桥梁工程设计中的隔震设计分析

李腾

（聊城华鑫公路勘察设计有限责任公司，山东聊城252000）

0 引言

在桥梁建设过程中，应重点关注其抗震能力。为了设计出抗震性能较强的桥梁，相关工程师应不断深化对隔震设计的研究，以降低地震产生的经济亏损与人员伤亡。在进行桥梁设计与隔震设计时，应在理论联系实际的基础上，综合考虑多方面要素，展开分析与研究，找到合理的抗震理论。

1 桥梁工程隔震技术的原理与特征

1.1 桥梁的隔震设计

在进行道路建设时，桥梁是重要的连接装置，需要对其制定科学且合理的设计方案，从而不断提升桥梁工程的安全与抗震能力，可以从如下几个方面展开详细处理。首先，应做好充足的前期准备工作。众所周知，桥梁的抗震能力受到各个方面要素的影响，比如地质、气候等，在桥梁隔震设计过程中，应充分考察各个相关要素的实际情况，并获取精确的考察数据，之后精准计算出桥梁的隔震设计周期。其次，加强桥梁隔震装置的应用稳固性。隔震装置对于隔震设计而言十分重要，应给予充分的重视。在设计桥梁隔震装置时，只要发现桥梁上部结构存在移动情况，就应立即进行处理，保证桥梁的安全，合理规避安全事故的发生；要想全面提升抗震装置的有效性，应对相关设计规范进行优化，从而制作出高质量的隔震装置。最后，改善桥梁的抗震能力。在设计桥梁工程的抗震能力时，应严格根据相关法律文件展开设计工作，并保障符合具体需要，同时在设计具有抗震能力的桥梁过程中，其强度应高于普通桥梁。

1.2 隔震设计基本原理

建设桥梁工程时，应大量采用隔震技术，其设计原理是为了减弱地震对桥梁工程产生的重大危害，进而降低主体结构的损坏程度，提升桥梁抗震能力。同时，应完善隔震设计方式，确保提升桥梁抗变形能力与强度。还可应用防震设计方式与柔性设备来降低地面移动与结构部件间的联系所引发的桥梁变形现象。如果出现地震或其他自然灾害时，桥梁工程显著低于地面的反应速度，如此有利于降低桥梁工程受损程度。在桥梁工程设计过程中，运用隔震设计手段，能有效消除地震灾害引起的负面影响，地震出现时，造成的破坏性能量会不断向桥梁结构进行传递，能够有效减弱其带来的负面影响。此外，工程师在进行桥梁工程抗震设计时，应按照如下原则进行设计：首先根据场地的实际情况，合理设立隔震等级；其次，桥梁设计人员还应建立相应模型开展对隔震装置以及桥梁主体架构的模拟研究，利用合适的相关理论模型，得到最接近施工实际的受力数据，以确保桥梁的安全性。

1.3 隔震设计的技术特征

在桥梁工程隔震设计过程中，其主要目的是提供良好的桥梁结构设计理论。在桥梁工程结构的相关隔震设计过程中，应将桥梁的各个部分单独设立隔震设施，要特别关注在此过程中采用柔性支柱，进而保证结构的完好无损，保证有效降低桥梁构部件的损坏。

设置隔震装置是隔震设计中最简单且基础的部分，应强化隔震设备等效阻尼与刚度的计算，并保证选取合适的隔震装置。在隔震设计过程中，还可以通过辅助附属结构展开相关工作，同时，在开展设计工作时，务必精细化处理相关细部设计，确保提升桥梁建筑的抗震能力。附属结构主要包括伸缩缝装置与防水落梁装置等[1]。

2 桥梁工程中隔震设计的要点探讨

2.1 隔震装置的设计策略

在设计桥梁过程中，设立隔震装置是完成隔震设计的基础，优化隔震装置并改善主体结构构件的设计是其重要组成部分，进行隔震设计其主要部分是设立良好的隔震装置。为提升桥梁抗震能力，应最大程度地运用隔震装置提升结构周期来减弱地震能量，进而减弱结构响应。

如今，我国重点使用弹性反应谱法进行隔震装置设计，此方法被广泛使用，并且能达到较好的应用成效。这是由于该方法所应用的相关理论等通俗易懂，而且能够根据行业规范进行有效约束，进而确保设计精度的准确性。将隔震装置主体进行优化设置，可以大大减小隔震装置被地震袭击后遭受的震荡变形。隔震装置自设计到运行的每一个步骤均需要参与其中。为了有效提升桥梁工程抗震性能，应不断学习先进的隔震技术。桥梁设计工程师应掌握隔震装置设计的隔震原理及相应周期等重点内容，提升桥梁建筑的抗震能力，进而提高其安全性能。在实际计算过程中，已有的计算方式存在较大偏差，相关设计人员应合理规避这一问题，寻找能够精确计算桥梁结构反应程度的方法，进而制定有效方案，提升桥梁设计的科学性。在设计桥梁隔震装置过程中，也应重点关注桥梁的附属结构，比如限位装置、防落梁装置等，应开展对地震灾害与动力过程的相关分析，从而得出细部构件对桥梁结构动力响应程度与隔震成效的影响程度。然而实际情况下，由于附属结构计算公式难以快速计算，大部分工作人员忽视了细部构件的作用。

2.2 隔震设计的相关原则

在进行桥梁工程设计时，应设计完善的桥梁隔震装置，以提高桥梁的抗震能力。要想有效提高桥梁的抗震能力，应按照如下原则进行隔震设计：第一，采取实地调研的方式检查其隔震设计是否合理，桥梁工程已有的隔震设计是否适当，以及运用这一体系提升震后能量吸收能力的判断依据等。在设计相关的隔震策略时，应尽量选择结构简便并且能有效加强隔震能力的设备。第二，应选择对称结构以预防由于地震引发的桥梁倒塌现象。在加入相关隔震策略后，应转变其结构周期，预防地震引起的共振作用，进而减弱桥梁遭受的地震冲击力，增强稳定性与防震功效。第三，应重视桥梁的整体性能，如果桥梁整体能力较弱，则不能充分体现结构的空间作用，极易导致结构与非结构的相关构件被震掉。应尽可能选用持续不断的上部结构，并使用能提高结构整体性能的连接方式，于所有连接点制定减震措施，进而高效地提高桥梁稳固性。第四，在进行具体抗震设计时，应制定构造措施，采取冗余的方式，加强桥梁结构的抗震能力。如此能有效地提升桥梁的安全与稳定，最大化规避桥梁坍塌的情况[2]。

2.3 隔震设计的相关方法

首先，可以采用桥梁延性控制方法加强桥梁结构抗震能力，这种方式主要利用结构确定相关部位的塑性变形，从而有效抵御地震作用。通过相应部位的塑性变形，能够减弱地震能量并增加结构周期，进而降低结构反应。由于地震作用致使弹性结构设计并不符合具体情况，且具有较低的性价比。存在严重的地震灾害时，容许结构进入塑性，进而产生局部塑性变形，此时可以通过结构延展性展开有效抗震。在地震出现概率较低的地区，设置延性结构能够有效节约成本。然而这种方法在具体应用时仍存在一定的限制，原因是地震强弱引发的灾害等级不一定，并且在不同地震作用下，桥梁的抗震能力不确定，在产生地震时，所造成的严重破坏力会影响桥梁结构构件的功能，严重会引发桥梁结构构件失效，进而造成桥梁坍塌。其次，在进行抗震设计时，还可采用减隔震技术有效提升桥梁的抗震能力。当出现地震时，隔震支座与阻尼器能快速降低震力，减小桥梁上部结构响应，从而提升桥梁结构的抗震能力。通过选择摩擦力小的滑动摩擦型减震支座（此类支座是由不锈钢与聚四氟乙烯材料制成），水平地震作用会引起上部结构的横向移动，致使支座间存在滑动摩擦力，上部结构到下部结构会出现很大的地震力，致使支座出现最大摩擦力，支座移动使力量减弱的同时，材料间的相互摩擦力又使得部分地震能量被削弱。然而这种支座不能主动恢复原位，并且上下结构造成的位移大，不易掌握支座响应时的相关性质，因此应与阻尼器或其他支座共同使用[3]。最后，在减隔震设计过程中，要想充分展现减隔震装置的减耗能作用，应在减隔震装置中加入非弹性变形与耗能环节，如此能有效避开下部结构的屈服作用，并确保下部结构刚度高于减隔震装置的水平刚度。在设计过程中，应考虑上部与下部结构的相关特性。总之，在开展结构延性抗震设计过程中，提升延性的方法之一是加大相应结构断面尺寸与配筋比率，能有效降低纵桥向地震作用。在严重地震灾害作用下，使用减隔震装置能够减弱固定墩和主梁间的刚性约束力，极大减弱桥墩的地震响应，然而利用桥墩梁会使相对位移变大，应建立合适的阻尼装置与构造策略，来掌控桥墩的相对位移。

3 结语

总之，桥梁专业设计人员应提升自身隔震设计意识，掌握隔震设计相关理论知识并运用到实际建设中，进而有效改善地震对桥梁的冲击作用。在我国社会主义市场经济体制不断完善的背景下，桥梁工程快速转型，要最大程度地提升桥梁结构质量，工程师应按照桥梁场所、结构特征等开展隔震设计工作，来提升其抗震能力与稳固能力。工程施工单位与设计单位，也应主动选取有效的设计理论与隔震技术，以提升有关桥梁工程的抗震能力与安全性能，进而确保桥梁工程的快速进步与发展。