浙江省大成建设集团有限公司 310000
摘要：随着科技水平的不断进步，使得人们对市政桥梁工程建设使用的安全稳定需求越来越大。地震灾害，作为对桥梁工程各部分结构造成严重影响的形式，工程对其采用的设计控制技术却十分有限。即采用的提升自身结构强度与变形能力的抗震设计方法，难以满足人民群众对桥梁工程项目建设使用的安全稳定需求。为此，研究人员应将现有的科学技术充分利用起来，即采用隔震设计，来提高桥梁工程各部分结构抵抗地震能量的效果。即在明确当前隔震设计技术应用局限的情况下，找出优化控制的方法策略，以提高结构作用耐久性。
关键词：市政桥梁工程；隔震设计；应用
1市政桥梁设计中隔震设计的重要性
当前，市政桥梁设计中，地震灾害的引发因素为：梁与墩的延性、强度以及地基下沉与砂土液化。此外，在地震环境中，桥梁的连接方法与结构形式，也会对地震灾害带来一定影响。即连接方法与结构形式的不合理，很有可能导致支撑点激励不一致，进而导致震害出现。这些均会导致桥梁结构发生破坏，进而发生倒塌事故。在以往，市政桥梁设计中抗震设计大多采用提升自身结构强度与变形能力的措施方法，来提高对地震力的抵抗效果，进而使工程项目的建设使用达到增加吸收地震能量的作用目的。
对采用该种抗震设计技术的工程项目进行分析发现，虽然，在成功阻碍了市政桥梁各部分工程结构发生倒塌，但地质灾害所带来的结构振动以及损伤，仍然影响着结构作用的稳定性。而且，结构强度与变形能力的提升设计，不仅会增加工程建设的造价成本，还会对结构作用于实践的美观效果造成影响。
为此，相关建设人员应着手进行隔震设计技术的研究，即通过提升相关构件的弹塑性，来缓解地面对桥梁的支反力影响，继而将地震灾害对桥梁主体结构带来的影响控制到最低。于此，隔震设计在市政桥梁工程中的应用，不仅能够降低各部分结构的建设成本，还能不会对主体结构与桥梁美观带来影响。因此，工程建设人员应在明确当前阶段，市政桥梁设计中隔震设计应用局限的情况下，找出具体问题的优化控制措施，以提高设计技术作用于实践的效果价值。
2 市政桥梁设计中隔震设计应用局限
就目前来说，市政桥梁设计中隔震设计技术的应用，需在正确分析桥梁系统抗震传力路径的基础上发挥作用。具体来说，为保证桥梁各部分结构的隔震装置，能够在地震灾害来临的情况下成功起到缓冲耗能作用，应基于传力路径采用有效的技术装置与措施控制，以实现设计应用目标达成。
然而，现阶段，我国市政桥梁工程的隔震设计并没有一个完善的规范系统，而且，在设计与施工实践经验方面，均存在严重不足问题。这种情况，就容易在桥梁构造细节与施工措施上，出现诸多不合理问题，进而严重影响减震隔震装置的作用效果。例如，在隔震设计中应用的粘滞阻尼器装置，其投入使用后，漏油事故频发。再加上，市政桥梁设计中，隔震设计技术应用规范标准环境十分恶劣，即装备产品标准与技术应用规范缺乏应有要求。此环境下，市场环境中隔震装置的应用就缺乏一定的安全保障，进而引发倒塌事故的出现。
此外，在隔震设计技术应用产品的疲劳性与耐久性能检测方面，相关管理部门并未制定相应的机制与规范标准，这就无法使隔震设计发挥出应有的作用效果。研究人员应从实践角度出发，即在明确隔震设计应用条件与工程建设实际情况的基础上，找出最具效用的设计控制策略。市政桥梁工程建设人员就能在隔震设计技术应用效果目标实现的基础上，使工程建设使用过程不受地震灾害的影响，进而最大限度的为人民群众创造更为安全可靠的生产生活环境。
3 隔震设计在市政桥梁设计中的应用
以某市政桥梁工程采用的隔震设计过程为例，设计技术人员共采用了抗震滑动摩擦支座设计、粘滞阻尼器设计、铅芯橡胶支座设计以及lock-up 装置设计，来提高工程项目各部分结构的作用稳定性。
3.1 减震滑动摩擦支座设计
该设计技术的应用，就是根据工程建设所处的施工建设环境，来采用不同的支撑结构。如正常环境下，需采用普通固定钢支设计；地震环境下，则要将支座的剪力控制水平设计承载力以上，并通过限制载荷的剪力销，即剪断，来将支座转变为滑动支座，以提升其作用于工程结构的隔震效果。具体应用过程中，滑动过程中，支座内部作用的摩擦力，起到的是耗能效果。值得注意的是，设计技术人员，要将支座前后滑动的路径与双线性复力模型保持一致，如图1所示。
图1 双线性恢复力模型
图中所示的K与Kp表示为：支座滑动前后的刚度。其中Kp值的确定，要根据该市政桥梁上部结构的控制位移来进行。Qy表示为：支座限位力。值得注意的是，抗震滑动摩擦支座的设计应用，仅适用于桥梁工程横向减隔震的设计。
3.2 粘滞阻尼器设计
该装置是由三部分组成，即活塞、缸体以及流体。其中活塞设置有阻尼孔，以实现在缸体内部的往复运动，进而使流体灌满整个缸体。这里的流体实质是硅油或是其他具有黏性特点的流体。此外，在设计粘滞阻尼器时，要对阻尼力进行控制，即根据其为速度相关幂函数。因此，当装置内部活塞的振动频率小于4Hz时，可将刚度看作0，阻尼力则可按照如下公式进行计算：
F=Cvα
公式中，F为阻尼力；C为阻尼系数；v为速度；而α则为速度指数。
当桥梁隔震设计人员将其作用于实践，还要根据桥梁结构自身的动力特性，来提高阻尼器作用的适用性，进而隔震效果达到预期目标。
3.3 铅芯橡胶支座设计
该装置的设计应用，就是在普通橡胶支座的基础上，架设圆柱形铅芯，进行桥梁结构隔震作用控制。如图2所示，为铅芯橡胶支座结构示意图。
图2 铅芯橡胶支座结构示意图
该类型支座设计应用的作用原理为：在地震灾害的作用下，铅材料易发生屈服，进而将固支转变为滑动支座。此情况下，市政桥梁结构的自振周期就会延长，然后，再将其输入到上部结构，其地震能量就能大幅度减少。对于铅锌橡胶支座的参数设计，由于屈服刚度与去福利，均会对结构振动的响应造成很大影响。因此，隔震设计人员应通过调整其参数值大小，进而使结构达到满意的减震效果。具体的关系式为：
公式中，W为支座的垂向设计承载力；Qd/W 屈服比，进而反映橡胶量与铅锌含量比例。值得注意的是，铅锌橡胶支座的使用条件，应优先选择防震烈度大于Ⅵ的，以缩短市政桥梁整体的自振周期，进而起到良好的隔震效果。
3.4 lock-up装置设计
作为一种速度开关，lock-up装置即使是在墩与梁速度差未达到启动速度的环境下，也不会对桥梁结构设计效果造成任何影响。具体作用原理为，在地震灾害的影响下，墩与梁间的速度差达到了lock-up装置的启动速度，装置立即就会转换成启动或是锁住状态。此时，装置的作用效果，与大刚度连杆一致，能够将自由墩转换为固定墩，以分担桥梁结构的地震能量。本工程项目，还针对lock-up装置的三个主要参数进行设置，即最大冲程、启动速度以及承载力。即将装置看作一个刚性连杆，并对其处在荷载作用下的内力变化进行分析，即确定最大内力作用下的承载力极限值，市政桥梁设计中的隔震设计就能够达到目标要求。
4 结束语
综上所述，市政桥梁设计人员应将现有的科学技术成果充分利用起来，即利用抗震滑动摩擦支座、粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座以及lock-up装置，来进行隔震设计，以避免桥梁各部分结构因地震能量的影响，而受到损坏。这样才能将地震灾害给桥梁工程项目带来的影响降到最低，进而服务于现代化经济建设的全面发展进程。
参考文献
[1]王翰哲.桥梁设计中隔震设计的重要性分析[J].交通世界，2017（11）：88~89.
[2]曾庆霞.刍议市政桥梁设计中的隔震设计[J].科技创新与应用，2016（27）：255.
[3]徐田原.隔震设计在市政桥梁工程中的作用与方法[J].江西建材，2016（17）：186.
论文作者:杨磊,徐平原
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/23
标签：支座论文; 桥梁论文; 结构论文; 市政论文; 装置论文; 作用论文; 效果论文; 《防护工程》2017年第33期论文;