桥梁隔震设计要点分析

梅晨星

交通网络是城市之间运输的主要干道，保障运输的通畅是交通事业中首要任务。结合近些年地震灾害的情况表明，交通网络在地震灾害起到关键性的作用。地震会直接破坏道路桥梁，导致影响了灾害抢修的工作，造成严重的经济损失。所以说增强并改善桥梁抗震能力较为重要。针对这一问题，在桥梁设计中隔震设计是较好的措施，其能够提升桥梁工程的质量，并改良桥梁抗震效能。

1 地震造成桥梁损毁的主要部位

1.1 桥梁上部结构

地震时，桥梁的上部结构容易受到震害的影响与破坏，造成桥梁结构出现位移的现象，进而导致桥梁混凝土脱落和裂缝等状况，有可能会引起桥梁发生位移。例如梁式结构的桥梁而言，其上部结构出现问题主要是盖梁宽度之上；有些梁式结构桥梁因盖梁宽度不足，在发生地震灾害时，桥梁上部活动的节点，因受到地面运动就会引起梁体与落梁两者之间出现撞击，造成桥梁严重受破坏。

1.2 桥梁下部结构与基础

发生地震时，会影响到桥梁下部结构的稳定性，使得桥台、桥墩以及系梁受的破坏有着不同的程度，致使桥梁所具备的功能受到了影响。特别是下部结构差的桥梁，由于自身惯性与支座在地震作用力下，很容易出现变形或开裂的情况，使得整个桥梁结构被破坏。

1.3 桥梁支座结构

由于桥梁支座结构的稳定性能不够，在地震灾害时这个部位也很容易受到破坏。在桥梁设计与建设过程中没有全面考虑抗震能力，抗震性能达不到标准要求。比如桥梁支座选材质量不达标，或是桥梁支座连接等构造不稳定，这些因素都大大降低了桥梁的质量。因此，在强大的地震时，桥梁的支座发生了变形，甚至出现螺丝剪断、螺丝拔出和支座脱落的现象，进而桥梁严重损坏。

2 隔震设计的基本原则

（1）桥梁隔震设计前，设计人员必须了解与掌握桥梁建设区域的天气气候、地质以及地基情况，对这些资料全面收集与综合分析，这样才能更好的保证桥梁隔震设计有效性与适应性。

（2）桥梁隔震设计前期，设计人员要做到对整个桥梁工程全面考察工作，首先要确认桥梁使用的年限；其次结合并参照以往的设计方案，对桥梁各个结构进行分析验证；最后合理选择适应的位置进行隔震设计，且保证隔震设计在桥梁中起到应有的作用。

（3）在抗震装置的选择上，要做到合理性和科学性，以遵循适宜为原则，保证桥梁结构和隔震结构两者之间有着较为高的匹配度，同时也要满足及达到桥梁结构力学相关方面的需求。

（4）隔震设计完成之后，桥梁部分结构在受到地震影响的情况下会出现一定的位移，为此，需要及时调整桥梁的结构，保障桥梁的使用安全。

3 隔震设计要点分析

3.1 隔震装置

桥梁隔震设计过程中，隔震装置的布设位置至关重要。就目前为言，隔震装置设计方法有时程分析法和弹性反应谱设计法两种较为常用的。针对这两种方法在不同国家使用的规范也不统一，差异在于桥梁结构设计方法和相关计算公式这两大块。在进行桥梁结构设计时，设计人员以桥梁所在区域的实际情况决定，对于隔震装置会选用不同的计算公式进行设计。隔震设计是对桥梁的抗震性能措施的重要保障，抗震设计质量关系与取决于整座桥梁的质量以及使用的安全可靠性。隔震装置的振幅影响到桥梁抗震能力，因此设计人员必须将隔震装置最大振幅深入分析，在此基础上再选择合适科学的设计方法。针对某些区域地质结构复杂或者是不规则隔震装置设计时，设计人员可以选用时程分析法，把这些周期问题考虑在内。另外，在隔震装置的弹性等各方面性能问题进行计算时，需注意隔震装置的弹性变化范围，确保隔震装置有一个良好的弹性，进而提升桥梁结构的质量与安全性。然而目前在桥梁隔震设计过程中弹性反应谱法使用较为广泛，该方法优点在于操作方便、计算相对简单，以及规范性较为高。

在此笔者主要介绍了两种隔震装置：①摆式滑动摩擦支座：其是利用地面和桥面摩擦产生隔震的效果。若桥梁建设中选用摆式滑动摩擦支座时，必须了解桥梁所在地地震时震动周期，只有掌握好这些资料，才能更好地发挥出其减震应有的作用。此装置由于受到技术条件的制约，平时应用极少。②铅芯橡胶支座：这种隔震装置在桥梁建设应用比较广泛。在设计时设计人员要综合考虑铅芯材料经济效益问题。铅芯材料有点较高的剪切刚度和较强的弹塑性以及较强的抗疲劳性能，特别铅芯材料在使用状态较为稳定，长时间内不会出现变形情况。

3.2 附属结构

桥梁的隔震装置主要是在发生地震时进行隔震作用，仅靠隔震装置难以完全并彻底隔断地震，为此，在桥梁结构设计过程中不仅仅要高度重视隔震设计，也要综合考虑引进其他技术，辅助使用其他设计方法。虽然附属结构是一种附属设备，但是其能给隔震设计带来良好的附属效果，附属结构在桥梁设计当中也起到至关重要的作用，也是设计中不可缺少的内容。这些附属结构包括限位装置与伸缩缝及防落梁装置等。经相关部门研究表明，桥梁隔震设计和附属结构的细部构造取决于桥梁的隔震效果以及对地震能量的吸收能力。但是很多设计人员未能够注意到附属结构细部设计的重要性，而忽视细部设计，计算方法复杂，直接影响桥梁结构隔震与抗震效果。结合实践表明，隔震细部结构设计中要保持其有着较好的连续性，确保附属结构设计拥有一个良好的质量。

3.3 桥梁上部结构

在进行桥梁隔震设计的时候，设计人员要确保桥梁隔震体系具有协调性与整体性。针对桥梁的顶部设计工作，梁体结构的选用以刚度适宜为基本原则，正常情况下，可以选用整体混凝土板块结构，对于混凝土浇筑层的厚度而言，必须控制在于5cm之上，方能确保梁体结构的荷载平衡。隔震支座的横竖梁体一般可以选用钢筋混凝土结构。

3.4 桥梁下部结构

桥梁下部结构是整座桥梁工程重中之重部分，起到支撑的作用。其包含了基础结构、桥墩结构还有配套工程等。在桥梁下部结构设计时，要系统全面地测量并计算桥梁工程，例如下部结构的垂直向力、水平向力等方面的测试与计算。与此同时，桥梁地基结构的隔震设计必须根据各个区域的实际情况，并遵循相关规定进行隔震级别设计。在桥梁工程中，下部结构主要包括桥墩结构、桥梁基础结构以及其他配套工程等。

4 结语

综上所述，桥梁隔震设计在整个桥梁设计工作中占据着重要的地位，隔震设计质量的优劣取决于整座桥梁工程的质量。因此，为了更好地提高桥梁工程的抗震与隔震能力，需要广大从事桥梁工作者与科研人员，在不断学习国外先进技术的同时，并共同创新出更好的技术，更好地为我国桥梁建设事业贡献一份力量。