摘要：桥梁结构设计中的抗震设计极为关键，减隔震技术作为新型的技术，已经广泛的运用于桥梁结构设计中。本文就通过当下在桥梁结构设计中应用最为广泛的减隔震技术进行分析，从其价值、路径及案例效果来探讨其在桥梁结构设计中的可行性。
关键词：减隔震技术；桥梁结构设计；应用路径
引言：
正常情况下，对桥梁结构稳定性产生一定破坏的主要因素是由地震所带来的，尤其是地震中的振动荷载，一旦发生就会使得桥梁变形、产生裂缝，如果更严重的话就会使得桥梁垮塌。近年来，因地震带来的这种损失越来越多，甚至还严重危害了人类的生命安全。因此，加强对桥梁结构设计的抗震减震效力越来越重要。传统我国桥梁结构设计的抗震减震技术还不完善，稳固性能有限，因此通过设计更为完善的设计方案，提高减震抗震的性能，是桥梁设计中一直研究的内容。
1. 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用价值
一般而言，桥梁结构设计中的减隔震技术分为减震和隔震两方面，其中隔震技术应用时，一旦发生破坏，就能很好的分离桥梁的整体结构和被破坏了的结构，尽可能的降低地震事故带来的损害，减少损失。减震技术的最直接作用是能很好的降低能量对桥梁结构带来的损害，不过减震技术不是每种桥梁都能适用的。比如，我国的一些老桥，建设和使用的周期较长，如果使用减震技术的话，就会更加破坏桥梁的安全性和稳固性。一般而言，减震技术比较适用于设计比较规范、使用周期较短的桥梁，且地区最好是地震次数较为频繁的区域。
减隔震技术在桥梁结构设计中的应用是建立在减隔震装置设立的基础上形成的，在地震区域，使用减隔震装备能将地震所带来的危害降到最低，而且装备中所安装的支座还有降低地震发生的意义。在桥梁结构设计中使用减隔震技术需要在减隔震技术、桥梁结构、间隔设备一同作用下才能充分发挥出减隔震技术的减震、隔震作用。安装了减隔震设备后，使得桥梁在水平方向上能得到柔性支承，进而延长水平方向的周期，而安装了阻尼器也能提高桥梁的阻尼效力。实际意义上，加强桥梁结构设计的隔震设计，能很好的分解地震所带来的压力，在保护桥梁的基础部位前提上，能很好的支撑和保护桥梁的上部结构。在桥梁结构设计中，使用减隔震技术，也能达到调节横向刚度的效果，避免桥梁结构产生扭转平衡的问题，把地震力降低到最小。因此，在桥梁结构设计中，应用减隔震技术的是极为重要的，有很强的应用价值。
2. 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用路径
2.1 摩擦摆式支座的的应用
正常情况下，摩擦摆式支座的平面尺寸会因为结构曲率的变化或者位移量的变化而发生变化，所以摩擦摆式支座的设计周期较为固定，以及在长周期的脉冲型地震波下会和隔震结构发生低频共振，进而对减隔震的效果产生一定的影响。同时，因摩擦摆式支座的滑动是球面函数，如果曲率半径R 在整个滑动区滑动，曲率半径随着滑动区发生变化时，隔震周期就会跟着位移的变化而发生变化，进而很好的达到减震的效果。
2.2 粘滞阻尼器的应用
粘滞阻尼器在桥梁的抗震减震上有很高的评价，且应用也越来越广泛。一方面，与摩擦性或弹塑性阻尼器相比，粘性阻尼器的屈服力是可以变化的，一般和桥墩的变形成反比关系。如果桥墩变形越厉害的话，阻尼器的屈服力就会越小，甚至接近零值。反之，如果桥墩变形越小的话，阻尼器的参数就会越大。另一方面，粘滞阻尼器在变形中，受温度的影响较低。
2.3 铅芯橡胶支座的应用
铅芯橡胶支座是一种性能极好的隔震减震设备，也有较广的适用范围，而且铅芯材料的力学性能优良，抗疲劳性和弹塑性较强，而屈服剪应力较低。在使用该设备的时候，结构基本周期小于1.25s 的时候，就能达到极好隔震减震效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过，铅芯橡胶支座也有一定的局限性，即当施工地的地质较软，或桥梁结构在脉冲型地震波位置时，它的减震抗震性能就会大打折扣，还会产生较大的水平位移。因此，铅芯橡胶支座的应用也要看桥梁结构的实际情况看来选定。
2.4 高阻尼隔震支座的应用
高阻尼隔震支座的本体仍然是一种橡胶支座，不过这种橡胶支座是采用高阻尼橡胶材料与钢板等结构硫化而成，具备良好的阻尼性能，延长结构自震周期。高阻尼隔震橡胶支座的橡胶本体既保持了叠层橡胶支座所具有的良好力学特性，又具有较高的阻尼值，阻尼效果好，耗能能力强。在地震中可以有效的吸收地震能量，延长结构自震周期，隔离桥梁上、下部结构的地震运动，减小地震作用力。当然也可以有效的吸收汽车荷载的冲击能量，使行车平稳，改善结构的受力。因此，高阻尼隔震支座在变形复杂的弯、斜、坡桥梁中，具有较高的使用价值。
此外，减隔震技术的实际应用中，需要对地震发生的周期、强度等因素有充分的了解，这是充分发挥减隔震技术效果的首要条件。同时，国家、地方政府及相关机构要针对桥梁结构设计的安全性和稳固性制度完善的制度方针，特别是对抗震效果的判定。此外，也要利用好信息化技术和互联网计算机，建立完善的智能减隔震系统，不断提升和完善该技术的性能。
3. 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用实例
按照上述的理论论述，以某道路高墩桥梁为例，根据减隔震技术桥梁结构抗震能力的规划及设计，创建出了一种新型的高墩隔断结构体系。具体为，将高墩设立在高度隔断以及在隔断处设置支座，对数据进行建模后分析，以提出一套具有较强抗震效果的结构设计体系。
传统的桥梁结构抗震和减震效果的实现主要是通过降低结构内部的反应能量来完成的，比如使用隔震、减震等装置的柔性来扩大桥梁结构的使用周期，来降低桥梁结构内部的地震反应效力。
在减隔震技术的应用上，本次案例以高墩桥为设计背景，建立了一套有限元分析模型（可采用SAP2000），全桥孔跨布置的值设定为4x30m。桥梁整体的上下部结构要合理设计，其中桥梁整体的上部结构要设成高度相等的混凝土箱梁，连接好边跨和桥台；桥梁整体的下部结构要为带横系梁的双柱墩，墩的高度要在32m 之间，当然双柱墩的实际高度可以根据桥梁结构的实际情况来设定。在上述设定的基础上，使用分离式的承台结构，并在承台的下部设置四根直径在1.3m 左右的钻孔灌注桩。
按照当前我国公路和铁路桥梁建筑工程中应用最多的铅芯橡胶支座减隔震装置设计，上面所设计的桥梁结构体系的三个桥墩中，将铅芯橡胶支座安装在墩顶垫石上，进而连接好下部结构的桥墩和上部结构的主梁，构建成框架式的桥梁减隔震的体系，达到减震、抗震的效果。
4. 结语
总之，在我国铁路和公路高速发展的时代，减隔震技术在桥梁结构设计中的应用价值尤为显著，尤其是在一些地理、地质条件较为复杂的区域，如我国西部高原、盆地等地震多发地带。在实际桥梁结构设计中，根据桥梁结构的实际情况，合理利用好摆式滑动摩擦支座、粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座、高阻尼隔震支座等装置，能有效达到抗震减震的效果。
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论文作者:张家亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/17
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