论桥梁设计中隔震设计的重要性

论桥梁设计中隔震设计的重要性

刘涛

义乌市交通设计有限公司刘涛

摘要：随着我国城市交通事业迅猛发展，市政桥梁工程的地位也在日益提高。而作为桥梁建设的关键，市政桥梁的隔震设计就显得尤为重要，它在桥梁的抗震性能上有着不可取代的地位。本文介绍了桥梁隔震设计的相关理论、特点、设计方法以及它在市政桥梁设计中的重要作用，希望能给大家一些借鉴之处。

关键词：桥梁设计；隔震设计；重要作用；显著优势；应用原理1.前言作为现代城市发展过程中的重要基础设施，桥梁具有极强的社会公共性，但其建设所需的资金较大后期的运营维护也较为困难。而在市政桥梁设计过程中，抗震设计起着巨大的作用，它是提高桥梁使用性能的关键因素之一。在市政桥梁建设过程中，只有利用科学的隔震设计和有效的隔震技术才能有效地减少地震后的损失。

2市政桥梁隔震设计的意义2.1市政桥梁隔震设计的必要性在我国地震灾害中桥梁损害严重，据资料显示在2008年的汶川地震中汶川1657座公路桥梁中47.3%的桥梁受不同程度的损害，其中1.6%的桥梁已经完全损毁，6.6%的桥梁被严重破坏，9.0%的桥梁受地震中等破坏，26.5%的桥梁出现轻微损坏，甚至在重灾地区桥梁损害数高达88.4%，从而造成极大的经济损失以及严重影响灾区群众的生活。如图一，二分别为汶川和智利地震中桥梁的损害图，看到这两张令人触目惊心的桥梁损害图，我们不得不反思我们桥梁防震设计的缺陷，如果防震设计做到设防标准高，材料质量合格，抗震构造设计细节完善，我们将能达到保证桥梁在中等地震中可以维修，在大型地震不倒的设防目标。总之，为了减少在地震中桥梁的受损程度，以期将地震伤害减小到最低，对于市政桥梁的各镇设计非常有必要。

2.2桥梁隔震设计的意义在桥梁设计中的相关隔震设计可起到调节横向刚度的作用，这样可以改善桥梁结构扭转平衡的问题，有效地降低了地震力。在进行桥梁上部组成结构的设计中，进行隔震设计能够有效的减少桥梁结构之间的塑性变形，防止桥梁组成部件出现超出弹性变形后的局部塑性变形问题，提高结构的变形响应程度。在桥梁设计中使用隔震系统的设计，相比于普通的抗震设计拥有更好的抗震效能，这一设计能够在较低的工程造价下，使工程质量得到提升。采用了隔震设计的桥梁比没有采用此设计的桥梁在地震发生后，更加容易地更换隔震设计以及相关装置，并且维修过程更为方便且价格便宜。

3桥梁建筑中隔震设计的应用原理3.1桥梁隔震技术的应用原理通常情况下的隔震设计与隔震技术应用，其本质也就是建筑工程中抗震方式不断创新与发展的一种新形式以及新趋势，隔震设计的最根本作用也就是可以通过显著减小而并不是抵抗地震的强大作用里来起到确保桥梁的主体结构不受到损害、桥梁主体的抗震性能得到显著增强的效果。在一般情况下，国内桥梁建筑在设计与真正施工过程中，需要真正提高与改善桥梁主体的抗震性能，那么其中最常见的方法多是通过改善与提高桥梁主体结构的整体强度以及变形能力而实现的。相比之下，桥梁主体的隔震设计与隔震技术应用主要特点就在于，可以引入了一些柔性装置与防震设计，这样做就可以确保该桥梁的关键结构构件能够和水平地面运动于一定程度上的联系性减少，最终确保桥梁的重要构件在地震发生制后不会出现破坏性损伤，保证桥梁结构的反应加速度可以比地面的反应加速度小。

与此同时，因为采用了相应的阻尼设计与隔震技术，那么将大大地将地震造成的负面能量得到有效地消耗，在地震产生的能量传递至桥梁主体上部及其隔震结构上时，其负面作用力已经被大大较低。

3.2隔震技术的主要特点隔震技术与防震技术在桥梁建筑抗震设计中的具体应用，其根本目的就是为了科学运用这些隔震设备以达到延长桥梁结构实用周期、消耗地震强大能量以及有效降低地震之后桥梁的结构毁坏与变化的能效。那么在实践中对桥梁建筑进行隔震设计过程中，最为重要与关键的要素就是需要具有科学、合理的设计方案，使有关的抗震系统组建可以具有非常强的弹性以及可塑性。那么隔震技术与防震设计在桥梁设计过程中的具体采用，一方面能够起到有效减少桥梁工程造价的目的，还可以同时提高桥梁建筑工程的效能效果，因此其通常要比传统的桥梁抗震设计的抗震效果更高，能够显著地保护桥梁主体与基础墩柱，从而实现了科学降低桥梁墩柱延性要求的作用以及目的；而另一方面，桥梁结构中的隔震措施科学应用也能够显著地减小、彻底消除在地震之后桥梁的下部组织体超出其弹性范围的严重问题，同时对于另外一些在地震发生后很难加以检查或者是修复的结构，应用隔震设计后还能够有效避免在相应部位发生比较严重的非弹性变形问题。

3.3桥梁隔震设计的基本原则桥梁建筑采用隔震设计，需要全面达到加强桥梁结构抗震效果的关键标准，但是在进行桥梁结构的隔震设计时还应该严格遵守以下的几个基本原则：应当对桥梁主体结构是否适宜运用隔震设计进行全面、科学的考察与研究，考察与研究还应当以桥梁结构周期增长之后系统能否真正提高在地震发生时能量的吸收效果，并且以这个因素为最终分析和判断的判据。

桥梁结构的隔震装置在抗震设计时若被正式采用，那么桥梁的上部结构将在地震发生时产生与之相对的位移，这样一来对于桥梁主体结构的后期使用以及功能均会产生特定影响，所以在地震发生制后，应该大力加强对其结构是隔震设备的修补与完善。

与此同时还应该对已经采用了隔震措施的桥梁位置具体环境及其桥梁地基进行有针对性、科学地研究与实地勘测，那么隔震桥梁的附近位置还应该具有非常坚实的地质条件作为支撑。在运用隔震装置与防震设计时，还应该尽可能地选择与运用那些结构相对简单并且同时达到所需隔震标准的装置，而且还应该确保在其力学能效的范围之内有效、科学地采运用。

图3进行抗震设计时简支梁计算简图（纵向）

4桥梁结构设计中的隔震设计与技术应用4.1桥梁隔震装置的设计与应用桥梁主图的隔震装置设计与应用，与其具体结构、相关构件的设计相关。通常情况下，桥梁隔震装置的运用与设计是隔震设计的核心内容，现阶段，在国内桥梁建筑的隔震设计中较多采用的隔震手段是弹性反应谱技术，这种隔震技术已经被世界上大部分国家广泛采用，但是仍然存在有不同的实用范围与技术规范。

4.2细部构造的设计桥梁主体结构上的相关附属结构在桥梁整体的隔震设计中，一样发挥着非常显著的作用，这些桥梁结构的附属物与其构件具体包括：桥梁限位装置、桥梁伸缩缝、桥梁防落梁设备等，通过对其诸多的震害调查进行分析后了解到，这些桥梁附属性的细部构造同样是严重影响着桥梁结构整体稳定性与隔震效果的核心方面。但是现阶段普遍存在的隐患问题则是，觉大多数的桥梁隔震设计人员通常会忽略这些细部构造的技术运用、设计方案、将其放置于次要的地位上，另外一点，也是因为在地震动力响应中计算该附属结构的计算手段与分析过于复杂导致的。因此在桥梁设计时，应该确保在细部构件的设计过程中具备非良好的稳定性与连续性。

5结束语总而言之，桥梁建筑与设计中的隔震设计与防震技术是有效提高桥梁主体质量的关键环节，即使现阶段国内的隔震技术仍然处于初级发展阶段，但是工程师们还应当科学地学习与借鉴世界的一些先进技术经验，不断完善与提高目前国内在桥梁设计中的隔震设计与防震技术，确保有效地提高桥梁的整体抗震性能。

参考文献：[1]刘鹏．桥梁抗震的减隔震技术[J]．科技资讯．2006（33）．[2]张煜敏，刘健新，赵国辉.地震序列下落梁震害的防灾设计分析[J].世界地震工程.2011（02）.[3]韩鹏．孟劼.浅谈桥梁抗震设计方法与减隔震技术[J]．山西建筑．2009（16）．