桥梁设计中隔震设计的重要性研究

桥梁设计中隔震设计的重要性研究

刘源  

中铁第一勘察设计院集团有限公司   陕西省西安市  710043

摘要：桥梁工程是我国现代经济社会的重要组成部分，也是完整交通运输体系的关键内容，在发展区域经济和构建良性建设格局等多个方面，都有着重要意义。但同时，桥梁工程也具有很大的复杂性，尤其是桥梁工程中的质量隐患与安全隐患。因此，为保证桥梁工程的安全性和稳定性，还需重点做好桥梁工程的隔震设计，结合工程实际情况，对其中各项影响因素进行分析与提炼，以此来实现高质量的工程建设目标。

关键词：桥梁设计；隔震；设计

1常见桥梁震害

在地震作用下，桥梁发生破坏的形式主要包括：

(1）主梁破坏，如梁体超出盖梁的搭接长度，发生落梁现象；主梁之间的相互碰撞导致局部损伤等。

(2）支座破坏，如支座发生滑移，错位等；或地震力过大，导致主梁和桥墩相对位移过大，使得支座直接剪切破坏。

(3）桥墩破坏，桥墩在地震作用下主要发生弯曲，剪切或弯剪破坏，其中剪切破坏最为严重，是一种脆性破坏，一般发生于较矮的桥墩。

上述任何一种破坏形式都有可能造成惨重的人员伤亡和重大经济损失。因此减小桥梁地震响应，耗散地震输入能量，隔离地震加速度传递就显得尤为重要。

2桥梁隔震设计理论分析

2.1现代隔震技术

隔震装置在现代桥梁工程施工建设中的应用广泛，可以有效减轻桥梁的地震破坏，更好地保障交通网的安全运行。因此，设计人员有必要经济合理地使用隔震措施，以实现对桥梁工程上部结构与下部结构的保护。另外，桥梁工程的隔震设计也是一项动态化的设计，这就需要设计人员充分理解规范条款基础上，对规范条文进行灵活引用，避免按图索骥地照搬常规设计方案，引起导致隔震设计不合理。

2.2隔震设计原理

现代桥梁工程建设中，隔震设计与抗震设计在概念存在区别。隔震设计主要指采取合理隔震装置及相应技术手段对桥梁结构进行保护，降低地震灾害带给桥梁结构的冲击破坏，从而提高桥梁工程的抗震能力。因此，隔震设计并不是抵抗地震灾害，而是在发生地震灾害后，减缓地震灾害对桥梁结构的冲击。从隔震设计的原理来看，设计人员需选择增加桥梁工程结构中的柔性支柱，同时降低对桥梁结构之间的刚性连接。在地震发生后，采取隔震装置能够有效降低桥梁结构的反应速度，进一步消耗地震能量，从而有效减低地震带给桥梁结构的冲击与破坏。

2.3隔震设计原则

隔震设计是现代桥梁工程建设中的一个新概念，是桥梁工程抗震系统中的一部分。因此，需在隔震设计中把握好各项原则：

第一，桥梁在正式施工前，需对工程桥梁所在位置进行全面细致勘察，采集抗震相关技术参数信息。其中，分析隔震能力在桥梁使用过程中是否会减弱是分析的重点。根据现场勘察结果，有针对性地选择隔震技术，并制定隔震设计方案，以确保隔震设计能够发挥最理想的效果；

第二，桥梁工程隔震技术应该中，需做好其他技术的辅助使用，方能够达到更理想的隔震设计效果；

第三，在桥梁工程的隔震设计中，需要合理修复发生地震灾害后的桥梁工程上部结构。设置隔震装置时，还需要充分考虑桥梁工程上部结构与下部结构之间的耦合响应，以减少桥梁结构中不必要的振动，并同时提高桥梁工程下部结构的刚度和地基的稳定性；

第四，在桥梁隔震设计中，需要充分理解力学原理，以便合理选择隔震装置，并对桥梁工程结构进行科学设计。

3桥梁设计中隔震设计的探讨

3.1隔震装置设计

3.1.1因地制宜选择设计方法

在前期设计阶段，应结合当地的地理位置、地貌特征和气候等因素进行优化设计。在桥梁建设期间安装适合的隔震装置，可以有效地增强桥梁隔震能力，延长桥梁使用寿命。因此，隔震装置的设计是隔震设计中的关键。在隔震设计中，设计人员通常采用弹性反应谱法进行分析计算。该方法在美国、日本和欧洲等区域被广泛采用，并取得了显著成果。由于计算理论有所差异，设计人员应灵活运用弹性反应谱法做好隔震设计工作。虽然弹性反应谱法有不同的计算理论，但其相对简单的计算方法使其得到了广泛应用，通过规范计算方法，有效提高了桥梁工程建设的经济效益。而对于复杂且不规则的桥梁，设计人员可以采用时程方法，该方法与弹性反应谱法不同，能够更好地满足不规则桥梁的实际建设需求。

3.1.2根据实际情况优化设计方案

在桥梁隔震装置的设计过程中，设计人员应遵循客观原则。这是因为隔震装置的变形与整个桥梁在地震中的响应程度直接相关。因此，设计人员应该对桥梁结构在地震中的响应程度有一个较好的掌握和预估，并根据实际情况来优化隔震装置的设计方案。这样做不仅能有效减少地震后的经济损失，还能提高桥梁工程建设的质量。

3.1.3震后验证方案

隔震装置设计过程中，设计人员要在地震发生之后，能够依据其长期工作经验初步制订设计方案，用一系列时程来分析和验证该设计方案是否合理，若存在不足，要及时优化和调整，这不仅可以有效将地震带来的能量消耗掉，还能确保桥梁结构的稳定性，为人们出行与交通行业发展提供帮助，同时也能够实现整个行业的优化升级。

3.2细部构造设计

3.2.1前期设计

细部构造设计在道路桥梁行业中具有重要的地位，因此设计人员应该对其负起更高的责任，并对细部构造设计的科学性和合理性进行仔细的考量。桥梁的附属结构在桥梁隔震设计中也发挥着重要的作用，主要包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等，所以在前期设计时，设计人员应根据当地实际情况，做好细部构造设计。而通过优化细部构造设计，既不会影响桥梁结构的使用，也能够提高桥梁隔震效果。

3.2.2及时优化设计

为了提高桥梁工程的质量，设计人员可以借鉴国外的经验来优化设计。为了保障桥梁基础设施的良好性能，设计人员应充分掌握隔震技术的原理和特点，并优化细部构造设计。在设计过程中，应及时发现和解决问题。例如，通过对多种震动调查和动力时程分析的研究，了解哪些因素会影响隔震设计。过去，一些设计人员在隔震设计中容易忽视细部构造设计，而过多关注隔震装置的设计。然而，这样做无法提高桥梁的整体隔震性能。因此，为了改变这种现状，设计人员应注重细节工作，特别是在地震响应计算时，应优化附属结构的设计。只有确保细部构件设计的良好性和连续性，才能提高桥梁工程的质量。

4结语

隔震设计是防止桥梁出现变形、降低桥梁维修费用的重要举措，对于我国桥梁行业的发展至关重要。在隔震设计时，设计人员应注重细节处理，以保障桥梁工程质量，并实现经济效益最大化。隔震设计水平的提高，也能够推动我国交通行业的快速发展和不断进步。

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