中间位置，或者是加劲梁与辅助墩的中间位置。

3.2 合理的应用摆式滑动摩擦支座

对桥梁进行设计的人员，在对桥梁结构进行设计的时候，需要对摆式滑动摩擦支座的有效应用进行充分的考虑，从而使桥梁的抗震安全性能得到有效的提高。摆式滑动摩擦支座主要是将滑动摩擦支座与钟摆的概念进行有机的结合，从而使减隔震装置更为有效。同时，摆式滑动摩擦支座在进行滑动时，滑动面是一个曲面，通过曲面滑动摩擦，可以使地震能量得到最大化的消耗，从而使钟摆机理对桥梁结构的振动周期得以有效的延长[6]。由于地震进行位移的大小，以及球面曲率半径对摆式滑动摩擦支座的平面尺寸会产生较大的影响。

3.3 合理应用铅芯橡胶支座

对于桥梁结构进行设计人员来说，其在桥梁结构进行抗震设计的时候，需要对铅芯橡胶支座的有效应用进行充分的考虑，以此对桥梁结构的安全抗震性能进行有效的提高。铅芯橡胶隔震支座主要的构成是，在分层橡胶支座中加入铅芯，从而形成一种减隔震装置。对于铅芯来说，其具有较好的力学性能，其可以和分层橡胶支座进行有机的结合，因此，铅芯是一种较好的减隔震材料。另外，铅芯橡胶支座的屈服剪应力比较低，在对其刚度进行剪切的时候，具有较强的弹塑能力，同时，塑性循环的耐疲劳性能也比较强。总而言之，铅芯橡胶支座在国内外桥梁结构的隔震设计的时候，是比较广泛的隔震装置，对于桥梁结构的抗震安全性能具有重要的影响。

在对需要进行抗震设计的桥梁，应根据桥梁所在区域的地震烈度、地震动峰

值加速度和桥梁的结构形式等合理选择相应的减隔震设备。

5 结束语

综上所述，本文主要对减隔震技术在桥梁结构抗震安全性中的应用进行分析研究，对于桥梁结构设计时对减隔震装置的安装的重要性进行认识，从而使桥梁结构抗震安全性能的提高具有重要的影响。

[1]荣梅.桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].中国新技术新产品,2012,(11):76-76.

[2]彭德秀.解析桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].黑龙江交通科技,2014,(6):100-100.

[3]高建.刍议桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].山东工业技术,2015,(9):132.

[4]陈洪.桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].建材与装饰,2012,(36):225-227.

[5]杨朝山.桥梁结构设计中减隔震技术的应用分析[J].城市建筑,2014,(30):228-228.

[6]王志强．胡世德．周红卫 ，章曾焕．卢浦大桥减、隔震装置的研究[C].十五届全 国桥粱学术会议论文集．上海 ：同济大学出版社.2002．(10)．