刘玉柱
潍坊市市政工程设计研究院有限公司 山东潍坊 261061
摘要：桥梁不仅关系到城市建设和交通建设，一旦发生意外或者事故，还会牵连到国家利益、社会利益以及人民群众的利益，这都是由其所具备的公共属性所决定的。桥梁的隔震设计无疑是桥梁工程的重中之重，因为它不仅关系到桥梁的寿命和使用性，还关系到公共安全和利益。本文在此对相关方面进行研究，以期为现实中的桥梁工程建设提供具有现实性意义的借鉴。
关键词：市政桥梁；桥梁设计；隔震设计
桥梁抗震设计已经成为新时期桥梁设计工作重点，因为在地质地震灾害频发的现代社会，人们越来越关注交通运输安全问题，桥梁的抗震能力、结构牢固度等都将影响着其运输支撑作用的发挥，必须加大对桥梁抗震设计的研究力度，近年来，隔震设计技术作为一种全新的抗震技术在桥梁工程设计与施工中发挥了关键而重要的作用，同传统的抗震设计相比，隔震设计具有多方面的优势和优点，值得深入推广与研究。
1、桥梁隔震设计的理论
1.1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，隔震技术是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地基中的基础顶面分开，从而限制地震动向结构物的传递，不至造成结构和设施的破坏，并能保证结构物上的重要设备和仪表正常运行。在通常的桥梁设计和施工中，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。与之相对比，桥梁的隔震设计主要特点在于引入了柔性装置的设计，这样做就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，另外，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。
1.2隔震技术的特点
隔震技术在桥梁抗震设计中的应用，主要目的就是为了利用这些隔震装置达到延长结构周期、消耗地震能量、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采用，可以减少工程造价、提高工程效能，它往往比常规抗震设计的抗震性能高，可以有效地保护桥梁墩柱，达到降低桥梁墩柱延性需求的目的。另外，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映和现象，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。
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1.3桥梁隔震设计的基本原则
为提高桥梁结构的自身抗震性能，需要做好相关的隔震设计工作，并在设计中遵循以下原则。
1）在隔震设计之初，需要根据实地地质情况，进行夯实地基以备隔震技术的完全应用。
2）在桥梁的防震设计中，一定要考虑到桥梁的疲劳损伤，根据桥梁的疲劳损伤进行防震设计，必须要做到二者的适应。桥梁在使用期间会产生很多荷载，这此荷载会对桥梁结构产生损伤，而且这种损伤是长时间的、持续的，在桥梁使用过程中会一直存在。在桥梁使用早期，如果对损伤不加以控制，就会带来严重的后果，因此，桥梁设计的工作人员要提高对桥梁旱期疲劳损伤的研究，尽量将更严重的损失扼杀在摇篮里。
3）对于桥址区，要进行实地考察，确保桥梁使用时间的增加不会对于隔震能力造成影响，根据实地考察得出是否适宜使用隔震技术，盲目施工会造成整个桥梁自身的防御性不强，影响抗震技术的投资。
4）虽然采取隔震措施，但不意味着此技术能完全抵抗地震，同时需要其他辅助条件。隔震装置的选择上，要遵循力学性能原理，使其具备较为简单的结构。地震来临时，桥梁中所安置的上部结构会产生一定的位移，因此在地震结束后，需要进行相关的修复工作。
2、桥梁的隔震设计
2.1隔震装置的设计
隔震装置的设计是隔震设计的中心。当前，在桥梁的隔震设计中较为普遍采用的方法是弹性反应谱法，这种方法被大部分国家采用，但有不同的规范，主要有美国的、日本的和欧洲的规范，它们之间区别不大，主要在于计算公式的不同，这些计算公式是指隔震装置等效刚度的计算和等效阻尼的计算。与之相对比，那些复杂性强或较为不规则的桥梁，较为常用的方法是时程方法。弹性反应谱方法之所以得到普遍采用，一方面是因为施工时计算的相对简单，另一方面是因为它和现有的规范计算方法很接近，这样便易于接受，最后应当引起注意的是隔震装置的等效刚度和等效阻尼的计算，这与隔震装置在地震中的最大变形程度有关的，继而隔震装置的变形又与整个桥梁的地震响应程度有关系，所以客观上要求我们对于采用弹性反应谱方法进行的隔震设计应当是一个不断完善和变化的过程。由于在具体的计算中没有直接的公式可采用，因此这就要求设计人员对桥梁结构地震响应的程度有较好的掌握和预估，地震发生后，较为熟练的工程师可以依据其长期工作的经验初步地制定设计方案，方案完成后，再用一系列的时程来分析和验证其设计是否合理。
2.2细部构造的设计
桥梁的附属结构在桥梁的隔震设计中同样发挥着巨大的作用，这些附属结构和构件主要包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等，通过对诸多震害调查的分析和动力时程分析，我们发现这些细部构造是影响桥梁结构动力响应和隔震效果的重要方面。由于在地震响应的计算时附属结构的计算方法较为复杂造成的。在细部构件的设计时应当具有良好的连续性。
3、桥梁隔震设计的重要性
所谓隔震设计的安装，就是指在桥梁建造的过程中安装隔震器，它可以使得桥梁获得水平方向上的支撑，从而使水平方向的周期也得到有效的延长。此外，还应当定期地安装阻尼器，这主要是为了使桥梁的阻尼效应得到有效提升。这样一来，当发生地震时，地震影响对建筑的程度可以被降低。由于隔震设计通常在建筑结构的首层以下开展，所以隔震设计的验证通常应当由科学实验来进行，并得出规范的、具有说服力的数据。最近几年来，国外关于桥梁隔震设计的技术已经越来越发达和成熟，但是国内关于该方面的研究依旧处于较低水平，还需要不断发展和完善，不断改进和探索。尤其当前还属于初级发展阶段，许多方面还需要向国外进行借鉴和学习。
4、结束语
市政桥梁隔震设计是一项意义非凡的工作，必须意识到桥梁隔震设计的意义和重要性，明确隔震设计的原理，掌握隔震设计的技术方法，加大对这一设计的研究力度，从而提高桥梁设计质量和水平，打造出优质的桥梁工程，发挥良好的交通运输作用。
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论文作者:刘玉柱
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第1期
论文发表时间:2019/9/2
标签：桥梁论文; 结构论文; 装置论文; 技术论文; 损伤论文; 方法论文; 阻尼论文; 《建筑细部》2019年第1期论文;