分析桥梁设计中隔震设计的重要性

分析桥梁设计中隔震设计的重要性

史建朋，陈力畅，张尧情

重庆市市政设计研究院有限公司 400000

摘要：我国经济建设之所以发展如此迅速，离不开各行业的支持。其中，桥梁工程的大力贡献尤为显著。近年来，我国交通基础设施建设持续推进，各类道路、铁路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其建设质量直接关系和影响着我国交通运输事业的发展。相较于普通道路桥梁，山区桥梁因所处的地理环境复杂、气候多变和易发生地质灾害等多种因素，对自身的隔震性能具有较高的要求。

关键词：桥梁设计；隔震设计

引言

高新技术的快速发展使得我国整体经济建设的发展速度不断提高，为我国人们的生产生活提供最坚实的后盾。桥梁为我国的交通提供了无数便利，极大地改善了人们的出行，但安全问题也随之越来越明显。我国是一个频繁发生地震活动的国家，而地震会对桥梁安全造成严重的威胁，如海城地震、唐山地震、汶川地震等都给我们带来了无法挽回的损失，对广大人民群众的生命安全造成严重威胁，且给国家经济造成难以估量的的打击。基于此，人们需要高度重视桥梁设计中隔震设计研究。

1隔震设计的重要性

桥梁工程是十分重要的基础设施,在交通运输方面起到了至关重要的作用,同时也会对居民的出行产生重要的影响,当桥梁结构发生破坏的时候,会给人们的生活带来很大的不便,同时也会影响到我国的经济与社会的发展。地震等一系列的自然灾害会对桥梁造成一定的损害,所以我国应对桥梁结构实行隔震技术,使其安全性能得到一定程度上的提高。从隔震技术的基本思想进行有效的分析,可以看出,该技术可以在任何桥梁当中使用,但是在使用过程当中还存在着一些问题,需要运用隔震技术的思想对桥梁结构的抗震进行有效的分析与设计,从而更好桥梁结构具有抗震能力。桥梁抗震的相关经典论述提出了隔震技术不适合在软土场地当中应用,这种提法本身存在着一定的问题。在软土场地当中,地基对桩基础提供的侧向刚度是较低的,这样就会导致桥梁结构在前几阶的周期较长,使用隔震技术主要是对结构位移过大引起的问题进行有效的解决,更好地起到作用可以安装拉索限位支座。面对桥墩刚性强的桥梁时,使用隔震技术主要是通过隔震设计来完成的。隔震技术主要是将桥梁上部的运动与桥墩的运动进行有效的分离,这样可以延长周期,避开反应谱曲线中地震能量较高的位置,有效地减少桥墩结构内力响应,从而增强抗震能力。

2桥梁抗震设计要点

桥梁设计中的隔震设计可以充分提高桥梁的减震效果，将地震时的震害降到最小。近年来，欧美等发达国家对隔震设计进行了研究和试验，取得了一些成果。但我国在这方面与国外还有一定的差距，目前的设计方法多是借鉴国外的研究经验。桥梁隔震设计的目的是减少地震引起的损失。可以在一定程度上提高桥梁结构的稳定性，从而保证桥梁结构能够达到预期的抗震效果。

此外，在隔震设计工作中，设计者还可以克服桥梁结构的不平衡，即减小地震对桥梁的影响。与一般抗震设计相比，隔震设计的抗震效果明显提高，在不显著增加造价的前提下，桥梁的整体质量得到充分保证。在隔震设计中采用隔震支座后，外部因素的影响明显减小，震后可以更换隔震装置，从而提高了桥梁的安全性。

3桥梁设计中隔震设计

3.1应用思路

首先，在对工程所在区域的水文地质条件和地震特点等予以了解和分析的基础上，对桥梁的结构形式进行相应优化，并确定目标桥梁的隔震目标与相应的技术方案，形成对后续减隔震施工的指导。其次，根据确定的减隔震技术方案，在相同隔震周期内计算对比桥梁结构的抗震性能，同时，调整部分结构参数，确定出最终的桥梁减隔震技术方案。最后，为进一步确保对桥梁的隔震效果，最大限度发挥减隔震装置的作用，对结构进行细化，以防产生桥梁屈服早于隔震装置屈服的情况。

3.2摆式滑动摩擦支座的应用

桥梁结结构设计的工作人员在对桥梁结构进行设计的过程当中,还要科学合理的使用摆式滑动摩擦支座,这样可以有效地提高桥梁的抗震安全性能,其主要是将滑动摩擦制支座和钟摆概念进行科学合理的结合,可以形成一种减隔震装置。摆式滑动摩擦支座应用到桥梁结构减震当中,曲面摩擦可以将能量进行有效地消耗,为桥梁提供一定的能量。但是在对摆式滑动摩擦支座进行建造的过程当中,要充分的考虑实际情况,设计出科学合理的支座,这样才可以将摆式滑动摩擦支座充分的发挥出自身的优势与价值,更好地起到减震、防震的作用。在我国应用到了摆式滑动摩擦支座的是苏通大桥和长江大桥引桥。

3.3动力设计

以桥梁为主体所开展隔震设计及相关工作，均要借助结构动力设计方法，即:以信息技术为依托，对地震给结构所带来破坏进行模拟，再通过细算的方式，对位移速度加以明确，得出最终结论。在落实上述工作时，有关人员应明确不同因素给桥梁结构所带来影响，借助动力模型完成深入分析，为管理机制的拟定做铺垫。随后，以模拟结果为参考，对参数进行编制与调整，确保所制定方案拥有理想效果。除此之外，有关人员还应对车辆模型进行制作与分析，用来佐证设计工作和现行规定的契合度，避免一旦有地震灾害出现，在桥梁行驶的车辆，面临不必要的安全威胁。

3.4连续梁桥的减隔震动力

（1）连续梁桥通过采用HDR高阻尼隔震橡胶支座可以有效地隔离上下部的地震力，让中墩参与协同抗震，使得每个桥墩纵向和横向承受的地震力较为均匀，内力最大峰值显著减小，取得了优异的减隔震效果。（2）采用高阻尼橡胶支座之后，墩柱在E1地震作用下计算弯矩均小于初始屈服弯矩，桥墩截面处于弹性状态；墩顶位移较小，墩顶位移安全度较大，墩柱抗剪能力储备较高，桩基础在E2地震作用下均满足能力保护构件设计要求，取得了良好的抗震效果。（3）尽管有限元软件作为分析辅助工具，可便于模拟桥梁结构在地震作用下的受力与位移情况，但是地震的发生是瞬时的，桥梁结构在地震的作用下反应也是非常复杂的。因此，如果想更好地研究桥梁结构在地震过程中受力情况，单纯的过有限元软件来模拟分析是远远不够的，必须结合实际工程情况进行综合计算分析，才能得到桥梁结构在地震作用下的受力与位移情况。

3.5隔震支座在桥梁设计中的应用

隔震装置的设计可以从隔震支座的布置、各隔震装置的直径、水平位移、阻尼等方面进行。可选用橡胶支座来设计隔震支座的布置。在布置时，隔震支座之间的距离应在2m左右，并尽量保持一致。同时，还应减小桥梁的扭转。上部结构中心和隔震支座刚度重心可以协调，使二者尽可能保持一致状态，有效降低桥梁的扭转力。隔震支座的直径应控制在一个统一的范围内，因为隔震支座的直径受桥梁的允许值和桥梁类型的影响，所以直径的大小是根据桥梁的实际情况来选择的。为了准确测量隔震支座的水平位移距离，可以先计算桥梁隔震设计中支座力的标准刚度差值。

结语

综上所述，在桥梁工程中隔震技术有助于桥梁抗震作用力效果的显著提升，即使发生地震灾害也不会影响到桥梁结构。与此同时，需要高度重视各项细节工作，确保桥梁能够安全、稳定地运行，从而为我国交通事业的不断发展与进步创造良好条件。

参考文献

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