桥梁设计中隔震设计的重要性分析 杨立云

桥梁设计中隔震设计的重要性分析杨立云

发表时间：2018-05-16T15:00:56.747Z 来源：《基层建设》2018年第1期作者：杨立云[导读] 摘要：随着我国城市化的不断推进，城市人口的剧增，交通行业也得到了飞速的发展，而桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，已成为城市发展不可或缺的一部分。天津城建设计院有限公司天津 300122 摘要：随着我国城市化的不断推进，城市人口的剧增，交通行业也得到了飞速的发展，而桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，已成为城市发展不可或缺的一部分。而近年来，桥梁的安全问题引起的事故频频发生，桥梁的安全性、可靠性已成为现今城市发展的聚焦点，越来越受到重视。桥梁结构设计在很大程度上决定了桥梁的安全系数，而隔震设计就是桥梁结构设计中非常重要的一个环节，隔震设

计的质量直接影响到桥梁使用的安全性和可靠性。本文主要探究桥梁设计中隔震设计的作用与优势、桥梁隔震的设计原理以及隔震技术的应用。

关键词：桥梁设计；隔震设计；重要性随着社会经济的发展与进步，桥梁作为城市交通运输的重要通道，已然成为城市发展不可缺少的一部分，在很大程度上满足了社会发展的需求。作为现代城市发展过程中的重要基础设施，桥梁具有极强的社会公共性，但其建设所需的资金较大，后期的运营维护也较为困难。而在桥梁设计过程中，隔震设计起着巨大的作用，它是提高桥梁使用性能的关键因素之一。桥梁设计作为桥梁建设的依据，一旦存在不合理因素，将会给桥梁项目带来极大的安全隐患，造成难以估量的损失，而其设计中又以隔震设计为重，在桥梁建设过程中，只有利用科学的隔震设计和有效的隔震技术，将桥梁的隔震效果发挥出来，才能有效地减少地震后的损失。才能真正确保桥梁的安全性与稳定性，因此对如何强化桥梁隔震设计的运用探讨，具有很强的现实意义。

一、桥梁设计中隔震设计的作用与优势（一）隔震设计的作用隔震设计主要通过设置隔震装置来起作用，隔震装置形成隔震层，使隔震层在工作时处于一个相对弹性的状态，大大降低了桥梁坍塌发生的可能性，从而保证了桥梁的安全性和稳定性。桥梁隔震设计的主要目的是为了平衡桥梁使用所产生的阻尼效应，同时使桥梁水平方向的支撑力能够满足桥梁结构整体稳定性的需求，而这些都需通过对桥梁的隔震装置进行设计。桥梁结构设计中引进隔震技术可以提升桥梁结构的整体稳定性，特别是在一些地质灾害的情况下，隔震设计能够有效减少桥梁受到的破坏力。（二）隔震设计的优势一方面将隔震设计引进桥梁结构设计可以防止桥面的塌陷，因为隔震设计能够把桥梁受到的外力平均分配到桥梁其它结构中，使得桥梁受力更为均衡，不会因桥梁受力点单一而导致桥梁结构的坍塌；另一方面，在地震等地质灾害中，隔震设计能够调节桥梁结构的横向刚度，减少桥梁受到地震力的影响，这体现了隔震设计在提高桥梁结构的可靠性、安全性及整体稳定性上的优势；此外，隔震设计的上部设计可以减少甚至消除下部结构超出弹性范围现象的发生，将部分结构埋置于桥墩等一些难以检查和修复的结构中，可以减少这些结构造成的非弹性变形。因此，对于桥梁的质量与安全、可靠性来说，在桥梁结构设计中引进隔震设计具有重要的作用、优势及意义。

二、桥梁设计中隔震设计的原则、原理（一）隔震设计的原则隔震设计作为一个新兴的设计理念，是桥梁结构设计的一个重要组成部分。桥梁隔震设计是加强抗震性的重要措施，隔震设计的质量好坏直接影响到桥梁使用的安全性与可靠性。根据我国近年来桥梁结构设计中引进隔震设计的相关经验，隔震设计应该遵循以下几条原则：通过实地调查，对桥梁施工现场进行全面考察，分析当地桥梁是否能够采用隔震设计、是否适宜采用隔震设计，是否能够在地震发生时对其传出的能量进行吸收；特别是地震区的桥梁设计，考虑的设计结构应该更多。例如，桥梁结构设计必须要相对简单，避免设计中带有一些突变结构的桥墩，还应该减少一些带孔设计的引进。整体设计上，尽量保证桥梁结构的对称性。综上，相关桥梁的设计师和建筑师需要保证桥梁结构设计引进隔震设计的合理性，避免桥梁设计中出现盲目性、跟风性；桥梁结构设计引进隔震设计的同时，充分考虑其他技术的引进，辅助使用其他设计方式；在设计隔震装置时，应充分考虑地震等地质灾害，尽量减少桥梁结构中一些不必要的震动，保证桥梁地基的稳固性，进而确保隔震设计的合理性；严格的遵循力学等相关知识的指导，对隔震装置进行选择性的采用，保证隔震设计的科学性。

（二）隔震设计的原理增加桥梁结构的柔性支柱、减弱桥梁各个结构的藕连、提高桥梁反应的速度，从而极大程度的降低地震等地质灾害对桥梁的破坏是隔震设计的基本原理。但是，隔震设计并不是完全为了抵抗地震，而是为了阻断地震对桥梁的冲击破坏力而保护桥梁的结构。另一个方面，隔震设计也是为了尽可能快速、大量地消耗地震波携带的大量能量，充分考虑到桥梁可能发生的结构变形问题，所以隔震设计中对每个构件都具有严格的要求，保证每个构件都具有良好的可塑性。

三、隔震设计在桥梁设计和施工的具体运用（一）桥梁设计中的隔震技术应用案例桥梁为变高度等宽预应力的混凝土连续梁桥，全长为186m。所以采用50m+86m+50m的结构进行布局设计，支点梁高为4.8m，跨中梁高为2.2m。箱梁的构建采用的是等宽预应力C50直腹板单箱四室的混凝土结构，箱梁底板的构建厚度在0.25~0.8m范围内，底宽为19.3m，设计宽度为24.3m，利用1.5m的C30钢筋混凝土作为构建主墩的群桩嵌岩基础，主墩采用花瓶形墙式墩身，桥梁中的相关设计均是通过计算机软件三维弹性梁单元模拟结构进构建，其构建内容具体有桥墩、承台、主梁。桥梁如果利用该模型进行构建，一般都具有一定的恢复力与缓解力。峰值的加速度在发生地震时将会达到0.05~0.2858之间，振型阻尼保持在0.05，通过非线性时程进行分析。（二）隔震系统的设计要实现良好隔震目标，首先必须确保隔震系统的设计质量。科学的隔震系统的设计应满足一定刚度要求和具备量化消散地震影响力的标准，可应用隔震设计来减少桥梁结构的惯性影响。因此，必须设计和生产出性能稳定、可靠的阻尼器和相关配套器材。一般而言，采取弹性反应谱法设计的隔震系统需要不断改进和优化，在具体设计中，要科学控制隔震系统的力学效应。（三）细部构造的设计