减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析

安 玉

（ 天津华厦建筑设计有限公司，天津300000）

随着科学技术的不断进步,减隔震技术逐渐出现在了大众的视野当中,同时也被业界应用,减隔震技术其包括了隔震和减震这两种内涵。 其是为了将桥梁结构与可能造成地面破坏的运动进行有效的分离,为了使这一目的得到充分的实现,可以对结构的基本周期进行有效的延长,有效地避开地震能量集中的地区,这样可以有效地降低桥梁结构的地震力。 但是对结构周期进行延长会使结构位移增大。 为了将地震作用在结构中的能量降低,通过减震支架等进行消耗,这样可以有效地达到减少结构反应的目的,最终使桥梁结构的破坏程度得到有效的减少。 所以说在桥梁建造与设计的过程当中,有效的应用减隔震技术,使桥梁建筑更具有安全感和可靠性,更好地为人们提供服务。

1 减隔震技术的符合条件

桥梁工程是十分重要的基础设施,在交通运输方面起到了至关重要的作用,同时也会对居民的出行产生重要的影响,当桥梁结构发生破坏的时候,会给人们的生活带来很大的不便,同时也会影响到我国的经济与社会的发展。 地震等一系列的自然灾害会对桥梁造成一定的损害,所以我国应对桥梁结构实行减隔震技术,使其安全性能得到一定程度上的提高。 从减隔震技术的基本思想进行有效的分析,可以看出,该技术可以在任何桥梁当中使用,但是在使用过程当中还存在着一些问题,需要运用减隔震技术的思想对桥梁结构的抗震进行有效的分析与设计, 从而更好桥梁结构具有抗震能力。 在对桥梁抗震的相关经典论述进行学习的过程当中,其提出了减隔震技术不适合在软土场地当中应用,这种提法本身存在着一定的问题。 在软土场地当中,地基对桩基础提供的侧向刚度是较低的,这样就会导致桥梁结构在前几阶的周期较长,使用减隔震技术主要是对结构位移过大引起的问题进行有效的解决,为了更好地起到作用可以安装拉索限位支座。 面对桥墩刚性强的桥梁时,使用减隔震技术主要是通过隔震设计来完成的。 减隔震技术主要是将桥梁上部的运动与桥墩的运动进行有效的分离,这样可以延长周期,避开反应谱曲线中地震能量较高的位置,这样可以有效地减少桥墩结构内力响应,从而增强抗震能力。 面对跨越河谷的桥梁时,这种条件具有一定的局限性,其地形条件较差,纵桥向各桥墩之间高度差异,存在着较大的差异,这就会导致桥梁结构类型属于非规则型的。 在对这种桥梁进行设计实施用的减隔震技术,主要是对各相邻桥墩之间刚度分布不均衡问题进行有效的调整,从而有效地避免刚度较强的桥墩承受大部分结构惯性力的问题。 在对这类桥梁进行设计时,可以在刚度较大桥墩中放置竖向分隔线、在桥墩顶部安置减震支座等,这样可以减少惯性力,使其达到理想化的效果。 在对大跨索支撑桥梁应用减隔震技术的时候,可以有效的解决位移之间的问题,在对桥梁进行结构设计的过程当中,要对具体情况进行充分研究与分析,这样才能更好地发挥出减隔震技术。

2 减隔震技术在桥梁结构设计当中的应用

在对桥梁进行设计的过程当中,桥梁结构的设计工作人员要合理的应用减隔震技术,这样才可能有效的使桥梁抗震能力得到有效的提高,从而使桥梁的安全性、稳定性提升。

2.1 粘滞阻尼器的合理应用

桥梁设计的工作人员在对桥梁结构进行设计的过程当中,要对使用粘滞阻尼器进行充分的考虑,这样可以有效的提高桥梁结构的安全性能,具有一定的抗震作用。 粘滞阻尼器应用到桥梁结构建筑上面有着十分重要的影响,其可以在一定程度上面起到防震减震的作用,粘滞阻尼器会设置在塔梁中间,使桥梁桥墩的变形变小,我国重庆的大桥在设计建造的过程当中应用了粘滞阻尼器,粘滞阻尼器充分地发挥出了自身的优势与价值。 从这一事例当中可以看出科学合理的使用粘滞阻尼器可有效地提高桥梁的抗震能力,使其安全性能得到充分的发挥。

2.2 摆式滑动摩擦支座的应用

桥梁结结构设计的工作人员在对桥梁结构进行设计的过程当中,还要科学合理的使用摆式滑动摩擦支座,这样可以有效地提高桥梁的抗震安全性能,其主要是将滑动摩擦制支座和钟摆概念进行科学合理的结合,可以形成一种减隔震装置。 摆式滑动摩擦支座应用到桥梁结构减震当中,可以将地震能量进行有效的消耗,在应用的过程当中有着十分重要的影响,曲面摩擦可以将能量进行有效地消耗,为桥梁提供一定的能量,但是在对摆式滑动摩擦支座进行建造的过程当中,要充分的考虑实际情况,设计出科学合理的支座,这样才可以将摆式滑动摩擦支座充分的发挥出自身的优势与价值,更好地起到减震、防震的作用。 在我国应用到了摆式滑动摩擦支座的是苏通大桥和长江大桥引桥。

2.3 铅芯橡胶支座的使用

减隔震技术应用到桥梁结构减震、防震当中,还可以使用铅芯橡胶支座,在相应的桥梁结构当中应用铅芯橡胶支座可以使桥梁整体的抗震能力得到有效的提高, 其实在橡胶当中加入一些铅芯,从而形成一种可以减隔震的装置,使桥梁整体的稳定性、可靠性达到一定程度上的提高。 铅芯具有较好的力学性能,可以和分层橡胶支座进行科学合理的结合,所以说铅芯十分适合应用到减隔震技术当中。 另外铅芯橡胶支座的屈服剪应力相对较低,初始剪切高线相对较高,弹性较好,并且具有一定的耐疲劳性能。 由于铅芯橡胶支座具有屈服强度与刚性,可以更好地满足减隔震技术的需要,所以铅芯橡胶支座在国内外的桥梁结构设计当中得到了广泛的应用与喜爱。 我国南疆线上的铁路桥应用了铅芯橡胶支座,在抗震安全性能方面充分的发挥出了自身的优势与价值。

3 使用减隔震技术的优缺点

3.1 减隔震技术的优势

目前在我国桥梁设计界,延性抗震技术的思想得到了桥梁设计师的认可, 但是设计人员并没有真正理解到要延性抗震的代价,这就导致应该使用减隔震技术进行工作的桥梁工程,仍然使用延性设计的方法进行桥梁结构的设计。 钢筋混凝土结构当中使用延性抗震技术,就会使结构出现了破坏的情况,在地震之后需要进行修复与加固,使用减隔震技术可以有效地避免在发生地震时结构出现破坏或者减少破坏的程度。 在同等的地震作用之下,使用延性设计的桥梁,在地震之后进行评价,需要进行一定程度上的加固,使用减隔震技术的桥梁的主要受力构件没有受到损害,桥梁在地震之后仍然可以使用。 减隔震技术的优势：(1)在桥梁结构当中运用减隔震技术,对桥梁各个结构进行合理的调整与布局,这样可以充分的发挥出桥墩和桥台的抗震作用,使桥梁整体的抗震能力得到有效的提高。 (2)当桥梁横向宽度较宽的时候,桥梁结构横向刚度较大,这就会导致结构抗震的需求大,在对桥梁的横向进行抗震的时候,需要对刚度进行有效的调整, 从而使桥梁横向的地震反应得到有效的降低,最终可以使桥梁整体的抗震效果得到一定程度上的提高。 (3)在对桥梁结构进行设计的过程当中,可以设计隔震系统限位装置来减少结构的位移响应, 这样可以有效的避免出现相关的落梁震害等情况。(4)在对部分桥梁的桥墩和桩基等部位进行检查和修复的时候是很难完成的,可以使用隔震技术,从而避免发生变形或者破坏。

3.2 减隔震技术的不足

在桥梁结构当中应用减隔震技术,主要是为了在发生地震的时候减震、隔震等,可以充分的发挥出自身的优势与价值,其他的抗震构件成为辅助作用,这样就要对桥梁结构体系的抗震等进行清晰的掌握与了解。 因此,在使用减隔震技术的时候,要对相关的工作人员进行一定的培训,同时要提醒工作人员要对减隔震技术的一些构造措施、细节进行格外的关注,目前我国还没有较为完善的桥梁减隔震技术的设计规范,同时也缺少一定的经验,在对构造细节、措施等方面没有较为完善的办法,如果这些方面设计的不合理的话。 就会使减隔震技术没有办法充分发挥出自身的优势与价值,甚至还存在着有害的情况。

结束语

目前我国桥梁建设不断的进步与提高,当发生地震等一系列灾害的时候,会对桥梁结构造成一定程度上的影响,会对人们的日常出行等造成不便,同时也会对我国社会的发展起到阻碍作用,所以要在桥梁结构设计当中,应用减隔震技术使桥梁在地震的破坏下所造成的灾害减少或者是没有,相关的设计人员要根据桥梁结构的实际情况,选择科学合理的减隔震技术,这样可以使减隔震技术充分的发挥出自身的优势与价值,给人们提供便利与帮助,从而也可以推动我国桥梁建造技术的提高与进步。