2.上海海洋工程和船厂水工特种工程技术研究中心 上海 200063
摘要：抗震技术作为桥梁结构设计中的核心因素，在对桥梁结构进行减隔震技术的应用，可以有效避免桥梁结构在地震中受到损坏，总之，不同地段应按照相关的气候条件、车辆的通过情况等相关因素对减隔震装置的选择进行评估，并对路桥结构的内力分布和大小的目标进行有效的控制。
关键词：桥梁结构设计；减隔震；技术应用
引言
随着我国社会经济的不断发展，交通运输业也随之逐渐发展进步，对于公路桥梁的结构设计越来越受到大家的重视，再加上我国地震频发，从而造成较大的经济损失，这也引起了桥梁结构设计人员的重视。
一、桥梁减隔震设计原理
桥梁减隔震技术是一种工程抗震手段，其特点是先进、经济和简便。减震是利用特制减震构件或者装置，让其在出现强震的情况下提前进入塑形，产生大阻尼，从而将进入结构体系的能量消耗掉；隔震的原理是通过隔震体系，尽量让主体结构中进入更好的地震能量，最大限度的降低结构的地震反应。
一般情况下，减、隔震设计的情况包括如下几种：
第一，桥梁整体的基本周期较短，桥梁下部结构刚度较大，上部结构为连续形式。
第二，由于桥梁下部结构刚度不一致，为便于调节各桥墩刚度，引入减隔震装置，如此可避免刚度较大桥墩承担很大惯性力的情况。
第三，场地条件较好，长周期范围所含能量较少，预期地面运动具有较高的卓越频率等情况。
二、减隔震技术的适用条件
减隔震技术适用条件：
（1）地震的波频，具有高、中、低的区分，如果桥梁结构处于地震发生的高频阶段，同时能力比较集中，就可以对减隔震技术的使用，以及对桥梁的结构进行有效的防范；
（2）对于桥梁结构生命周期比较短，桥梁结构设计比较规范，没有桥梁墩太高太低的情况出现，就可以对减隔震技术进行应用；
（3）对于提前计划好的施工地点，需要对地面板块的运动特点进行观察，对于损害因素，确保将其降到最低，从而实施对减隔震技术的应用。
减隔震技术不适用条件：
（1）桥梁结构的周围的土壤，具有较高的含水量，比较容易发生湿陷的状况，此时地震产生的高能晕就容易受到不同程度的损坏；
（2）桥梁结构的路基下部具有较大的柔性，同时，桥梁结构自身所具有的周期长，可以使路基与桥梁产生共振；
（3）在桥梁的支座中，受力度分布不均匀的情况，出现负反力，以及桥梁结构位移情况较为严重等，都不适合减隔震技术的应用。
三、桥梁结构设计中减隔震技术的应用
1、双曲面球型减隔震支座
双曲面球型减隔震支座是在成熟的球型支座基础上，借鉴了摩擦摆支座的工作原理而开发的一种新型减隔震支座。其主要技术特点是它采用了大半径的球面摩擦副，并设置抗剪装置，双球面的球体设计使其在竖向荷载作用下曲面压应力均匀，在地震不发生的情况下，其功能与普通球型支座一致，可满足桥梁的正常运行。但当地震发生后，其抗剪装置被剪断，支座可以在任何方向滑动，梁体沿球面升高后通过梁体自重实现自复位，利用钟摆机理延长了桥梁的自振周期，从而降低加速度反应，起到减隔震作用。相比摩擦摆支座，双曲面球型减隔震支座具有更加完备的减震功能、优异的抗震性能、良好的耐久性能以及较长的使用寿命，适合在震区桥梁上大面积推广使用。
2、粘滞阻尼器的应用
在桥梁减隔震设计中，粘滞阻尼力器占据一定的优势。第一，相比于弹性和摩擦阻尼装置，粘滞阻尼器优势大，若在阻尼器参数为零的情况下，粘滞阻尼器的阻尼值就会出现最大值，桥梁结构变形会处于最小状态，而对于弹性和摩擦阻尼器来说，它们的阻尼值就会出现最小值，桥梁结构变形程度会最大。第二，在温度出现变化的时候，弹性和摩擦阻尼装置想要自由变形，就要克服相应的力，在此期间，会对桥梁结构出现应力，使桥梁结构的稳定性受到损坏。但是使用粘滞装置，在其自由变化的过程中，所出现的抗震力几乎为零，不会破坏桥梁结构的稳定性。通常粘滞阻尼器会被设置在桥梁的塔梁中间，也可以是在加劲梁与桥边墩的中间位置，或者是加劲梁与辅助墩的中间位置。
1.下座板；2.中座板；3.双球面聚乙烯滑板；4.双球面不锈钢滑板；5.限位板；6.上座板；7.平面不锈钢滑板；8.平面聚乙烯滑板；9.顶座板
图1 纵向活动双曲面球型减隔震支座结构图
3、铅芯橡胶支座的应用
对桥梁结构进行设计人员来说，其在桥梁结构进行抗震设计的时候，需要对铅芯橡胶支座的有效应用进行充分的考虑，以此对桥梁结构的安全抗震性能进行有效的提高。铅芯橡胶隔震支座主要的构成是，在分层橡胶支座中加人铅芯，从而形成一种减隔震装置。对于铅芯来说，其具有较好的力学性能，其可以和分层橡胶支座进行有机的结合，因此，铅芯是一种较好的减隔震材料。另外，铅芯橡胶支座的屈服剪应力比较低，在对其刚度进行剪切的时候，具有较强的弹塑能力，同时，塑性循环的耐疲劳性能也比较强。总而台之，铅芯橡胶支座在国内外桥梁结构的隔震设计的时候，是比较广泛的隔震装置，对于桥梁结构的抗震安全性能具有重要的影响。在对需要进行抗震设计的桥梁，应根据桥梁所在区域的地震烈度、地震动峰值加速度和桥梁的结构形式等合理选择相应的减隔震设备。
4、摆式滑动摩擦支座应用
对桥梁进行设计的人员，在对桥梁结构进行设计的时候，需要对摆式滑动摩擦支座的有效应用进行充分的考虑，从而使桥梁的抗震安全性能得到有效的提高。摆式滑动摩擦支座主要是将滑动摩擦支座与钟摆的概念进行有机的结合，从而使减隔震装置更为有效。同时，摆式滑动摩擦支座在进行滑动时，滑动面是一个曲面，通过曲面滑动摩擦，可以使地震能晕得到最大化的消耗，从而使钟摆机理对桥梁结构的振动周期得以有效的延长。
5、设置耗能横系梁（连接件）
高墩大跨刚构桥中，为了稳定性的需要，往往在双肢墩之间设置横系梁，按照“强柱弱梁”设计思想，可通过截面及配筋设计将横系梁设置为薄弱耗能构件，地震侵袭时，横系梁两端率先屈服，消耗地震能量并保护桥墩主体。另外，也可直接在双肢墩之间设置弹塑性金属剪力连接件。
结语
总之，要将减隔震技术合理地运用到桥梁结构设计中，就需要做到桥梁结构和抗震设施的完美结合，这样才可以将抗震的作用充分发挥出来。并且，还需要对地震发生的等级与预期有一个全面了解。这样对减隔震技术工作人员提出了更高的要求，需要设计者在桥梁实际运营过程中不断完善与积累经验。
参考文献：
[1]陈蛟.浅谈桥梁抗震设计方法与减隔震技术[J].低碳世界，2016（12）：206-207.
[2]《中国公路学报》编辑部.中国桥梁工程学术研究综述•2014[J].中国公路学报，2014（5）：1-96.
[3]李红卫，蒋信萍，石岩，刘锡媛，王东升.山区连续梁桥隔震设计研究中的隔震度因素探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2014（06）.
论文作者:周勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：桥梁论文; 支座论文; 结构论文; 摩擦论文; 技术论文; 装置论文; 阻尼论文; 《基层建设》2018年第27期论文;