隔震设计在桥梁设计中的运用

姜会玲

（河南省驻马店市公路规划勘察设计院，河南驻马店463000）

1 引言

以经济发展为支撑，我国交通基础设施不断完善，对桥梁工程的稳定性和安全性提出了更高的要求。作为地震多发国家，从保证桥梁工程抗震性的角度，需要在其设计施工中运用隔震设计提高桥梁对地震灾害的抵御能力，确保其不会在地震作用下发生严重变形或倒塌问题。

2 桥梁与隔震设计

桥梁结构相对复杂，其结构的稳定性和可靠性会直接影响桥梁的使用安全，因此，在桥梁工程设计与施工中，要做好隔震设计，确保桥梁结构的强度和延性都能承受一定的地震荷载。我国是一个地震灾害多发的国家，在发生强烈地震时，可能会导致桥梁结构破坏，继而引发交通系统瘫痪，给抗震救灾工作带来较大的难度。由此可知，做好桥梁隔震设计非常重要。

简单来讲，隔震设计就是通过设置隔震装置的方式，为桥梁结构提供水平方向上的应力支撑。安装阻尼器可以增大隔震结构的阻尼效应，提升桥梁的抗震性能，有效降低地震能对桥梁结构的破坏，保证桥梁整体结构的完整性和稳定性。需要明确，隔震设计能降低地震引发的破坏程度，但是无法将地震的影响消除。

在桥梁设计中应用隔震设计，需要满足一定的标准和条件，以完善的隔震系统提升桥梁结构的周期性[1]。隔震设计具备几个比较显著的特征：

1）在竖直方向，结构的强度和刚度必须能很好地支撑桥梁整体上部架构的重量；

2）可以提升桥梁结构的稳定性，确保其在遭遇地震时不会出现严重变形或倒塌；

3）通过有效的隔震设计，能够将经过缓冲后的地震冲力再次分散，进一步降低其对桥梁底部支座的影响，实现对桥墩等基础设施的保护；

4）将隔震设计应用到桥梁横向结构中，能够对结构的平衡和水平方向的刚度进行改善，提升其抗震性能。

3 隔震设计的机理和意义

对桥梁进行隔震设计的核心目的，是将可能引发破坏的震动力隔离，以实现对桥梁结构的保护[2]。为了防止桥梁结构产生较大的变形，可以借助相应的阻尼设施强化结构阻尼，减小位移，相应的原理如图1 所示。

图1 隔震设计的机理

在桥梁工程中，做好隔震设计有非常重要的意义：可以提高桥梁结构的稳定性。隔震设计能有效降低地震作用对桥梁结构的破坏，提高桥梁的整体刚度和柔韧性，实现对桥梁的保护。在隔震设计中，可以通过柔性装置的合理应用，减少桥梁结构能和水平运行的关联，配合阻尼设计，能够赋予桥梁较好的抗震性能。

4 隔震设计在桥梁设计与施工中的运用

以某桥梁工程为例，全长823m，宽26.4m，桥梁跨径组合为20m×20m，在桥梁上部采用的是预应力混凝土空心板，基础采用了灌注桩基础，双柱式墩台。桥梁本身是连接周边2 个城市的重要交通枢纽，交通流量巨大，而其本身处于丘陵地带，地层存在断裂带，属于地震多发区域，因此，对于桥梁结构的抗震性能有非常高的要求，需要在桥梁设计中做好隔震设计。

4.1 明确设计原则

我国相关标准和规范中规定桥梁隔震设计原则有3 个：

1）小震不坏或者轻微损坏，地震过后能够正常使用，桥梁整体结构依然可以保持弹性状态；

2）中震轻微损坏，经修补后可以在短期内实现正常使用，结构处于非弹性状态；

3）大震不倒，经过维修后可以满足一定程度的通行需求，结构处于弹塑性状态[3]。

4.2 隔震系统设计

在对桥梁进行隔震设计的过程中，隔震系统的设计是核心，其必须能够满足一定的刚度要求，才能对地震影响力进行弱化。设计人员可以借助隔震设计减轻桥梁结构惯性的影响，并重视阻尼器和配套器材的设计与采用，例如，可以借助弹性反应谱的方法，对隔震系统进行设计和优化，做好系统力学效应的合理控制。

4.3 隔震细节处理

隔震设计环节，必须做好地震相关的统计调查工作，认识到桥梁及附属结构功能效应的重要性，有研究表明，在桥梁整体结构动态变化中，桥梁附属结构发挥着非常重要的作用，同时也会对桥梁的隔震效果产生直接影响。而从目前来看，有部分设计人员并没有关注桥梁内部的细节处理，影响了隔震系统的使用效果，因此，需要设计人员及时更新观念认识，推动工作的细节化，促进隔震效果的提高。

4.4 隔震问题处理

当前，我国在隔震设计方面尚未形成统一规范的标准，实践经验相对欠缺，在细节处理方面不够科学，隔震系统无法充分发挥作用。在这种情况下，一些不符合要求的设备和配件被应用到隔震系统中，如黏滞式阻尼器，一旦其存在性能问题，可能会在桥梁结构中埋下安全隐患。对此，在选择设备和配件时，需要切实做好产品的质量监督，确保其能够符合桥梁抗震设计的要求。另外。桥梁设计与管理部门应制定出规范统一的标准，在保证地震作用下隔震支座效果最大化的同时，确保其具备较好的变形效果，桥梁结构的位移幅度合理，也需要对桥梁伸缩缝进行合理设计，做好梁体掉落等问题的防范工作。

5 结语

总而言之，在对桥梁进行设计施工的过程中，隔震设计的合理应用能够切实保证桥梁工程的稳定性和安全性，应得到足够的重视。从目前来看，虽然我国在桥梁结构隔震设计方面尚未达到国际先进水平，无论是系统理论还是相关标准都有待完善，但是，对桥梁隔震设计的研究从未停止，相信随着我国科学技术的不断发展，能够持续推动桥梁隔震设计的快速发展，并将其广泛应用于桥梁工程施工建设中，促进桥梁抗震性能的提高。