余海輝 段銀龍

橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性研究

余海輝1段銀龍2

（1.中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430056；2.廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院集團股份有限公司，廣東 廣州 510503）

本文主要闡述橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的相關(guān)概念，了解隔震設(shè)計的特點，明確設(shè)計原理及其適用的條件，要采取科學的方式，對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行提升，有效抵抗地震所造成的破壞，緩解橋梁墩柱的延性需求，使得橋梁墩柱自身的保護作用能夠得到提高；探討隔震設(shè)計的重要性和必要性，提出橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的具體實施策略，在遵循科學的設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，對于各個系統(tǒng)進行設(shè)計，對橋梁的施工技術(shù)要點進行優(yōu)化?？紤]外在因素、建造過程以及使用后期等各方面所造成的影響。同時，深入分析橋梁結(jié)果的震害，進一步加強各環(huán)節(jié)的優(yōu)化，對阻尼裝置進行安裝，使得震感給橋梁所造成的損害能夠得到降低，使得橋梁結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

橋梁設(shè)計；隔震設(shè)計；重要性；應用策略

0 引言

眾所周知，地震災害會造成一定的破壞，尤其在橋梁設(shè)計的過程中，要綜合考慮地震所造成的影響，對于隔震設(shè)計進行系統(tǒng)的分析，有利于對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行保障。因此，在橋梁設(shè)計過程中，要有效的對地震的作用力進行分解，使得橋梁結(jié)構(gòu)的平衡性得到提升。在具體設(shè)計時，要考慮結(jié)構(gòu)自身的橫向高度消耗地震的能量，同時，隔震設(shè)計要使得橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)進行變動，避免局部的變形，有效保證整體工程的質(zhì)量。要加強對隔震設(shè)計的重視，對隔震裝置進行安裝，要對其彈性裝置的具體范圍和彈性性能進行計算，使得裝置設(shè)置具有一定的合理性；其次，對于附屬結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，要了解橋梁的細部結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的持續(xù)性；最后，對隔離裝置進行安裝要計算地震所造成橋梁的傷害程度，利用科學的方法，對于隔震設(shè)計的合理性進行設(shè)置。

1 隔震設(shè)計相關(guān)概述

1.1 隔震設(shè)計

在橋梁建設(shè)的過程中，隔震設(shè)計是其中非常關(guān)鍵的部分。對于抗震技術(shù)進行應用，可以使得橋梁自身的穩(wěn)定性得到增強，有效的抵抗地震所造成的不利影響，同時，提高橋梁的抗震性能。因此，要結(jié)合傳統(tǒng)的抵抗地震的方法與新型的抗震技術(shù)進行融合，設(shè)置柔性裝置，使得橋梁的結(jié)構(gòu)與地面運動發(fā)生關(guān)聯(lián)，借助阻尼器，使得地震的影響能夠得到有效的降低，對橋梁的各個構(gòu)件進行保護。

1.2 隔震設(shè)計的特點

對橋梁隔震功能進行展現(xiàn)時，要加強抗震技術(shù)的融入，減緩地震能量所給橋梁造成的破壞，使得橋梁的使用效率和質(zhì)量得到提高。在抗震設(shè)計的過程中，要確保科學技術(shù)的應用，使抗震系統(tǒng)的彈性能夠得到提高，在橋梁建設(shè)中對于抗震技術(shù)及先進的方法進行采取，要降低工程的造價，同時，其橋梁設(shè)計的性能得到發(fā)揮，有效緩解橋梁墩柱的壓力，對于自身的保護力進行發(fā)揮，在橋梁上部結(jié)構(gòu)中采取隔振的措施，避免地震所導致的各種惡劣問題，使得橋梁上下部結(jié)構(gòu)在彈性的范圍內(nèi)進行變動[1]。

1.3 隔震設(shè)計原理及適用條件

1.3.1原理分析

隔震技術(shù)主要是對抗震的手段進行新型的發(fā)展，抵抗地震的能量，同時，避免各種副作用對橋梁的破壞，使得的橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能夠得到提高[2]。在常規(guī)的狀態(tài)下，對橋梁進行設(shè)計，主要對橋梁變形的能力進行增強，加強對橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，要借助柔性裝置的設(shè)置，使得橋梁自身構(gòu)建與地面運動的關(guān)聯(lián)性能夠得到降低。在地震的狀況下，不會出現(xiàn)一些損傷，使得橋梁結(jié)構(gòu)反映的加速度小于地面的加速度。此外，在阻尼器的安裝過程中，可以對地震的能量進行消耗，在這些能量傳遞的橋梁上，可以有效地對其破壞性進行降低。除此之外，需要注意的是進行炎性的設(shè)計，要保證橋梁本身的最大基底，避免對橋梁造成結(jié)構(gòu)損失，對結(jié)構(gòu)進行控制設(shè)計，要采取主動、被動控制等方式的融合。

1.3.2適用條件

我國國土面積較大，存在多樣化的地形和地貌，在各城市開展隔震工作的過程中，面臨著較多的復雜因素，要結(jié)合各地區(qū)的實際地理狀況，制定橋梁抗震設(shè)計的原則，要結(jié)合地震發(fā)生的頻率以及橋梁抗震能力的實際狀況，將抗震技術(shù)進行有效的運用。結(jié)合大量的研究發(fā)現(xiàn)，并不是所有城市的橋梁抗震設(shè)計都使用抗震技術(shù)，需要對其適用的條件進行滿足。首先，強調(diào)設(shè)計過程中存在鋼結(jié)構(gòu)的橋墩，其振動頻率周期往往較短；其次城市橋梁具有較大的高度差異；最后，城市橋梁選擇的位置，具有明顯的地面運動的特性，要對能量進行有效。收集采取新型的抗震技術(shù)，使得橋梁的抗震性能能夠得到有效的增強，加強對橋梁構(gòu)件的有力保護。

2 橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性及優(yōu)勢分析

2.1 隔震設(shè)計的重要性

橋梁建設(shè)的過程中對隔震進行開展，要安裝各種隔震設(shè)施，使得橋梁水平方向以及橫向的柔性支撐得到拓展，使其水平方向的結(jié)構(gòu)周期得到延長，對于阻尼裝置進行安裝，可以使得橋梁有效的抵抗地震發(fā)生時的能量對能量進行消耗，有利于推動橋梁的穩(wěn)定性提升。了解隔震設(shè)計的優(yōu)勢，首先，對地震的作用力進行分解，使得橋梁結(jié)構(gòu)的平衡性得到提高，加強對橋梁基礎(chǔ)部門的有效保護，使得上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)得以支撐；再者，在橋梁設(shè)計的過程中，隔震設(shè)計可以對自身的結(jié)構(gòu)橫向剛度進行調(diào)節(jié)，對于橋梁自身結(jié)構(gòu)存在的平衡問題進行解決[3]。除此之外，隔震設(shè)計可以降低震后橋梁出現(xiàn)的超出彈性范圍的問題，避免局部的變形，加強對橋梁各結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，使得橋梁中伸縮縫設(shè)置問題得以緩解。

2.2 隔震設(shè)計的必要性

在我國地震災害的分析過程中，了解橋梁損害的嚴重狀況，往往會由于地震中的能量造成橋梁結(jié)構(gòu)的破壞，從而影響人們的正常生活，造成較大的經(jīng)濟損失。因此，對于橋梁防震設(shè)計的缺陷進行反思，明確防震設(shè)計過程中應制定的標準，對材料的質(zhì)量進行審核，加強抗震構(gòu)造設(shè)計，細節(jié)的優(yōu)化可以降低橋梁在地震中的受損程度，從而使得橋梁的隔震設(shè)計更具有必要性。

3 橋梁結(jié)果的震害分析

在地質(zhì)災害發(fā)生時，橋梁的整個結(jié)構(gòu)都會受到不同程度的損壞，要對橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)定，使得橋梁的質(zhì)量得到保證，降低安全事故的發(fā)生。所以，深入了解橋梁結(jié)果的震害分析：首先，橋梁受到地震發(fā)生造成損害，導致大部件發(fā)生位置的偏移，從而造成內(nèi)部構(gòu)件的碰狀。比如，橋梁上部遭受到震撼會導致橋面坍塌，水泥脫落，各個部件產(chǎn)生位移，從而導致安全事故的發(fā)生[4]。其次，橋梁的支柱發(fā)生震撼，對于橋梁的位置結(jié)構(gòu)進行損害影響活動制作的穩(wěn)定性，震級比較大的地震，使得螺栓松動甚至脫落，毀壞整個橋梁，影響其整體結(jié)構(gòu)。最后，橋梁的基礎(chǔ)受到震撼，橋梁結(jié)構(gòu)由橋梁基礎(chǔ)來穩(wěn)定，如果基礎(chǔ)打不牢會導致整個橋臺、橋墩受到損害。所以，在施工的過程中要根據(jù)國家統(tǒng)一的標準，對于橋梁的基礎(chǔ)進行檢查，使得橋梁的功能性能夠得到有效的發(fā)揮。

4 橋梁設(shè)計的基本準則

4.1 外在因素

在進行橋梁設(shè)計的過程中，要對其建造的地址進行考察，利用專業(yè)的儀器對地形地貌、氣候環(huán)境進行綜合的考察，對于隔震的原材料進行選擇，要選取最佳的材料組合，可以對震感進行吸收，加強對地理環(huán)境的適應。因此，將柔性結(jié)構(gòu)材料和剛性性能進行結(jié)合，開展防震設(shè)計，可以有效地對外在環(huán)境因素進行適應。

4.2 建造過程

在橋梁設(shè)計初期對防震設(shè)計進行深入的研究，要結(jié)合防震設(shè)計方案對相關(guān)數(shù)據(jù)進行參考，相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)橋梁的防震參數(shù)和使用年限，選擇最佳的防震裝置設(shè)計方案，有效的對振動效應進行防護，同時，防震裝置的材料和混凝土的比例要進行一定的調(diào)整，安裝在橋梁過程中，可以加大橋梁的穩(wěn)固性。

4.3 使用后期

橋梁建設(shè)完工后要投入到交通運輸?shù)氖褂眠^程中，對于橋梁進行定期的維修。尤其在遭受到不同程度的震害后，調(diào)料結(jié)構(gòu)會遭受一定的損害，比如結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，混凝土脫落，橋面出現(xiàn)裂痕[5]。在這幾種情況下，日常維護人員要進行定期的檢查，選用合適的防震裝置，在維護的過程中，要結(jié)合上下部結(jié)構(gòu)對其進行有效的維修，同時對于附屬裝置和防震裝置進行合理的擺放，使得橋梁的安全性能夠得到提高。

5 隔震設(shè)計的具體內(nèi)容

5.1 隔震裝置的設(shè)計

在對橋梁隔震設(shè)計工作開展的過程中，對隔震裝置進行設(shè)計。首先，對隔震支座進行設(shè)計，要使用橡膠質(zhì)的支座，降低扭轉(zhuǎn)力所造成的影響。要使隔震支座的距離控制在一定范圍，實現(xiàn)隔震系統(tǒng)上部中心與橋梁上部結(jié)構(gòu)重心的一致性。其次，對隔震支座的直徑進行設(shè)計，要確定制作的大小，使得容許值與橋梁類型存在相連關(guān)系，保證只做不會損壞；最后，對于隔震裝置橫向高度進行試驗，要根據(jù)科學的公式對其計算值進行了解，同時，要預算隔離支座在橋危害下的水平向位移。

5.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計

隔震系統(tǒng)的頂部板進行設(shè)計，要確保整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，在頂部利用合理的橋梁體，黏土進行澆筑，確保橫豎結(jié)構(gòu)梁體能夠更加協(xié)調(diào)。同時，隔震支座的橫豎梁體，要充分考慮橋梁墩體的局部受壓問題，對于鋼筋網(wǎng)進行設(shè)立。對相關(guān)系數(shù)和效用力進行計算，使得橋梁結(jié)構(gòu)的隔振效果能夠得到提高，對安全性能進行不斷的儲備。在對隔震系統(tǒng)的總地震作用進行分析的過程中，要對其影響系數(shù)的最大值與水平相減值系數(shù)的乘積進行計算。

5.3 隔離系統(tǒng)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

橋梁下部結(jié)構(gòu)主要是橋墩、橋基以及相關(guān)配套設(shè)施。在進行設(shè)計的過程中，要全面的進行測算，涉及到垂直向力、水平向力的測驗，對于橋梁地基進行隔震處理，要按制度設(shè)計標準的隔震級別來進行合理測算。

5.4 隔震系統(tǒng)的設(shè)計

為了更好的實現(xiàn)隔震目標，對于隔震系統(tǒng)進行設(shè)計，要確保整體質(zhì)量的提升。首先，要滿足高度的要求，能夠?qū)Φ卣鸬挠绊懥M行消散。其次，在隔震設(shè)計的過程中，要減少結(jié)構(gòu)本身所具有的慣性，對于阻尼器進行性能的穩(wěn)定，采用彈性反應譜法設(shè)計隔振系統(tǒng)進行系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，使得力學效應也能夠得到最大化。

5.5 細部構(gòu)造的設(shè)計

在對細部構(gòu)造進行設(shè)計的過程中，要了解其附屬的結(jié)構(gòu)，在橋梁建設(shè)過程中，發(fā)揮顯著的作用。橋梁結(jié)構(gòu)的附屬物主要包括橋梁的伸縮縫、橋梁防落梁的設(shè)備，對其震害進行調(diào)查，對細部構(gòu)造進行優(yōu)化，可以使得橋梁結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性得到提升[6]。同時，橋梁隔震設(shè)計人員要對細部構(gòu)造的技術(shù)進行更新，加強設(shè)計方案的優(yōu)化，對附屬結(jié)構(gòu)進行計算分析，從而使得細部結(jié)構(gòu)設(shè)計具備良好的穩(wěn)定性。

6 橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的具體采取措施

在對隔震技術(shù)進行應用前，要對橋梁設(shè)計項目進行實地調(diào)研，確定是否需要技術(shù)的應用，以實踐為基礎(chǔ)進行項目的設(shè)計，利用各項數(shù)據(jù)信息對橋梁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計；其次，在確定技術(shù)后，對技術(shù)所應用的方案進行展開，加強設(shè)計點與設(shè)計目標的明確；最后，在隔震裝備選擇的過程中，涉及到不同的種類和質(zhì)量，要進行有效的篩選結(jié)果，強調(diào)結(jié)構(gòu)控制性能的要求，使得橋梁的穩(wěn)定性能夠得到一定的鞏固。

7 結(jié)束語

總而言之，在當前的橋梁設(shè)計過程中，要加強構(gòu)建設(shè)計的重視，使得橋梁自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到保障。在實際的策略探索過程中，要充分地應用各種橋梁隔震設(shè)計手段，對于橋梁的性能進行不斷的完善。首先對于隔振裝置進行設(shè)計，要采取彈性反應譜設(shè)計的方式，對其隔振裝置的等效阻尼和等效剛度進行科學地計算，使得地震發(fā)生時，隔震裝置能夠充分發(fā)揮作用，在彈性的范圍內(nèi)進行橋梁的保護；其次，對于附屬結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，要使得橋梁結(jié)構(gòu)的防震效果得到提高了，解橋梁的細部結(jié)構(gòu)，從而有效的降低地震所造成的破壞。在深入分析的過程中，要明確隔震設(shè)計的重要性和必要性，才能不斷借鑒國內(nèi)國外的研究成果，推動橋梁設(shè)計效果的優(yōu)化。

[1]李宇,李琛.近斷層地震作用下隔震梁橋地震響應參數(shù)影響研究[J].橋梁建設(shè),2019(05):67-72.

[2]楊甲暉.橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2019(17):31-33+40.

[3]曾崳.橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2018(02):152-153.

[4]劉冰.橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性研究[J].江西建材,2018(02):114+118.

[5]段繼祖.分析橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性[J].黑龍江交通科技,2020(04):115-116.

[6]于芳,何曉暉,代亮,王夢雨.城市與公路連續(xù)梁橋雙向隔震設(shè)計方法和實例分析[J].廣東土木與建筑,2019(06):56-61.

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