桥梁设计中隔震设计的分析

桥梁设计中隔震设计的分析

蓝勇

浙江省衢州市公路管理局 浙江省衢州市 324000

摘要：隔震设计是保证桥梁结构稳定性的根本因素，做好此方面的设计工作则显得尤为重要，虽然如今的隔震设计相较以前有了较大的完善，但在实际设计中依然会暴露出些许问题，今后相关机构和人员应加大研究力度。

关键词：桥梁设计；隔震设计；重要性

隔震设计是抗震方式的新的发展形式，进行桥梁的抗震设计时通过在一定程度上减少地震引起的桥梁结构的振动，有效的避免桥梁结构的损伤，增强桥梁的抗震能力。在传统的桥梁的设计以及桥梁的施工过程中，通常情况下会提高桥梁的结构强度以及结构变形能力来增大桥梁的抗震效果。与之对比的是，桥梁的隔震设计的理论基础是在桥梁的设计中加入了柔性的装置进行设计，减少桥梁结构在水平方向运动的关联性，保证桥梁关键的结构件能够减少地震的损伤，降低桥梁结构的响应加速度，并且在进行隔震设计过程中添加阻尼设计，从而实现地震与桥梁结构的隔离，减少地震的传递能量，从而使得桥梁的整体结构的抗震能力大大增强。

1桥梁设计中隔震设计的重要性

目前，我国的地质灾害频发，尤其是地震灾害影响的范围广、破坏性大，其中对道路桥梁的破坏尤为明显，因此在进行道路桥梁设计的过程中增加了隔震设计。在道路桥梁施工的过程中安装隔震器或者阻尼器，能有效的减少地震带来的损坏。近些年来，众多发达国家不断的进行研究和探索，完善隔震设计方案，并且取得了一定的成绩。

2桥梁隔震设计的特点和原则

2.1隔震技术的原理

隔震是抗震方式发展的一种新形式和新趋势，它的作用是通过减小而并非抵抗地震的作用来起到桥梁结构不受损、增强桥梁抗震能力的效果。在通常的桥梁设计中，提高桥梁抗震效果的方法通常是通过提高桥梁结构的整体强度和变形能力。桥梁的隔震设计主要特点在于引入了柔性装置的设计，使桥梁的重要结构构件可以与水平地面运动在一定程度上的关联性减少，使重要构件在地震后不会发生破坏性的损伤，使结构的反应加速度比地面的加速度小，由于采用了阻尼设计，有效地将地震带来的能量得到消耗，当能量传递到桥梁上部以及隔震结构时作用力已大大减小。

2.2隔震技术的特点

隔震技术在桥梁抗震设计中的的应用，能有效的延长结构周期、消耗地震能量和降低地震后结构毁坏和变化的效果。在桥梁进行隔震设计时，最关键的因素就是要求要有合理的设计，使相关的抗震系统构件能够具有较强的弹性和可塑性。

隔震技术在桥梁设计中的应用，可以起到减少工程造价、提高工程质量的效果，要比常规的抗震设计的抗震性能高，可以有效地保护桥梁墩柱；上部结构中隔震措施的采用可以有效地减小或者消除地震后桥梁的下部结构超出弹性范围的反应和现象，对于那些在地震后难以检查或者修复的地方，隔震设计可以避免在这些部位发生严重的非弹性变形。

2.3桥梁隔震设计的原则

桥梁隔震设计是加强桥梁抗震性能的有效措施，但在进行隔震设计时应当遵守以下几个基本原则：应对桥梁是否适宜采用隔震设计进行科学的考察，考察应当以其周期增长后系统能否有效地提高地震时能量的吸收。对于不适合进行抗震设计的地段，不能盲目地增加抗震措施。隔震装置在桥梁设计中若被采用，上部结构在地震后会产生相对的位移，这将对桥梁的后期使用和功能产生影响，因此在地震后应当加强对隔震装置的修补和完善。采用隔震设计的桥梁应当保证其抗震性能不低于那些采用普通抗震设计所起到的抗震效果。在采用隔震装置时，应当尽可能地选择和采用结构简单且同时符合所需隔震性能的装置，保证在其力学性能的范围内科学地采用。

3桥梁项目隔震设计的作用以及优势探析

3.1简析桥梁项目隔震设计的作用

大部分桥梁的隔震设计指的是对桥梁需使用的隔震器械仪器进行设计。隔震设计的主要目的是为了使桥梁水平方向的支撑力能够满足桥梁整体结构需求，同时还可以在桥梁投入使用后能产生阻尼效应。另外桥梁的隔震设计还能够提升桥梁结构的完整性、整体性，这是由于地震的发生会导致桥梁受到一定的损坏，而隔震设计能够减少桥梁所受到的破坏，由此可以见得桥梁隔震设计具有一定的经济效益以及社会效益。我国现阶段桥梁项目隔震设计仍处于初步发展阶段，相关技术以及工艺仍旧不够成熟、完全，尽管桥梁项目隔震设计已经取得了非常大的成就，但是相比于其他桥梁项目隔震设计起步较早的发达国家仍有很大的差距。所以我国设计人员在开展桥梁项目隔震设计时，可以多加借鉴使用、学习发达国家的成熟工艺以及经验，以保证我国桥梁隔震的设计质量，有效保证我国桥梁的安全、质量。

3.2进行桥梁项目隔震设计的优势

对桥梁项目进行隔震设计，能够有效防止桥面发生坍塌问题，这是由于桥梁受到过大的外力作用，隔震结构能够把外力均匀的划分到其他的桥梁结构之中，使整个桥梁结构均受到均匀的外力，这样就可以避免局部受力过大而发生坍塌问题。除此之外，做好桥梁的隔震设计工作还能够有效调节桥梁的横向刚度结构，通过隔震构件使桥梁结构达到平衡，防止桥梁受到过大地震力的影响。抗震设计、隔震设计看似相同，其实这两者有很大的不同，从减缓地震对桥梁结构的作用角度来说，后者的效果要远大于前者；从成本角度来看抗震设计以及隔震设计是大致相同的，在桥梁成本造价不变的情况下隔震设计的抗震效果好，更能够提升桥梁结构的安全性以及整体质量。由于隔震设计能够有效的防止桥梁受到过多的地震影响，所以桥梁在经受地震灾害之后修复难度较小。由此可以见得，对于保证桥梁整个质量来说，隔震设计是非常有必要的。

4桥梁隔震设计方法探析

4.1隔震的优化设计

桥梁工程项目的隔震设计一般是由隔震设计以及其他设计组成，但是在设计过程中应当围绕隔震装置开展设计工作。弹性反映谱法是现在一种较为常见的隔震设计手段，尽管各个国家对弹性反映谱法的规范要求有些许差异，但总体来看大致相同。隔震设施的刚度、变形情况以及等效阻尼直接影响到桥梁变形程度以及该设施对地震的响应程度。弹性反映谱法尽管计算难度较小，也符合我国现有的规范计算手段，但对于弹性反映谱法现在仍旧没有一个具体的应用。所以在使用弹性反映谱法开展隔震设计工作时，设计人员需要根据工程的实际情况以及自身经验预估桥梁整体结构对于地震的响应程度，并对结果进行反复的检查、计算、分析，才能保证结果满足桥梁实际需求。

4.2细部构造的隔震探析

桥梁分为上部结构、下部结构以及附属结构，其中附属结构的作用不可小觑。附属结构中的防落梁装置、限位装置以及伸缩缝等构件能够起到一定的抗震作用，有利于减小地震的影响；同时还关系到桥梁整体结构的动力响应，所以在进行桥梁工程隔震设计工作时，不仅要考虑隔震构件的应用，还需要考虑到附属结构的细部构造。在设计过程中，应当确保细部构件具有一定的连续性，这样才能够确保细部构件的抗震作用充分发挥出来，与隔震装置共同作用。

4.3隔震装置附属结构的设计要点

桥梁隔震装置的附属结构对于桥梁的整体抗震性能也有着重要的作用，通常情况下，附属结构主要包括防落梁装置、桥梁限位装置以及伸缩缝等，在进行大量的地震危害分析以及桥梁动力学分析之后，会发现这些附属结构对于桥梁整体结构的动力学响应结果以及隔震性能都有至关重要的影响。因此，在进行桥梁隔震设计时应该更加注重这些附属结构的细节性的设计要点，进行关键部位的动力学分析以及静力学分析，深入的进行研究附属结构的动力响应，进行相关方面的计算分析，掌握附属结构设计的原理，做到在设计附属结构时应该足够的重视，确保附属结构满足桥梁整体性能的要求，保证桥梁的质量。

5常见的隔震技术探析

5.1铅芯橡胶支座在桥梁隔震设计中的应用

橡胶轴承是一种较为常用的桥梁隔震构件，橡胶轴承通常是由两部分组成。铅芯本身的力学性能较为良好，所以铅芯可以很好的连接多层橡胶轴承，因此铅芯是一种非常有效的分离材料。另外因为铅芯橡胶支座本身能够抗疲劳循环使用，塑性高、屈服剪应力相对来说较低，所以可以更好地满足桥梁的需求。

5.2摆式滑动摩擦支座在桥梁中的应用

把倾斜的滑动轴承这种减震装置投入使用到桥梁结构之中，可以大大增强桥梁结构自身的抗震性能，防止桥梁受到过多的地震影响。摆滑动轴承一般是由滑动轴承构成，通过滑动轴承滑动面的摩擦、滑动可以有效减少地震所带来的能量，同时利用摆锤机制有效提升桥梁自身的振动周期，并能为桥梁结构提升一定的复位能量，保证桥梁整体性。

6结束语

在桥梁设计中，隔震设计是其不可或缺的重要组成因子，其对桥梁工程质量的影响是客观而具体的。在隔震设计中首先需了解并遵循隔震设计原则，然后加大隔震装置的设计力度并重视细部结构设计，只有这样才能够做好隔震设计工作并达到提升桥梁工程抗震性能的目的。

参考文献

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