周憲超

摘 要：橋梁工程在公路施工過(guò)程中起著重要的作用，其自身結(jié)構(gòu)的抗震性會(huì)直接影響交通運(yùn)輸。通過(guò)將減隔震設(shè)備運(yùn)用在橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其可以減輕地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損壞，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

關(guān)鍵詞：減隔震技術(shù);橋梁結(jié)構(gòu);公路工程

中圖分類(lèi)號(hào)：U442.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，就會(huì)使社會(huì)出現(xiàn)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還會(huì)對(duì)各種工程結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性造成直接影響，其中包括橋梁工程。為了使橋梁自身的抗震性能得到明顯提升，許多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)過(guò)程中均使用了減隔震技術(shù)，最大程度上提升了橋梁結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性與總體性。所以，研究減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用具有至關(guān)重要的作用。

1 減隔震技術(shù)概述

1.1 減隔震技術(shù)概念

減隔震技術(shù)具有隔震和減震的功能。隔震主要是在設(shè)計(jì)橋梁過(guò)程中，可以有效分離器導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)自身。要想快速實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的分離，需要在施工建設(shè)過(guò)程中，增加路橋結(jié)構(gòu)的使用時(shí)間，針對(duì)地震發(fā)生率較高的區(qū)域，需要精巧的設(shè)計(jì)路線方向，進(jìn)而可以把地震災(zāi)害波動(dòng)力度對(duì)路橋結(jié)構(gòu)造成的損壞保持可控的范圍中。通過(guò)對(duì)路橋?qū)嵤p震，可以在發(fā)生地震時(shí)，針對(duì)路橋結(jié)構(gòu)中形成的能量，利用減震支座、阻尼器等有關(guān)減震設(shè)備消耗其產(chǎn)生的能量，進(jìn)而可以更好的降低能量對(duì)結(jié)構(gòu)造成的破壞。

1.2 減隔震技術(shù)原理

1.2.1 減震技術(shù)原理

橋梁減震技術(shù)的使用原理是通過(guò)一些減震設(shè)備排放與消耗橋梁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的能量，進(jìn)而可以減輕能量對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損壞。橋梁減震技術(shù)是在橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中的主要抗震位置設(shè)計(jì)阻尼和耗能零件，增強(qiáng)橋梁主要抗震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，通過(guò)吸取強(qiáng)力震動(dòng)形成的巨大能量，同時(shí)為橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)揮緩沖作用，進(jìn)而可以降低能量對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損壞，能夠增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能，最終使橋梁總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性得到有效保障。

1.2.2 隔震技術(shù)原理

橋梁隔震技術(shù)是一種隔震結(jié)構(gòu)的體系，該技術(shù)是借助某一種隔震設(shè)備構(gòu)成的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要目的是使用特殊隔震結(jié)構(gòu)把對(duì)橋梁運(yùn)動(dòng)和橋梁結(jié)構(gòu)造成影響的因素進(jìn)行分離。隔震結(jié)構(gòu)體系一般分為上部結(jié)構(gòu)、隔震設(shè)備及下部結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用隔震設(shè)備使橋梁結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)大大下降，同時(shí)有效分割地基處震動(dòng)，進(jìn)而增強(qiáng)橋梁的總體抗震性能。比如，Rion-Antirion大橋是法國(guó)著名公司指導(dǎo)設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行建設(shè)，該大橋底部是使用鋼管樁加強(qiáng)固定，同時(shí)將砂礫層當(dāng)作隔震設(shè)備。

2 減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用重要性

地震災(zāi)害發(fā)生過(guò)程中，地震產(chǎn)生的能量會(huì)對(duì)橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造成直接影響，若情況嚴(yán)重，乃至?xí)箻蛄旱顾瑯蚨粘霈F(xiàn)斷裂的情況。這種情況對(duì)人們的日常生活造成嚴(yán)重影響，比如，交通、供電、通訊及供水等，如果橋梁被摧毀時(shí)，就會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成直接影響。所以，相關(guān)人員設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，從而使橋梁建設(shè)的質(zhì)量得到有效保障。橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用減隔震技術(shù)指的是，主梁能夠保證水平支撐，減輕地震對(duì)橋梁造成的不良影響。與此同時(shí)，絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完善了橋梁各結(jié)構(gòu)的地震應(yīng)力，減震抗震隔震在調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的橫向剛度中可以起到平衡扭轉(zhuǎn)的作用，進(jìn)而可以降低地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損壞，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性。總而言之，將抗震技術(shù)運(yùn)用在橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中具有重要的作用。另外，盡管一些橋梁從強(qiáng)度方面可以承受地震產(chǎn)生的振動(dòng)力，但是因?yàn)闃蛄荷舷虏课恢媒Y(jié)構(gòu)連接不緊密，總體性較差，通常會(huì)導(dǎo)致橋梁上下部結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)較大的相對(duì)位移，進(jìn)而損壞橋梁結(jié)構(gòu)。

3 減隔震技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 擺式滑動(dòng)摩擦支座的設(shè)計(jì)

在許多橋梁工程設(shè)計(jì)過(guò)程中均會(huì)使用擺式滑動(dòng)摩擦支座，通過(guò)運(yùn)用這種結(jié)構(gòu)支座能夠使橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合抗震設(shè)計(jì)的要求，使橋梁工程的總體安全性得到有效保障。擺式滑動(dòng)摩擦支座的技術(shù)方案在應(yīng)用過(guò)程中主要是有機(jī)整合滑動(dòng)摩擦與鐘擺的力學(xué)原理，從而使橋梁工程減隔震設(shè)計(jì)效果得到進(jìn)一步提升。如果外部荷載力對(duì)橋梁造成直接影響時(shí)，擺式滑動(dòng)摩擦支座能夠發(fā)生一定的滑動(dòng)，然而發(fā)生滑動(dòng)的位置保持一個(gè)曲面的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在曲面滑動(dòng)摩擦?xí)r，能夠清除地震產(chǎn)生的外部應(yīng)力。與此同時(shí)，鐘擺的設(shè)計(jì)原理能夠延長(zhǎng)橋梁支座的使用時(shí)間，從而與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致，使橋梁工程的使用穩(wěn)定性得到有效保障。當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，就會(huì)使滑動(dòng)曲面的曲率半徑與滑動(dòng)摩擦支座的形狀發(fā)生改變，從而有效的對(duì)消地震產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形變量，從而發(fā)揮出這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的抗震效果。

3.2 鉛芯橡膠支座的設(shè)計(jì)

鉛芯橡膠支座這種隔震設(shè)備還能夠增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能，使橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全性得到有效保障。這種支座的結(jié)構(gòu)是把眾多鉛芯安裝在分層橡膠支座中組成一整套健全的抗震結(jié)構(gòu)。因?yàn)殂U芯擁有較強(qiáng)的力學(xué)性能，強(qiáng)化其同橡膠支座的有機(jī)整合，可以使鉛芯的抗震性能大大提高。另外，鉛芯支座的屈服剪應(yīng)力比較低，但是其最初剪切應(yīng)力非常高，同時(shí)還擁有較好的彈塑性能，因?yàn)殂U芯性能具有這方面的優(yōu)點(diǎn)，因此其可以符合工程運(yùn)用中對(duì)隔震提出的各種要求，因而鉛芯橡膠支座廣泛應(yīng)用于我國(guó)的橋梁建設(shè)當(dāng)中。

3.3 梁間連接器的設(shè)計(jì)

在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中使用梁間連接器能夠使橋梁的穩(wěn)定性更加安全可靠，橋梁移位往往是一個(gè)外部力的因素。梁間連接器的使用能夠降低地震的傳播。這種設(shè)備提供一種非常普遍的阻礙震動(dòng)傳播的功能;在橋梁與橋梁結(jié)構(gòu)之間運(yùn)用，可以全面發(fā)揮保留槽具有的作用，經(jīng)過(guò)阻止橋梁結(jié)構(gòu)在橋墩上的移動(dòng)，可以使橋梁結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性得到大大提升。梁間連接器通常需要在橋的兩側(cè)進(jìn)行安裝，與兩個(gè)法輪進(jìn)行有效連接，這樣可以避免橋梁出現(xiàn)倒塌的情況，同時(shí)將橋梁倒塌的可能性控制到30%左右。梁間連接器的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員具有較高的專(zhuān)業(yè)水平，同時(shí)嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.4 黏滯阻尼器的設(shè)計(jì)

黏滯阻尼器減震設(shè)備實(shí)際上是一種耗能型設(shè)備，其在使用過(guò)程中是利用設(shè)備當(dāng)中活塞的前后運(yùn)動(dòng)形成壓力差，在壓力差的推動(dòng)下，促使黏滯流體流到節(jié)流孔當(dāng)中，然而減震設(shè)備會(huì)出現(xiàn)耗能與阻尼力。當(dāng)?shù)卣鹦纬傻恼駝?dòng)力較大時(shí)，同樣會(huì)加快橋梁變形的速度，導(dǎo)致粘滯阻尼器發(fā)生相同的變化，進(jìn)而降低了橋梁結(jié)構(gòu)的變形程度。若將粘滯阻尼器運(yùn)用在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，則設(shè)計(jì)人員需要把粘滯阻尼器設(shè)計(jì)在橋邊墩的中間位置，或?qū)⑵湓O(shè)計(jì)在加勁梁與橋梁輔助墩的中間部位。為了實(shí)現(xiàn)理想的運(yùn)用效果，有效設(shè)計(jì)減隔震裝置，使橋梁結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的抗震性，針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，從而可以使其設(shè)計(jì)的總體安全性與穩(wěn)定性得到有效保障。

4 結(jié)論

總而言之，橋梁減隔震技術(shù)屬于一種新型的抗震方法，使用隔震技術(shù)能夠降低地震等自然災(zāi)害對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損壞，同時(shí)還可以更好的抵消進(jìn)入橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中的能量，進(jìn)而使橋梁總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到有效保障，因此減隔震技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中起著舉足輕重的作用。因?yàn)闇p隔震技術(shù)的運(yùn)用在我國(guó)還是初級(jí)階段，因此相關(guān)企業(yè)需要借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)在橋梁項(xiàng)目施工建設(shè)當(dāng)中累計(jì)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，尋找其存在的問(wèn)題，進(jìn)而可以加大橋梁減隔震技術(shù)和有關(guān)配套技術(shù)的科研力度，從而有效的改善與優(yōu)化減隔震技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]左維，汪竹英.減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].交通世界，2020（31）：114-115+139.

[2]藍(lán)航.減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].人民交通，2019（12）：72+74.

[3]張炯.橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的減隔震技術(shù)的應(yīng)用分析[J].綠色環(huán)保建材，2018（04）：127.

[4]陳翔.淺析減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（05）：224.