橋梁結(jié)構設計中減隔震技術的應用

劉立軍

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 橋梁減隔震技術的設備

1.1 分層橡膠支座

這種結(jié)構形式主要是使用橡膠薄皮與鋼板較交叉之后所形成的，通常的結(jié)構形式為圓形或者矩形。在進行橋梁設計的過程中，要結(jié)合橋梁的實際情況采取分層處理的方式，需要保證上下兩個部分不會存在有較大的水平剪力。分層橡膠座在受到外力的作用之下會直接變形，從而可以產(chǎn)生加到的阻尼，此時這部分結(jié)構的阻尼比較小，所以在設計的過程中還需要適當?shù)募尤胱枘崞饕栽黾幼枘嵯禂?shù)。

1.2 滑動摩擦式支座

該結(jié)構是由不銹鋼與聚四氟乙烯所構成，并且其摩擦系數(shù)比較小，主要的工作原理就是利用上下結(jié)構來將外力吸收，在遇到外力之后發(fā)生變形就難以復位，并且整體結(jié)構的穩(wěn)定性比較差，需要配合阻尼器來使用，否則該結(jié)構的抗震效果會比較差。

1.3 剛阻尼器

該結(jié)構的主要工作原理就是利用結(jié)構的塑性變形以吸收外力，這種結(jié)構形式成本較低，并且可以在較長時間內(nèi)使用，抗震性能也比較強，在實際使用的過程中一般都需要與橡膠隔震制作組合使用。

1.4 鉛芯橡膠支座

這種結(jié)構形式主要是在橡膠制作的中間結(jié)構位置上加入了高純度的鉛芯以提升整體結(jié)構的阻尼性能。由于該結(jié)構的雷雪性能非常好，屈服力比較小，并且具備良好的塑性，所以在與橡膠支座聯(lián)合使用的過程中，具備非常強的抗震性能。在地震發(fā)生之后，該結(jié)構中的鉛芯會有屈服現(xiàn)象，剛性會直接降低，增加了周期，從而可以將地震所產(chǎn)生的外力降到最低，并且在該狀態(tài)之下，高純度鋼芯也會逐漸的恢復到原有的剛度上，形變也會比較小。該結(jié)構的穩(wěn)定性極強，可以更好的吸收大部分的地震能力，所以具備較強的抗震效果。

2 橋梁減隔震設計基本原則

橋梁設計應該以國家標準和行業(yè)規(guī)范為基礎，要嚴格按照規(guī)范要求進行設計，按照規(guī)章制度開始施工，只有嚴格執(zhí)行這些標準才能有效的提升橋梁的抗震性能，降低地震對于橋梁結(jié)構所造成的損壞，切實的提升橋梁工程的質(zhì)量與安全性。在進行設計的過程中，需要從以下的幾點出發(fā)。

橋梁設計工作開始之前，設計人員需要進入到施工現(xiàn)場中進行詳細的地質(zhì)勘察，并且需要進行全面的規(guī)劃設計，只有這樣才能確保橋梁設計方案更加的科學與合理，才能將該橋梁工程與當?shù)氐沫h(huán)境達到和諧統(tǒng)一的效果。對于橋梁結(jié)構設計中的抗震技術應用，要綜合分析各種影響因素，發(fā)揮出抗震結(jié)構的效果，提升勘正性能，最終保證橋梁運行的安全性。

根據(jù)橋梁的設計規(guī)范選擇了減隔震技術，在應用之前需要通過合理的計算以確定其抗震性能是否能夠達到安全性的要求，要將其所具備的抗震性能發(fā)揮出來，必須要能夠抵抗地震災害的沖擊，具備較強的抗震效果。只有滿足了這一方面的要求，才能開始減隔震部分的施工。在具體施工的過程中，還要根據(jù)工程的實際情況選擇合適的減隔震施工設備，要保證最后的施工效果達到我們所要求的抗震性能，否則就需要轉(zhuǎn)換施工方案。

在開始了減隔震技術結(jié)構的設計之后，還應該從震后結(jié)構的修復與處理的角度出發(fā)。如果在橋梁施工的位置上出現(xiàn)了地震的問題，在地震發(fā)生之后，橋梁結(jié)構會發(fā)生一定的偏移，此時就會導致橋梁的性能受到了嚴重的影響。因此，地震發(fā)生之后，技術人員需要深入到現(xiàn)場中針對橋梁進行全面的勘察與計算，分析其使用性能是否能夠滿足要求，同時組織人員進行必要的結(jié)構修復，從而可以恢復橋梁的性能，達到抗震的要求之后才能投入繼續(xù)使用。

3 橋梁減隔震設計要點

橋梁結(jié)構中加入了減隔震技術之后，從外表面并不能看出與普通橋梁存在任何的區(qū)別，這兩種結(jié)構設計方案都要保證橋梁的下部與地基實現(xiàn)緊密的貼合，而其二者之間的主要區(qū)別就是減隔震的橋梁在底部位置上加入了隔震層裝置。該裝置與地面緊密貼合，可以達到橋梁結(jié)構與隔震層的美觀性。在進行設計的過程中，還需要考慮到橋梁結(jié)構的美觀性，確保隔震層能夠發(fā)揮出應有的效果，還應該確保隔震層與地基處在平衡的位置上，只有這樣才能真正的提升橋梁的抗震性能，保證其交通運行的安全性達到要求。

在橋梁結(jié)構設計的過程中，水平剛度中心要保證與隔震層的重心是一致的，二者之間不能存在尺寸偏差過大的情況，否則將會直接影響橋梁結(jié)構的穩(wěn)定性，還會給橋梁的抗震性能造成不良的影響。從隔震裝置的豎向剛度來進行豎向負載參數(shù)的計算，最終可以將隔震裝置所發(fā)生的橫向水平位移限定在合理的范圍內(nèi)，同時也能夠保證橋梁的結(jié)構具備較強的靈活性，從而可以有效的抵抗外力的損壞，具備較強的抗震效果，滿足交通運行的需要。

在全面的提升隔震層水平剛度性能之后，還應該保證其具備一定的豎向負載能力，可以確保橋梁在受到了較大的水平壓力影響之下不會出現(xiàn)結(jié)構的嚴重損壞問題，也不會因為豎向力而導致結(jié)構性能的降低。在地震作用比較強烈時，還能夠具備一定的抗震效果，使得橋梁整體結(jié)構性能非常的穩(wěn)定，不會出現(xiàn)大面積的坍塌問題，也保障了交通運行的安全性。此外，橋梁的隔震層裝置也需要具備一定的復位性能，也就是在地震發(fā)生之后，橋梁可以自動恢復到地震發(fā)生前的位置上，性能也恢復到原有狀態(tài)下，降低地震對于橋梁所產(chǎn)生的影響，從而可以將地震的影響降到最低。但是目前我國的橋梁工程中自我修復能力還非常差，多數(shù)橋梁工程在遭受到地震影響之后都需要技術人員進行修補處理才能恢復性能。除此之外，在橋梁的結(jié)構設計中，還需要從各個細節(jié)的角度考慮，選擇科學合理的設計方案，從而可以全面的提升橋梁工程的質(zhì)量。