减隔震技术在桥梁抗震设计中的运用

减隔震技术在桥梁抗震设计中的运用

谢祺

天津市政工程设计研究总院有限公司 300392

摘要：桥梁工程是我国社会发展过程中的基础性工程，如果要保障桥梁工程的施工质量，应当重视桥梁的稳定性，遇到地震时不会受到严重破坏。所以，对桥梁结构进行设计时，要格外重视抗震性能设计，合理应用减隔震技术，确保桥梁拥有良好的抗震性能。

关键词：减隔震技术；桥梁抗震；设计运用

1、桥梁抗震设计关键点

1.1科学选择桥梁建设地址

在进行桥梁结构抗震设计时，首先要确定合适的施工地点，以保证其抗震性能。因此，在施工场地的选取上，必须要选择地质条件比较坚固的地段，这样才能给桥梁提供一个比较稳固的地基，在遇到较大的地震时，地基不会出现太大的崩塌。较硬的地基一般是以碎石、基岩等地质构造为主，能给桥梁提供较好的稳定性，是建造桥梁的首选。如果桥梁施工地点位于软基地区，则在允许的范围内进行加固，主要是防止地基发生剧烈的晃动，以保证地基的稳定，保证桥梁的抗震能力。

1.2加强墩柱设计控制

在桥梁建设中，墩柱是桥梁建设中的重要内容，它的作用在桥梁结构、隔震、减震等各方面都有很大的影响。在墩柱的设计中，应加强其结构的抗震设计。

1.2.1根据所处区域发生的地震级别，对其进行地震强度分析，保证其在大部分地震情况下均能承受较好的承载能力，并对其进行优化，以保证其自身的抗震能力。

1.2.2在墩柱配筋的选取上，必须严格控制钢筋的质量，以保证其自身的强度与承载力的匹配，从而提高其配筋的稳定性，从而达到最大限度地发挥其抗震性能。

1.3避免出现梁落问题

在进行桥梁结构抗震设计时，必须注意避免梁落问题。地震发生时，会产生巨大的振动能量，并通过结构的扩展，导致结构发生塌陷、结构位移等，从而影响到行车安全。在这种情况下，应采用适当的方法使其在连接时更加稳定，增加其抗振动的弹性，使其在合理的范围内发生位移，从而防止梁落问题。当桥墩与主梁间隙增大时，也会出现梁落失稳问题。

2、常用的减隔震技术

2.1高阻尼支座

在桥梁工程中，支架是非常重要的构件，也是桥梁的地基，它的主要功能就是将桥梁的上部和下部连接起来，同时还可以起到垂直载荷的作用。因此，当发生地震时，它所引起的荷载效应将会对振动周期产生直接的影响，使振动增大，进而减小对结构的冲击。若要使隔震支座达到较好的减隔振效果，就必须选择高阻尼支座。在高阻尼支架中，使用最多的是铅芯橡胶支架，通过将铅芯压入橡胶支架，可以增强橡胶支架的减震性能。

由于铅芯的机械和剪切刚度好，其屈服剪力也比较低，因此采用这种方法可以有效地减少地震对桥梁的破坏，从而达到更好的抗震效果。因为铅芯的刚度很高，不易变形，在地震中也能保持相对稳定，同时还可以调整结构的刚度，防止结构的变形，延长桥梁的使用寿命，防止结构的过度损坏。但是，由于铅芯的造价很高，现在的建筑公司已经很少采用这种类型的支架了。

2.2黏滞阻尼器

这种设备是一种耗能设备，它是通过液体的粘滞来达到较好的减振效果，从而减少对结构的不利影响。在粘性阻尼器中，主要包括活塞、导杆和气缸等部件，当发生地震时，活塞会在气缸内发生相对移动，粘性液体会在气缸内的孔洞内流动，在这个过程中，会产生一种缓冲，这种振动会逐渐消失。根据桥梁结构的具体设计，采用了粘滞阻尼装置，避免了在地震中引起桥墩的大变形，从而保证了桥梁的整体稳定，达到预期的抗震效果。

2.3分层橡胶支座

在桥墩和桥梁中安装支座主要是为了提高桥梁稳定性与安全性，确保桥面在地震时不受损坏，减少地震时的能量对桥面的影响，因此，在抗震设计中应特别注意支座的设计，这也是桥梁能否具有较好的抗震能力的重要依据。在过去的桥梁结构设计中，采用分层橡胶垫圈是非常常见的一种，它是由橡胶板和薄板组成，然后以层叠的方式排列，形成圆筒状，也有一些是矩形的，在橡胶和钢板的双重作用下，达到了很好的减振效果。

2.4摆式滑动摩擦支座

对桥梁结构进行减隔震设计时，常常会使用到摆式滑动摩擦支座，它包括滑动摩擦装置和钟摆装置，它的减震效果主要是通过钟摆的原理来实现的。当球表面出现钟摆运动时，它不但可以增加运动周期，还可以获得更好的隔振效果。轴承的滑动会产生摩擦，摩擦对振动有很大的抑制作用，因此振动的强度会有很大的降低。由于支架的滑行并不是直线的，它的滑行主要是弯曲的，它可以大大的延长桥梁的运动周期，因此可以有效的减少地震的冲击，减少地震带来的负面影响，提高桥梁的抗震能力。

3、减隔震技术问题的应对措施

由于地震引起的振动会对桥梁的施工质量造成一定的影响，因此，在桥梁施工中，抗震设计显得尤为重要，同时也是设计者的重点。在我国快速发展的进程中，各类桥梁工程的产生和分布区域也有很大的差别，如果处在地震多发区，就必须对其进行抗震设计，并选用适当的设计方案。

3.1基于性能基础采用的设计方法

在进行桥梁结构抗震设计时，必须依据其性能基础，采取相应的设计方法，而就当前实际应用而言，必须对其进行分析，并依据所期望的结果进行设计，以保证其有针对性。采用这种设计方法进行地震反应，可以保证地震后的人身和财产的正常使用。针对具体的设计方案，首先要对其进行定量的震害程度，确定具体的保护范围，从而使相应的设计方法得以实施。因此，从整体上进行分析，以性能基础作为设计依据，采取适当的设计方法，要注意的是，虽然设计的内容比较复杂，但是其实际应用效果却是十分可靠的，可以用于许多桥梁的抗震设计，从而使其达到预期的抗震效果。

3.2基于强度性能采用的设计方法

这种方法是目前桥梁结构抗震设计中使用最多、效果最好、最受设计者青睐的一种方法。从实际的设计条件出发，首先对桥梁基础进行静载试验，然后从结构自身的强度、抗力等方面对其进行分析。该方法可有效地提高桥梁结构的抗震能力，为其它桥梁结构的抗震设计提供借鉴。但在实际设计中，由于地质构造不稳定时，这种方法的使用效率较低。从这一点可以看出，这种设计方法虽然存在着一些缺陷，但是在实际运用中还是比较实用的，因此在许多桥梁工程中仍得到了广泛的应用，使得桥梁结构的抗震性能得到了提高。

3.3材料延性设计

桥梁工程以混凝土为主，包括桥梁、支座、钢索等，其材料以金属、混凝土为主，因此在进行抗震设计时，必须对结构、材料等进行合理的设计。在进行结构设计时，应首先对结构的地震作用力进行仿真，并将其与试验项目自身的稳定性进行比较，从而实现结构的抗震设计。材料延性设计在结构抗震设计方面日益完善，具有较好的应用效果，可极大地提高结构的安全性能，保证结构的抗震设计。

4、结束语

综上所述，桥梁结构是否具有良好的稳定性，关系到桥梁在使用过程中的安全性和使用年限。抗震性能是桥梁稳定性的关键，是桥梁设计中的重点，应当引起设计人员的重视。桥梁抗震设计的关键在于合理应用减隔震技术，其中高阻尼支座、黏滞阻尼器、分层橡胶支座、摆式滑动摩擦支座是常见的减隔震技术，在桥梁建设中广泛应用。

参考文献

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