浅谈桥梁设计中隔震设计的重要性

王 凯

青岛市市政工程设计研究院有限责任公司 山东 青岛 266200

引言：随着经济的发展，道路的建设需求越来越大，桥梁的建设规模也越来越大，考虑到我国经济发展状况以及自然环境，有必要在桥梁设计和施工建设过程加入隔震设计这项工作，隔震设计做得好也是对人们的生命财产安全的尊重才能更好降低地震灾害对桥梁的影响。研究表明，在桥梁建设过程中安装隔震设计系统将大大提高抗震效果。

1 桥梁隔震设计的重要性

桥梁隔震设计主要指在施工中安装隔震装置，增强桥梁柔性，进而提高支撑力。还可以通过安装阻尼器，以上两种都能很好地起到隔震设计的作用。阻尼器的作用主要是起到提升桥梁的支持作用，有效降低地震灾害对桥梁影响，减少地震对桥梁的冲击作用。为了有效提高桥梁的安全使用寿命，现今国外的有关学者加强的桥梁的隔震设计，并在这方面取得了阶段性的成绩，但我我国在这方面的研究才刚刚起步，研究成果的系统化理论化不足，目前的隔震设计多是借鉴了国外的设计经验，这样下去的话将严重影响我国的桥梁设计工作。

在进行桥梁的设计工作时，隔震设计这一环节将大大提高桥梁的防震性能，降低地震灾害及其他冲击对桥梁的影响，地震产生的破坏力会严重影响桥梁的各个结构分布力，但是使用隔震设计将有效保证对桥梁的基础部位的保护作用。进行桥梁设计中可以通过隔震设计，主要是通过横向调节桥梁的刚度，进而改善桥梁结构，维持桥梁的平衡，可见在桥梁设计的过程中充分考虑隔震设计，将大大降低地震力对其的破坏力。在桥梁设计中，设计隔震系统有效提高了桥梁的整体性，大大增加桥梁的抗震性能，实现在桥梁建设初期，降低后续对人们生产和生活的影响，在桥梁设计中采用隔震支座，可以减小温度或湿度等外界因素造成的桥梁结构变形。总之，采用隔震设计的桥梁在地震面前可以通过隔震设计或隔震装置进行有效的调整，可大大降低维修时间和成本。

2 桥梁设计中隔震设计要点

2.1 隔震技术设计原则

在研究抗震措施时，秉承小型地震可承受，中型地震可修复，大型地震桥梁不倒的原则。主要考虑到隔震结构设计要求较高，不仅将有效提高隔震的科学性合理性，对此可以通过桥梁设计中的隔震设计，提高桥梁的承载性和可变形性，并结合多种原理的运用和结合，更好地提高隔震作用，进而提高桥梁的安全性。隔震结构的原理上，主要是通过加固层来减轻地震波对桥梁的影响。同时，由于隔震结构具有很强的阻力，能在一定程度上提高外部震动对桥梁的冲击力，从而保护桥梁的使用安全。

2.2 隔震工具

隔震工具的种类繁多，主要包括铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、板式橡胶支座、粘性体减震支座等，这些将有效提高桥梁的承重力、提高桥梁底座稳定性、降低震力引起的桥梁形变等，更好降低地震灾害对桥梁的影响，在桥梁建设过程中安装隔震设计系统将大大提高抗震效果，下文将分别对着几种隔震工具进行细致地分析。

2.2.1 铅芯橡胶支座

铅芯橡胶支座主要原料是天然橡胶，以天然橡胶为主要的支座中心，此类天然原料不仅可以提高支座本身的性能，还能有效提升桥梁的承重力，最大程度吸收了地震所引起的塑性形变能量，从而减少地震对桥梁造成的不良影响。铅芯橡胶支座在使用的过程中主要是通过调节铅芯直径来调节阻尼比，进而提高支座的灵活性、耐久性，铅芯的纯度高，会提高桥梁的底座稳定性。

2.2.2 高阻尼橡胶支座

高阻尼橡胶支座是天然橡胶和各种配合剂结合体，提高橡胶的阻尼性能，然后利用高阻尼橡胶制成叠加产品。不用和阻尼系统配合使用是高阻尼橡胶支座和板式橡胶支座的最大不同，本身阻尼比便很高，阻尼比还可以通过一定量的石墨来进行调整。但是，在实际应用中高阻尼橡胶支座存在性能不稳定的情况，需要进一步研究，增强高阻尼橡胶支座的稳定性，下图便是高阻尼橡胶支座，结构较为复杂。

2.2.3 板式橡胶支座

板式橡胶支座是将多层天然橡胶和薄钢板一层一层叠加硫化粘合而成。板式橡胶支座在桥梁隔震中的作用较铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座明显。可以有效提升桥梁的竖向刚度，增强桥梁的承载力，采用板式橡胶支座可以将桥梁中心所受到的压力传递给桥梁底部，提高桥梁的塑性形变，以便更好的适应地震力引起的桥梁形变。但是由于主要材料的天然橡胶阻尼比本身较低，在实际应用中，使用板式橡胶支座最好搭配使用阻尼系统，将有效弥补阻尼比低的缺陷。

3 隔震设计原理

桥梁设计的隔震设计是为了保护桥梁的整体结构，降低地震灾害对桥梁结构的影响，抵抗一定的破坏力。隔震的设计原理主要包括以下三个方面：一，延长桥梁结构使用周期，在地震灾害发生时，避免桥梁结构的自振周期与地震周期吻合，导致的结构共振；二，可增加桥梁结构的阻力，地震灾害对桥梁的震力快速分散，降低地震对主体结构的冲击破坏；三，对于桥梁的结构而言，水平震力对其的影响最大，所以为了降低地震水平力的影响，可以对桥梁结构进行适当的调整，从而促使其受到的内应力可以实现快速分散，进而达到保护桥梁结构的目的。

结束语：隔震系统对桥梁的建设意义重大，近些年来，专家致力于研究隔震结构的设计创新，减少地震给桥梁带来的损害，实现知识理论和实践相结合，结合不同种类的桥梁，设计出不同的隔震系统，并考虑桥梁建设周围地理环境，才能找到最优的设计方案。