中交第一公路勘察设计研究院有限公司 陕西省西安市 710000
摘要：近年来，各种风格迥异和造型独特的桥梁映入人们的眼帘，塑造了一道道亮丽的风景线，也极大的便捷了人们的日常出行。对于桥梁工程而言，抗震性能十分关键，合理运用减隔震技术能够显著提升桥梁工程的抗震性能。因此文章的主旨在于探讨减隔震技术在桥梁结构设计中的应用。
关键词：桥梁结构；减隔震技术；应用
地震的危害是不可估量的，其所带来的损害是深远的。地震灾害发生时，若路桥工程若抗震性能不佳，在地震灾害中出现坍塌现象，必然会延误救援时间，使得地震带来的损害进一步扩大。如果能够对路桥工程结构采取适宜的减隔震措施，势必提升路桥结构的抗震性能，也为灾区争取了多一分的救援机会。因此不断优化桥梁结构减隔震设计，提升桥梁结构抗震水平成为了相关工作人员的重要职责。
一、减隔震基本原理
隔震顾名思义就是破坏掉桥梁结构自身和诱使桥梁结构发生破坏的地面运动之间的接触关系，换言之，也就是有效将二者进行一定的隔离。当延长桥梁结构的周期能够在一定程度上满足该目标，将地震作用周期做最有利的回避，并直接降低传至桥梁结构中的地震能量。然而这措施也存在一定的局限性，若增加了桥梁的结构周期，势必会增加桥梁结构的位移反应，还会增加桥梁结构的设计难度。此外，若设置过于柔软的桥梁结构，就算是受到外界正常的自然荷载力，有害振动现象依然会在桥梁结构中出现。针对该问题，将桥梁结构的阻尼进行适当的添加当属最佳之策。减隔震的原理则是于桥梁结构之中安置适宜的减隔震设备，一旦发生地震灾害，这些减隔震设备能够优先进入到塑性变形状态中，以此来将地震产生的能量进行最大程度的消耗，并由此降低地震能量对桥梁结构的损坏。
二、减隔震设备的主要类型
减隔震设备目前已经广泛应用到桥梁结构中，在实践中，其类型无外乎两种：第一种，粘滞阻尼器。其不仅可以将地震的大部分能量进行消耗，还可以将桥梁结构局部关键位置的抗震性能进行大幅度提升；第二种，摆式滑动摩擦支座和铅芯橡胶隔震支座。这两种支座多作用于桥梁结构周期延长时，同样对地震能量进行消耗，以此提升抗震性能。
三、桥梁结构设计中减隔震技术的具体应用
地震频发使得桥梁结构设计中的抗震设计理念不断提升，在桥梁结构中选用适宜的减隔震设备，做好桥梁结构的抗震设计尤为关键。具体应用要点如下：
（一）合理的应用粘滞阻尼器
粘滞阻尼器可以细分为弹塑性的阻尼装置和摩擦性的阻尼装置两种类型。弹塑性的阻尼装置的屈服力为常值，摩擦阻尼装置的摩擦力也是常值。若桥梁结构中的桥墩位置出现了较大的变形现象，上述装置的作用力均能同时达到常值。不过，阻尼力和桥墩变形之间的呈现的是一种反比的关系，也就是说，当阻尼器参数保持在1的时候，桥墩形变最大化阻尼力却呈现最小值。当阻尼参数保持在0的时候，阻尼力呈现出最大值然桥墩变形状态却是最小的。与此同时，温度的变化也会使得上述装置不断克服屈服力和摩擦力等作用力，此时方能应对自由变形状况。如果粘滞阻尼器发生了蠕变，其抗震力仅为0。由此可见，粘滞阻尼器既能提升桥梁结构的抗震水平，还不会威胁到桥梁结构自身的使功能。具体到应用中，通常在桥梁塔梁的中间位置设置粘滞阻尼器，亦可设置在加筋梁和桥边墩中间或者加筋梁和辅助墩的中间位置。例如，我国的重庆的峨公岩大桥在粘滞阻尼器的应用方面取得了极好的实践效果。在该桥梁工程中，于纵向加筋梁和桥台间的伸缩缝中合理的设置了粘滞阻尼器，起到了极佳的抗震效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）摆式滑动摩擦支座的合理应用
滑动摩擦支座辅以钟摆理念即构成了摆式滑动摩擦支座，也是一种十分有效的减隔震设备。该装置有一个曲面形式的滑动面，正是其不断的进行滑动摩擦，才能够将地震产生的能量进行大量的削减，并提供给桥梁结构自身一定的自复位能量。与此同时，钟摆特有的摆动原理则能够在一定程度上延长桥梁结构的振动周期。不过需要注意的是，该支座在运用时，其平面尺寸取决于地质位移大小和球面曲率半径，通常都具备较大的平面尺寸。目前该装置在我国桥梁结构中的应用当属苏通大桥引桥和上海长江大桥引桥，实践效果良好。
（三）铅芯橡胶支座的合理应用
力学性能优良是铅芯一贯的传统，在分层橡胶支座中融入铅芯材料，无疑是一种极佳的减隔震设备。该种减隔震设备的屈服强度极佳，刚度较强，抗震效果显著，在业内备受好评，并得到大量的应用。无论是国内还是国外均可以看见铅芯橡胶支座的合理运用，就国内而言，南疆线上的铁路桥就进行了很好的示范，其抗震效果经实践证明是极佳的。
四、桥梁结构设计中减隔震技术应用时需要注意的相关问题
并非所有的桥梁结构均应添加减隔震设备，只是通过计算桥梁结构需要应对地震作用力的情况下才需考虑。这种类型的桥梁结构类似于普通桥梁结构，桥梁下部结构和地基贴合严密是共同的要求。唯一不同在于添加减隔震设备的桥梁应再增加一层隔震层于桥梁下部。其注意事项如下：第一，隔震层既要发挥优良的抗震性能，还不能对桥梁结构的外在美观性产生影响，就要求隔震层密切贴合地基，且和桥梁结构保持一定的平衡，方能最大限度的确保桥梁工程的稳定性和安全性；第二，开展桥梁结构设计时，其水平刚度的中心位置不能偏离了隔震层上部结构的重心，保持二者的一致是添加隔震设备的桥梁结构的关键要点之一。一旦二者出现严重偏差，不仅不利于桥梁结构自身抗震水平的提升，还可能危及到桥梁结构自身的安全稳定性；同时对其竖向负载能力进行科学计算，计算时可以依据隔震装置的竖向刚度来作为依据，确保桥梁隔震装置水平移动的时候，其负载能力能够趋于一定的数值范围内，以此来有效对抗地震作用力；第三，隔震水平刚度的提升需要同时将其竖向负载能力进行提升，避免桥梁因受到水平面的压力而出现严重的结构损坏和竖向力引发的结构强度急速下降。同时这也是预防桥梁大范围坍塌的重要举措。与此同时，桥梁结构中的隔震层还应该具备较好的自我复位能力。具体来说，地震无情的侵蚀着桥梁后，桥梁结构不仅要有力应对这种大能量的破坏作用力，还能够在地震结束后逐渐恢复到初始状态之中，降低地震带来的损害，防止余震的二次侵袭。当然桥梁结构的自复位功能是远远不够的，还需要辅以技术人员的相应修补措施。
总之，减隔震技术在桥梁结构设计中的应用能够显著提升桥梁结构的抗震性能，确保桥梁结构的安全性和稳定性。在地震发生时，还能够第一时间便捷救援队伍进入地震现场。当然了，对于桥梁结构减隔震设计来说，我们还有很长的路要走，还需不断完善技术，优化设计，从而创造出更多的桥梁工程减隔震佳话。
参考文献
[1]张炯.桥梁结构设计中的减隔震技术的应用分析[J].绿色环保建材，2018（04）：127
[2]陈翔.浅析减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用[J].科技创新与应用，2017（05）：224
[3]曹俊昌，吴健.减隔震技术在桥梁结构设计中的应用研究[J].工程建设与设计，2016（15）：85-87
[4]仇晓霖.浅论桥梁抗震设计[A].《建筑科技与管理》组委会.2016年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会：，2016：3.
[5]焦驰宇.液体粘滞阻尼器在市政桥梁抗震加固中的应用[A].中国力学学会结构工程专业委员会、中国力学学会《工程力学》编委会、新疆大学.第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C].中国力学学会结构工程专业委员会、中国力学学会《工程力学》编委会、新疆大学：，2013：6.
论文作者:高斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/27
标签：桥梁论文; 结构论文; 支座论文; 阻尼论文; 结构设计论文; 装置论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;