试论市政桥梁设计中隔震设计

徐文涛 苏志祥

【摘要】当今社会不断进步，科学技术和建筑技术的日益发展，推动着国内的市政桥梁事业也产生巨大发展。桥梁设计是城市建设当中的重要部分，具备着一定公共性质，若其出现一丁点的问题、隐患甚至是事故，都可能会给社会带来不容忽视的巨大影响和伤害。因此桥梁的抗震是极其重要的问题。只有把桥梁隔震效果充分发挥，桥梁才能够被合理利用起来。桥梁抗震是当前必须重视的问题。本文对隔震设计进行简要介绍，并对其进行详细分析，希望能够起到抛砖引玉的作用。

【关键词】市政桥梁；隔震；设计

桥梁工程在国内市政桥梁事业当中具有基础性的地位，其意义不容小觑。桥梁不仅关系到城市建设和交通建设，一旦发生意外或者事故，还会牵连到国家利益、社会利益以及人民群众的利益，这都是由其所具备的公共属性所决定的。桥梁的隔震设计无疑是桥梁工程的重中之重，因为它不仅关系到桥梁的寿命和使用性，还关系到公共安全和利益。本文在此对相关方面进行研究，以期为现实中的桥梁工程建设提供具有现实性意义的借鉴。

一、隔震设计概述

1.隔震原理阐述

当前抗震方式不断革新，推动着隔震原理的诞生和发展。不少人会先入为主地认为隔震原理功能就是抵抗地震的功能，其实并非如此。它的功能其实是降低地震。该种原理能够有效提高桥梁对地震的抵抗性，能够使桥梁结构受损的程度极大地降低。桥梁施工和设计的过程当中，常见的提高桥梁抗震性的做法是提高桥梁整体强度和变形能力。在此基础上引进柔性装置，就是隔震设计的中心思想。这种设计，能够确保桥梁关键位置减少与地面间的运动联系，保障桥梁在地震突发之时能够极大程度避免重要结构受损，使得地面加速明显比结构反应的加速度要小。此外，隔震设计还借鉴了阻尼设计方法，阻尼能够将地震所带来的能量给消耗掉，当桥梁的上部、隔震结构被传递了能量时，地震能量被大幅度降低了。

2、隔震技术特征

将隔震技术运用到桥梁设计当中的主要目的是让隔震装置消耗掉地震能量，使地震后的损害程度与结构变化降到最低，使结构周期得以延长。桥梁设计师应当秉承合理的理念对桥梁隔震进行设计，这是因为理念对于设计工作而言意义重大，它能够确保抗震系统和构建中存在着较大的弹性和可塑性。将隔震技术应用到桥梁的设计过程当中，要注意先将工程管理水平提高上去，使得工程成本得到降低，以便有效保护桥梁墩柱。另一方面，应当在上部结构里运用隔震设计，这样便能够极大地减少甚至消除地震后"桥梁下部大于弹性范围"的反应。

二、市政桥梁设计中的隔震设计分析

1、设计隔震装置

在对隔震桥梁进行抗震设计时，对于隔震装置、其他构建这两部分的设计是最主要的两个方面。隔震装置设计是其中最为核心的部分。当前，隔震设计常用的手段就是弹性反应谱法。虽然许多国家也利用这种手段，但是各个国家的规范有所区别，比如日本、欧洲以及美国都各有各的规范。它们之间的区别是细微的，区别主要体现在计算公式上，主要表现为等效阻尼和等效刚度这两方面的计算公式。复杂性较高、不规则程度较高的桥梁，则经常会使用时程法。而弹性反应谱法之所以应用性较为普遍和广泛，主要是由以下几点决定：第一，该种方法在施工当中实施起来的难度较低，能够被各施工单位所普遍接受；第二，它非常接近当前的规范计算法，各施工单位对此的接受程度也较高；第三，当地震发生时，等效阻尼计算与等效高度隔震装置这两者的最大变形度是密切关联的，所以这就决定了我们在隔震设计中运用弹性反应谱法的重要性。由于实际计算中还缺乏非常精确就能够使目标轻易达到的公式，因此便诞生了对设计师的高要求：设计师必须具有掌握桥梁结构和估量地震响应程度的较好的能力，并据此而将设计方案制定出来，在方案被设计出来以后，并应用一连串时程的时候，对该设计的合理性和可行性进行剖析。

2、设计细部构造

桥梁附属设计对于隔震设计也是很重要的，它的主要内容是防落梁和伸缩缝等等。通过调查以及对震害动力时程进行分析好探究，可以体会到桥梁的动力响应以及隔震效果对于整个工程设计所发挥的作用是不容小觑的。但是，当前不少人忽视了这一部分的重要性，将其放在了没有体系其重要性的位置，这是当前我们应当引起重视的问题。此外，在地震发生时，计算附属结构响应的方法的复杂性极高，所以设计师在设计细小构件的时候也应当将连续性考虑进去。

三、桥梁隔震设计的意义

1、桥梁隔震设计的好处

设计桥梁的过程中，对隔震设计进行强化，可以使每个结构支座间的地震力存在状况得到良好的改善和有效的分解。这样可以使桥梁基础部位获得良好的保护和支撑。另一方面，强化隔震设计也能够使桥梁的上部得到良好保护和支撑。隔震设计能够调节桥梁的横向刚度，也能有效改善桥梁结构扭转问题和平衡问题，使地震力得到降低。隔震设计方法和理念也应当被运用到桥梁的上部设计当中，使得地震过后上下结构所产生的"超出桥梁自身弹性"的状况获得消除和控制，防止"弹性超出范围以后局部位置出现变形"的现象发生。隔震系统的设计还能够将抗震效能更好地发挥出来，所以，在不断提高工程造价的同时，还应当对提高工程质量予以高度的重视。隔震支座还应当在正常条件下被运用于桥梁隔震的设计当中。这样一来，尽管温度变化或者其他方面发生了变化，也不会再出现太大的变形现象，由此，桥梁设计就能将多垮连续桥梁的作用充分体现出来，可以提高运用伸缩缝的便利性和有效性。这样一来，即便发生了较大地震，也能较方便地进行隔震装置的更换，对桥梁进行维护所需要的时间也会被大大地缩短。

2、桥梁隔震设计的重要性

所谓隔震设计的安装，就是指在桥梁建造的过程中安装隔震器，它可以使得桥梁获得水平方向上的支撑，从而使水平方向的周期也得到有效的延长。此外，还应当定期地安装阻尼器，这主要是为了使桥梁的阻尼效应得到有效提升。这样一来，当发生地震时，地震影响对建筑的程度可以被降低。由于隔震设计通常在建筑结构的首层以下开展，所以隔震设计的验证通常应当由科学实验来进行，并得出规范的、具有说服力的数据。最近几年来，国外关于桥梁隔震设计的技术已经越来越发达和成熟，但是国内关于該方面的研究依旧处于较低水平，还需要不断发展和完善，不断改进和探索。尤其当前还属于初级发展阶段，许多方面还需要向国外进行借鉴和学习。

结束语：

国内市政桥梁设计、桥梁建筑工程当中，隔震设计的作用是举足轻重的。前文的分析已经表明，虽然当前国内对于这方面的研究还比不上发达国家，虽然国内关于这方面的水平还很有限，但是我们可以虚心向他人借鉴和学习，吸收别人的经验和优良成果，并结合实践经验不断探索和研究，必定会取得这方面的莫大进步。此外，众所周知，当重大自然灾害比如地震发生以后，对于市政桥梁的危害性是极其严重的，它会严重威胁到国家、集体与人们的财产安全和生命安全，因此，我们应当予以高度重视，扎实掌握该方面的施工技能和设计技术。

参考文献：

[1]王鑫.无伸缩缝桥梁的影响因素分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊）2009（11）.