市政桥梁项目减隔震设计要点

市政桥梁项目减隔震设计要点

付泓森

四川省建筑设计研究院有限公司 四川 610000

[摘要]：在桥梁结构设计环节应用减隔震技术，主要是通过科学操作方式获得减震或者隔震的效果，保证桥梁结构在地震持续影响下不会出现严重损坏情况。为了最大限度地发挥减隔震技术在桥梁结构中的作用和价值，文章分析了减隔震技术的原理，并探究桥梁结构设计中减隔震技术的应用要点，促使相关设计人员在结构设计环节可以充分掌握减隔震技术应用原则，做好实地考察工作，合理选择减隔震设备，关注细节设计，最大限度地提升桥梁建筑的可靠性与安全性。

[关键词]：桥梁结构；设计；减隔震技术

引言

为了满足城市现代化建设的需要，市政桥梁建设不断增加，用于缓解城市交通压力，完善城市交通网络。但是大型的市政桥梁项目由于结构较为复杂，且工程规模较大，因此保证结构的稳固性具有一定的难度。文章主要分析了市政桥梁项目中减隔震设计的要点，希望能优化减隔震设计，延长桥梁寿命，提高桥梁安全性。

1减隔震技术对于桥梁建设的影响

随着我国经济与社会的全面发展，交通基础设施大量的建设和应用，使得人们出行更加的便利，而桥梁建设规模增大、数量增多，人们也更加重视桥梁运行的安全性，所以减隔震技术是极为重要的。减隔震技术的应用可以有效的预防地震造成重大的伤害，还能够保障人们的生命财产安全，所以在桥梁规划设计阶段，通过减隔震技术有效的促进交通运行安全性的提升，达到桥梁运行可靠性与稳定性的标准。

2减隔震技术的原理

所谓减隔震技术，主要是对减震、隔震实现综合利用的一种抗震设计方法，也就是通过合理安排结构基础位置，以对地震波的传播进行阻断，对地震能量进行隔离。在实际减隔震设计环节，提倡以附加阻尼形式减少结构受到的地震响应。其中减震技术是以人为形式在桥梁结构合理部位设置耗能、阻尼构件，并在相关构件作用发挥的基础上，有效吸收地震波能量；隔震技术所涉及的结构类型具有一定特殊性，因为它涉及振动周期。在出现地震的时候，桥梁会出现多种破坏形式，导致交通中断，而应用减隔震技术，有助于桥梁结构输出地震能量，促使桥梁结构对地震能量有一个缓冲，进而保证桥梁结构的安全与稳定。减震和隔震相得益彰，各自发挥作用共同抵抗地震波，对桥梁起到保护作用，使其免受破坏。因为隔震其本质主要是把可造成结构破坏的相应地面运动和结构保持分离状态，所以立足能量守恒角度对任意时刻下减隔震结构涉及的能量变化进行分析，其能量方程为：Ｅ_ｉｎ＝Ｅ_ｖｅ＋Ｅ_ｃ＋Ｅ_ｐ＋Ｅ_ｉ

式中：Ｅ_ｉｎ—地震中桥梁结构接受的所有能量；

Ｅ_ｖｅ—桥梁结构所承受的弹性势能及动能总和；

Ｅ_ｃ—桥梁结构中心需耗费能量；

Ｅ_ｐ—桥梁结构实现弹性变形需耗费能量；

Ｅｉ—减隔震装置需耗能量。

3桥梁减隔震技术探索

3.1墩台结构的抗震加固措施

通常情况下，桥梁桥墩的设置都比较高，因而面临很大的危险性。提高结构延性在桥墩抗震设计中是一种比较常见的加固措施，在山区开展高桥墩设计工作时需要充分借助钢混结构并采用空心截面，或者将系梁设置在横向墩柱之间，如此一来能够促进结构之间连接性的不断增加，又或者可以结合受力情况适当地增大柱的直径。另外，为促进结构延性、抗剪性能的进一步提高，可以将加密箍筋增设到桩柱的连接位置和墩柱的端部位置，这对于其抗震能力的提高至关重要。而桥台不仅可以采用与桥墩相同的措施，而且为了缓冲地震作用下所造成的结构变形，还可以将弹性垫块增设到梁与挡块连接处及梁与桥台连接处，为提高其抗剪能力，可以通过增设桩柱的方式，这对于有效规避抗震所造成的风险和促进结构安全性能的提高至关重要。

3.2合理选择减隔震装置

减隔震装置的选择对桥梁减隔震效果影响显著，优选减隔震装置是提高桥梁项目整体结构减隔震性能的有效途径。对减隔震装置的选择，需要依据市政桥梁项目设计的实际情况以及遵循相关要求规范，合理选择层橡胶支座、互动摩擦式支座、铅芯橡胶支座、摩擦摆减隔震支座、双曲面球星减隔震支座。不同类型的减隔震装置的运行原理和使用功能并不相同。常见的减隔震装置有如下几种。(1)黏滞阻尼器。黏滞阻尼器原理上是一种耗能型设备。黏滞阻尼器内活塞前后运动会产生一定的压力差，黏滞流体在压力差作用下流入节流孔内，这个过程装置内就会产生耗能和阻尼力。在地震力的作用下，桥梁结构快速出现位移，黏滞阻尼器相应发生改变，能够有效减轻桥梁结构的变形。黏滞阻尼器应布置在桥边墩中间位置、桥梁中间位置、桥梁辅助墩加劲梁的中间位置。为充分发挥黏滞阻尼器效果，可通过分析和试算，对桥梁整体抗震性能进行验算。(2)摆式滑动摩擦支座。在该设备应用中，为了保证桥梁结构具有突出的抗震性能，需要设计人员基于工程实际情况，优选摆式滑动摩擦支座结构。在具体应用中，滑动支座和钟摆保持紧密结合，组合构建出的隔震装置具有非常突出的抗震效果。此减隔震设备主要涵盖有两个曲面结构，桥梁结构受到地震作用之后，可基于该结构的产生的摩擦作用来对地震所造成的一系列不利影响加以预防，减少桥梁结构受到的地震破坏力。(3)铅芯橡胶支座。此类减隔震装置由普通叠层橡胶支座和高纯度铅芯组合而成，竖向承载力和水平柔性恢复力主要由普通叠层橡胶提供，利用高纯度铅芯塑性性能吸收并耗散地震能量。高纯度铅芯初始剪切模量较高且弹塑性能较为理想，所以，铅芯橡胶支座减隔震装置能在强震条件下满足能耗要求，并提供正常的刚度要求，具备减震和隔震双重功能。

3.3桥梁结构设计中减隔震技术应用的注意事项

当前我国的桥梁在进行减隔震的设计中，标准和规范并不能达到统一性的要求，还需要总结实际经验，特别是桥梁结构的细节设计，很多情况下都缺乏科学性，导致减隔震的效果难以发挥出来。对于大跨度的桥梁来说，在结构设计应该满足可持续发展的要求。但是粘滞阻尼器被广泛的使用到世界上很多桥梁工程中，其投入时间相对较短，且目前很多企业生产的粘滞阻尼器还存在漏油的问题。而我国并未发布相关的国家标准、行业规范等，导致该结构部件问题更加的严重，所以我国减隔震设计并未全面的应用到桥梁工程中。此外，有些不合理产品进入到桥梁领域内，产生极为严重的后果，给桥梁性造成巨大的影响。因此，阻尼器的选择过程中，做好质量检查管理是非常重要的工作，尤其是耐久性、抗疲劳性方面。在阻尼器的运行阶段，应该定期检查，一旦有任何问题，应该及时更换。因此，桥梁设计应该明确统一的标准。除此之外，还需要保证桥梁减隔震制作达到性能最大化的要求，抗变形效果比较好，达到科学性与合理性的要求。总之，桥梁减隔震结构设计要遵循实际情况需要，不能盲目选择和设计。

结语

在桥梁结构设计环节合理应用减隔震技术，可以显著提高桥梁抗震性能，即便有地震灾害发生，桥梁结构也不会受到过度损害。为了确保桥梁结构具有突出的安全性和稳定性，在桥梁结构设计环节，相关设计人员需要对桥梁工程现场进行全面勘察和科学分析，若工程符合减隔震技术应用要求，就要结合工程实际情况优化选择减隔震设备，并在设备应用及实践期间做好细节设计，全面发挥减隔震技术的优势，提升桥梁结构的综合性能。

参考文献

［1］颜长青，简佳峰．关于桥梁抗震设计与加固技术的探讨［J］．工程建设与设计，2019，(12)．95－96．

［2］习强．桥梁抗震设计及减隔震技术应用［J］．交通世界(下旬刊)，2018，(4)．108－109，117．

［3］洪宜锋，敖迎阳．桥梁结构设计中减隔震技术的应用［J］．交通世界(下旬刊)，2017，(10)．78－79．