淺析減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的實踐應(yīng)用

摘 要：在我國的橋梁抗震技術(shù)中，減隔震技術(shù)得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用。文章以減隔震技術(shù)原理為研究切入點，開展了針對性技術(shù)研究。其研究內(nèi)容包括了減隔震技術(shù)應(yīng)用條件，當(dāng)前我國這一技術(shù)應(yīng)用的實際情況以及減隔震技術(shù)裝置在設(shè)計中的實際應(yīng)用等內(nèi)容，為這一技術(shù)在橋梁設(shè)計中的推廣提供幫助。

關(guān)鍵詞：減隔震技術(shù)；橋梁結(jié)構(gòu)；設(shè)計；實踐應(yīng)用

隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的不斷推進，各類公路鐵路橋梁建設(shè)成為了地方交通工程建設(shè)的重要內(nèi)容。為了確實提高橋梁建設(shè)質(zhì)量與壽命，技術(shù)人員在設(shè)計施工中采用了大量的技術(shù)措施與手段，開展了專業(yè)性技術(shù)研究創(chuàng)新工作。在這一研究中，減隔震技術(shù)的應(yīng)用對于提高橋梁抗震性能，進而確保橋梁橋體在嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害下，其整體結(jié)構(gòu)依然得到保障。在橋梁設(shè)計實踐中，這一技術(shù)得到了設(shè)計者的認(rèn)可，并得到了較為廣泛的應(yīng)用。因此，我們結(jié)合減隔震技術(shù)特點，對其在實踐設(shè)計中的應(yīng)用開展專項研究，為這一技術(shù)的優(yōu)勢的發(fā)揮提供有效理論支持。

1 減隔震技術(shù)類型及技術(shù)原理

1.1 減隔震技術(shù)的主要類型

在橋梁設(shè)計實踐中，這一技術(shù)可以分為減震與隔震兩個技術(shù)原理。（1）減震技術(shù)原理。減震技術(shù)主要是利用阻尼與耗能構(gòu)件，在橋梁抗震主要部位改變其結(jié)構(gòu)動力性，進而實現(xiàn)抗震性能的提升。同時研究者還發(fā)現(xiàn)，耗能構(gòu)件在抗震過程中還可以利用自身結(jié)構(gòu)特點，吸收強力震動帶來的破壞性能量，進而為橋梁結(jié)構(gòu)受到的震動破壞提供緩沖，確保其整體的穩(wěn)定性與完整性。（2）隔震技術(shù)原理。隔震技術(shù)則是通過特殊結(jié)構(gòu)造型設(shè)計，提高橋體抗震性能。其在設(shè)計中采用了較為明顯的震動周期結(jié)構(gòu)，使橋梁在震動發(fā)生時可以確保整體結(jié)構(gòu)適應(yīng)地震能量輸入，為震動情況下的橋梁提供緩沖保證其整體結(jié)構(gòu)不受到嚴(yán)重破壞。

1.2 減隔震技術(shù)在使用中的原理分析

減隔震技術(shù)抗震性能是通過其裝置性能實現(xiàn)的，因此在實際的使用中技術(shù)人員將其研究重點放在間隔震裝置原理中，確保其抗震性能的發(fā)揮。在實驗漢中技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，減隔震裝置的主要技術(shù)原理就是將地震作用力進行分散處理，降低其對橋體的破壞作用。在設(shè)計過程中，其主要的設(shè)計工作包括以下兩點。（1）抗震裝置延性設(shè)計。抗震延性設(shè)計是指在橋體的重要位置，設(shè)計抗震性塑性鉸結(jié)構(gòu)，并對橋體結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)化的構(gòu)造設(shè)計，提高橋體的整體延性。（2）橋體結(jié)構(gòu)控制技術(shù)設(shè)計。橋體結(jié)構(gòu)控制技術(shù)是橋梁設(shè)計的重要組成內(nèi)容。根據(jù)橋體實際情況等因素，設(shè)計者會采用不同的技術(shù)措施開展設(shè)計。

2 減隔震技術(shù)在設(shè)計中的使用條件

雖然減隔震技術(shù)對于提高殼體抗震性有著良好的促進作用，但是在實際應(yīng)用中這一技術(shù)也受到一定的條件制約。因此在設(shè)計開始前，技術(shù)必須根據(jù)橋梁設(shè)計方案，工程所在區(qū)域的實際情況等因素進行全面的技術(shù)分析，已確定是否使用減隔震技術(shù)。應(yīng)該我們多年的設(shè)計經(jīng)驗分析，減隔震技術(shù)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用應(yīng)符合以下條件。（1）施工周期短的橋梁工程。由于減隔震技術(shù)缺陷，是其難以適應(yīng)施工周期較長的橋梁工程。因此在設(shè)計中，技術(shù)人員需要對工程規(guī)模進行有效評估，確保工程周期符合減隔震技術(shù)的使用條件。（2）高頻波地震區(qū)域。在實驗中研究者發(fā)現(xiàn)，減隔震技術(shù)在使用中對于抵御高頻波地震，且破壞能量高度集中的地震作用最為有效與明顯。因此在設(shè)計中，技術(shù)人員需要與地質(zhì)勘查人員進行溝通與分析，根據(jù)施工地區(qū)地震情況，確定是否使用減隔震技術(shù)。（3）橋梁結(jié)構(gòu)整齊。橋梁結(jié)構(gòu)是否規(guī)范，是設(shè)計中能否采用減隔震技術(shù)的重要因素。因此設(shè)計人員需要對橋梁初期設(shè)計方案進行研究，確保結(jié)構(gòu)規(guī)范度符合減隔震技術(shù)使用條件。同時技術(shù)人員還需要對橋梁墩部高度進行分析，避免因高度過高或過低，影響減隔震技術(shù)的使用。（4）橋體角度方向與運動規(guī)律符合技術(shù)要求。在橋梁設(shè)計與施工開始前，技術(shù)人員需要對設(shè)計方案與施工實際情況開展實驗研究。研究內(nèi)容包括了橋體的角度方向，地面運動規(guī)律以及運動特點等，進行詳細(xì)的觀察與技術(shù)數(shù)據(jù)分析。只有在實驗結(jié)果符合技術(shù)要求與設(shè)計要求的情況下，才能在設(shè)計與施工中使用減隔震技術(shù)。

3 當(dāng)前我國減隔震技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

減隔震技術(shù)已經(jīng)在國際橋梁施工領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是由于我國引進這一技術(shù)時間較晚，因此技術(shù)尚未完善。（1）減隔震技術(shù)規(guī)范依然有待完善。由于我國在減隔震技術(shù)研究方面與實踐經(jīng)驗方面的不足，因此在技術(shù)領(lǐng)域尚未形成完善的技術(shù)規(guī)范。特別是在減隔震技術(shù)設(shè)計與施工結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與構(gòu)造方面，其技術(shù)規(guī)范不善缺陷依然較大。這種技術(shù)規(guī)范問題的出現(xiàn)，對于減隔震技術(shù)實用效果有著極為嚴(yán)重的影響。（2）配套技術(shù)研究依然落后。減隔震技術(shù)的使用不僅是單獨的建筑技術(shù)，還需要材料技術(shù)、地質(zhì)勘查技術(shù)的配合。但是在我國橋梁設(shè)計與建設(shè)中，其配套技術(shù)研究依然較為落后，影響了這一技術(shù)的推廣使用。如在減隔震技術(shù)應(yīng)用中對于橡膠產(chǎn)品質(zhì)量要求較高。但是我國當(dāng)前大部分建筑類橡膠產(chǎn)品質(zhì)量較低，難以達到減隔震裝置使用要求。因此在設(shè)計研究中，設(shè)計者必須利用設(shè)計方案與工藝方案確定橡膠產(chǎn)品質(zhì)量。（3）技術(shù)人員水平依然有待提高。由于我國這一技術(shù)應(yīng)用較晚，因此其設(shè)計與施工技術(shù)人員缺乏相關(guān)的技術(shù)資料與實踐工作經(jīng)驗。如在設(shè)計過程中，大部分技術(shù)人員在選擇減隔震裝置與安裝技術(shù)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)判斷性錯誤，造成減隔震技術(shù)使用效果下降問題的出現(xiàn)。

4 減隔震裝置實際應(yīng)用分析

在當(dāng)前的減隔震技術(shù)應(yīng)用中，減隔震裝置應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。因此在技術(shù)研究中，減隔震裝置應(yīng)用研究占據(jù)著重要位置。因此我們結(jié)合當(dāng)前各類減隔震技術(shù)裝置的實際應(yīng)用，開展了專業(yè)技術(shù)研究。（1）鉛芯橡皮支座裝置。這一裝置主要是將一至多個98%以上高純度的鉛芯，安插到高質(zhì)量橡膠中制成的減隔震裝置。其主要工作原理是通過技術(shù)裝置截面積以及鉛芯直徑配置，完成減隔震阻尼過程。這一裝置在減隔震實際應(yīng)用中，具有與軸承配合靈活性大，使用耐久性強的特征。（2）粘滯阻尼減隔震裝置。這一裝置是利用活塞裝置，通過活塞的前后運動中產(chǎn)生壓力差，推動裝置中的粘滯流體進入節(jié)流孔。在這一過程中，減隔震裝置會產(chǎn)生阻尼力和耗能，進而降低地震對橋梁的破壞力。在實際的應(yīng)用過程中，這一裝置具有以下特征。一是橋墩受力較小。由于粘滯性阻尼裝置在使用中具有較強的受力性特點，因此在地震中其對橋體，特別是橋墩的應(yīng)力較小。因而在地震過程中，粘滯阻尼器對于橋墩的破壞性較小。二是不影響橋梁正常使用。由于粘滯阻尼裝置應(yīng)力較小，因此其對橋梁日常使用不會造成影響。這也是這一裝置受到技術(shù)設(shè)計人員歡迎的主要原因。（3）高阻尼橡膠支座裝置。高阻尼橡膠是指在石墨、塑料纖維以及其他添加劑，形成阻尼性較高減隔震阻尼裝置。這一裝置在雖然在使用中具有耗能性高的特點，但是也存在減震過程中發(fā)熱的問題。（4）滑動摩擦型阻尼支座。這一裝置是利用聚四氯乙烯材料與不銹鋼材料摩擦系數(shù)小的原理，在地震過程中通過摩擦力與慣性差，形成橋體的滑移運動對橋體進行保護。在實際應(yīng)用中，這一裝置經(jīng)常被應(yīng)用在中型減隔震裝置設(shè)計中。（5）金屬阻尼減震裝置。這類裝置利用屈服點低或彈性較低的金屬材料，制成的阻尼裝置。這類裝置在我國橋梁設(shè)計使用較少。

參考文獻

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作者簡介：陳翔，男，籍貫：湖北武漢。