王潇军
中交公路规划设计院有限公司 北京 100088
摘要：在桥梁设计中融入隔震设计，可以有效地确保桥梁的质量与抗震性能。但是，目前我国我国的桥梁隔震设计仍处于起步阶段，存在很多不足之处。为此，对其进行深入的探究有着重要的现实意义。本文通过分析桥梁设计中隔震设计的特点、意义与原则，再提出具体的设计要点，以供参考。
关键词：桥梁；隔震；设计
前言
近几年来，地质地震灾害频发，人们越来越重视交通运输安全问题，桥梁的抗震能力与结构牢固度等方面会对运输支撑作用的发挥产生直接影响，因此必须强化桥梁抗震设计的研究力度。隔震设计技术应运而生，并以一种全新的抗震技术在桥梁工程设计中得到了广泛的应用与推广，相比于传统的抗震设计，隔震设计具有多方面的优势，下文对这种设计方法进行简要的探究。
1.桥梁隔震设计概述
1.1桥梁隔震设计基础理论
隔震设计是抗震方式的新的发展形式，进行桥梁的抗震设计时通过在一定程度上减少地震引起的桥梁结构的振动，有效的避免桥梁结构的损伤，增强桥梁的抗震能力。在传统的桥梁的设计以及桥梁的施工过程中，通常情况下会提高桥梁的结构强度以及结构变形能力来增大桥梁的抗震效果。与之对比的是，桥梁的隔震设计的理论基础是在桥梁的设计中加入了柔性的装置进行设计，减少桥梁结构在水平方向运动的关联性，保证桥梁关键的结构件能够减少地震的损伤，降低桥梁结构的响应加速度，并且在进行隔震设计过程中添加阻尼设计，从而实现地震与桥梁结构的隔离，减少地震的传递能量，从而使得桥梁的整体结构的抗震能力大大增强。
1.2 桥梁隔震的设计特点
在对桥梁进行隔震设计时，要对其相关的隔震装置进行科学合理的设计，增强可靠性，从而使其在地震发生时发挥出重要作用。在对桥梁进行研究、建设的过程中，其塑性变形以及耗能大多集中在相关的隔震装置上，在地震发生的时候，允许这些装置在地震能量的作用下产生相对较大的位移以及塑性变形。与传统的钢支座不同，现代桥梁的隔震装置大多是采用高阻尼橡胶以及铅芯橡胶支座，桥梁受弹性条件的约束，这种情况也使桥梁相应的结构振动具有了一定的整体性。在桥梁结构中对隔震装置进行使用，为桥梁带来的有利影响。
其一，在桥梁结构中对隔震系统进行采用之后，在同等造价的桥梁中，其相关抗震性能相对较高，在一定程度上对墩柱进行保护，使其相应的延性需求得到降低。同时，地震发生时，桥梁可以通过隔震系统对得到降低后的地震力进行各个支座之间的分配，从而使桥梁的基础、桥台以及桥墩等得到有效的保护，进而对桥梁的上部结构也有一定的缓冲保护作用。
其二，局部方向，在结构横桥向对隔震系统进行采用，在一定程度上可以对横向刚度进行调节，从而对可改善结构进行扭转平衡，以达到对地震作用全面降低的目的。
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1.3桥梁隔震设计的主要原则
（1）应确定桥梁是不是可以采用隔震设计，判断的依据应是以桥梁周期增长后系统能不能有效的提高地震时能量的吸收，如果某些桥梁地段是不应该采用抗震结构的，那么就不应进行施工。如果桥梁设计中安装了隔震装置，那么当地震发生后，桥梁的上部结构就一定会产生相对位移，所以，在地震后应修补相应的隔震装置；
（2）如果对桥梁运用了隔震设计，那么就应保证桥梁的抗震性能是要高于采用普通抗震设计的桥梁的抗震性能的；
（3）应尽可能的选择符合桥梁结构实际需求的并且结构较为简单的隔震装置，同时应用时应符合其力学性能的范围要求；
（4）应详细的勘察并且研究桥梁的地基条件以及桥梁附近的地质环境，确保隔震桥梁附近的地质条件是足够坚实的。
2.桥梁隔震设计的意义
桥梁隔震设计能够在很大的程度上提高桥梁的阻尼以及抗震性能，能够在地震发生时降低地震带来的危害。进行桥梁隔震设计能够使桥梁在响应地震振动时，有效低对地震的作用进行分解，改变地震力的分布状态，可以很好的实现对于桥梁基础组成部分的保护，同时也能够对于桥梁的上部组成部分实现很好的保护以及支撑。
隔震设计能够有效的起到调节桥梁的横向的刚度以及强度作用，从而能够完善桥梁整体组成结构之间的扭转以及弯曲的平衡问题，可以在很大的程度上降低地震的作用力。在进行桥梁上部组成结构的设计中，进行隔震设计能够有效的减少桥梁结构之间的塑性变形，防止桥梁组成部件出现超出弹性变形后的局部塑性变形问题，提高结构的变形响应程度。此外，隔震系统除了增加桥梁整体的抗震性能外，还能够做到降低工程造价成本，从而大大的提高了桥梁工程的质量水平。与那些未采用隔震设计的桥梁相比较，采用了隔震设计的桥梁可以在经历了较大的地震后，较容易地更换隔震设计和装置，且维修的时间相对较短，维修的费用也相对较低。
3.桥梁隔震设计要点
3.1桥梁隔震装置的设计要点
桥梁隔震设计的主要部分是隔震装置的设计以及隔震结构中其它结构件的设计两个设计方面。其中，最重要的设计是隔震装置的设计，就目前发展情况来看，在进行桥梁隔震设计中经常使用的方法是弹性反应谱法，这种弹性反应谱法有着不同的规范，已经在很多国家和地区应用，例如美国、德国以及日本等都有响应的计算规范，其中不同之处主要是隔震装置性能计算公式不同，在选择隔震装置的刚度、强度以及等效阻尼等计算式选取的参数不同。对于那些形状不规则，受力情况比较复杂的桥梁，通常情况下常用的计算方法为时程法。
因此，在进行隔震装置的设计中，应该做到注重弹性装置的应用规范，进行相应的弹性性能计算，保证采用弹性装置的合理性，除此之外，进行隔震装置的等效阻尼以及等效刚度和强度的计算过程时，必须要考虑地震中隔震装置的最大影响振幅幅值，其振幅幅值由于桥梁整体的地震响应的振幅幅值有着必然的联系，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。在进行具体的隔震装置的性能计算式，由于没有直接的公式能够直接采用，这种情况下就需要相关的设计工作者要做到对于桥梁结构的整体的地震响应做到全面的估算以及掌握，地震发生后，较为熟练的桥梁设计工程师可能够做到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。
3.2隔震装置附属结构的设计要点
桥梁隔震装置的附属结构对于桥梁的整体抗震性能也有着重要的作用，通常情况下，附属结构主要包括防落梁装置、桥梁限位装置以及伸缩缝等，在进行大量的地震危害分析以及桥梁动力学分析之后，会发现这些附属结构对于桥梁整体结构的动力学响应结果以及隔震性能都有至关重要的影响。因此，在进行桥梁隔震设计时应该更加注重这些附属结构的细节性的设计要点，进行关键部位的动力学分析以及静力学分析，深入的进行研究附属结构的动力响应，进行相关方面的计算分析，掌握附属结构设计的原理，做到在设计附属结构时应该足够的重视，确保附属结构满足桥梁整体性能的要求，保证桥梁的质量。
4.总结语
与传统桥梁抗震相比，隔震设计能够使结构的周期有效地延长，进而起到改变结构动力特性、避开地震能量相对集中频段的目的，同时还可以通过耗能装置对结构的位移进行抑制，确保在地震来临时，能够有效地保证桥梁的稳定性。
参考文献：
[1]康东，刘卓君.关于桥梁设计中隔震设计的探讨[J].中国科技投资，2012，33：108.
[2]张雪峰.桥梁设计中隔震设计的探讨[J].黑龙江科技信息，2013，09：291.
论文作者:王潇军
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/29
标签：桥梁论文; 结构论文; 装置论文; 性能论文; 附属论文; 弹性论文; 阻尼论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;