探究减隔震技术在城市桥梁抗震中的应用

陈德兴

（广东国沅建设工程有限公司，广东 梅州 514400）

0 引言

根据大量的实际调查研究可知，将减隔震技术的管理措施，运用到城市桥梁抗震设计中，能够将桥梁工程整体的抗震质量提升。所以，科学的分析、研究减隔震技术在城市桥梁抗震中的作用，对其中存在的问题展开研究分析，找出有效的管理措施，将城市桥梁抗震质量提升到一个新的高度，是势在必行的事。本文针对减隔震技术在城市桥梁抗震中的应用，进行详细的分析，为今后专业人士进行相关研究提供参考。

1 适用条件

由于我国地理面积比较大，多元化的地形和地貌特点，使城市桥梁抗震工作的开展，面临这比较大的困难，对此，我国城市桥梁建设相关部门，结合各地区的实际地理情况，制定出一套科学、合理的设计准则《城市桥梁抗震设计原则》，内容要求各地区在进行城市桥梁建设的过程中，应该根据各地区地震发生频率，对城市桥梁抗震能力的实际情况进行完善、调整。将减隔震技术运用到城市桥梁抗震施工中，能够保证城市桥梁的抗震能力进一步提高。根据大量的实际调查研究发现，并不是所有的城市桥梁的抗震设计中都可以使用减隔震技术，必须满足一下任何一个条件，才能运用减隔震技术。第一，当城市桥梁结构中，存在钢结构的桥墩时，会使桥梁的基本振动频率周期比较短。第二，城市桥梁具有较大的高度差异时。第三，城市桥梁选择的位置，具有明显的地面运动特点，在高频时段为能量主要集中的位置。

2 减隔震装置的布置与选取

在城市桥梁建设中起到减振作用的减隔震装置主要设置的位置有以下两种。第一，减隔震装置安置在桥墩的底部位置，能够保证整体桥梁结构具有的动力影响在很大程度上降低。第二，减隔震装置安置在桥墩的顶部位置，能够保证桥梁上部结构具有的惯性作用力在很大程度上降低。然而，不论将减隔震装置安置在桥梁的哪个位置，提高对能力以及地震力耗散的设计水平都是应该重点关注的地方。在此过程中，应该将作用原理比较简单的减隔震装置进行优先选择，保证减隔震装置的力学性能可以满足桥梁抗震要求。与此同时，还要使减隔震装置具有能够满足桥梁正常负荷需求的能力。

3 细部构件和构造的设计

3.1 与传统抗震构造措施的协作

第一，在桥梁的梁体与设置的抗震挡块之间必须预留做够的空间，这样能够保证在地震发生时，起到抗震作用的位置是隔震体系，当地震发生的情况比较严重时，桥梁的抗震结构才会发生作用。第二，在设计抗震构造时，所使用的施工材料应该选择具有较强吸能、缓冲作用的材料，不应选择具有较大刚度的材料。

3.2 隔震桥梁构造措施

第一，在桥梁的梁端和桥台以及各个梁端之间，必须保证预留充分的空间，提高对能力和地震力耗散。第二，纵向连续加强结构是适合使用在简支梁隔震体系中。第三，将横向支挡的方式运用在桥梁的支座处，并且在横向支挡方式与梁体之间预留做够的空间，提高对能力和地震力耗散。第四，对装配式简支梁具有的横向联系应重点加强，将有效的预防桥梁侧面倾斜的方法运用其中。第五，将防落梁装进行安置时，应该使梁端与桥墩、桥台的外侧距离最小，将地震中落梁带来的危害降到最低。

4 减隔震桥梁设计实例

下面以我国厦漳跨海大桥为例，详细说明减隔震技术在城市桥梁抗震中的应用。其北部引桥的第三联具有的预应力为5×50m，其构造是混凝土结构，经过实际研究发现，厦漳跨海大桥北引桥工程桥梁使用单箱单室箱形梁作为桥梁上部分的主要结构，桥墩的结构为矩形空心桥墩，NBP5-NBP10 作为桥墩的墩号，其中固定墩号为NBP7 和NBP8。普通钢材料是主要使用的制作材料，主要的支座类型分为两种，即滑动支座和固定支座。根据厦漳跨海大桥北引桥工程的初始设计图中，桥梁具有的材料特性和几何特性，对厦漳跨海大桥北引桥建立空间三维杆系模型，主要是用的技术为SAP2000 非线性有限元软件。

4.1 地震波输入

根据我国目前减隔震技术在城市桥梁抗震中的应用水平以及具体的实践结果，对厦漳跨海大桥北引桥开展的抗震设计方法，可以采用两阶段设计、两水平设防的方式，其地震动输入的依据来源，主要以厦漳跨海大桥北引桥场地地表实际具有的地震动参数为主，具体图表一设防标准和地表峰值加速度所示，运用一致激励法对输入的时程反应进行全面分析。

表1 设防标准和地表峰值加速度

根据图1，475年重现期（P1）水平方向地表加速度时程和图2，1950年重现期（P2）水平方向地表加速度时程所示，我们能够明确的了解，地震波的具体的输入模式采用的是横桥向+竖向输入、纵桥向+竖向输入两种。在对动力进行计算的过程中，将5%设置为阻尼比。

图一 475年重现期（P1）水平方向地表加速度时程

图二 1950年重现期（P2）水平方向地表加速度时程

4.2 双曲面球形支座减震效果分析及比较

表2 第二联固定桥墩墩底最大剪力减震效果比较(纵向)

根据横桥向+竖向输入、纵桥向+竖向输入两种方式获得的地震波结果，我们能够看出，引桥第二联固定墩的地震响应最大,对固定墩的最大地震响应进行比较,具体比较如表2、表3、表4、表5所示。

表3 第二联固定桥墩墩底最大弯矩减震效果比较(纵向)

表4 第二联固定桥墩墩底最大剪力减震效果比较(横向)

表5 第二联固定桥墩墩底最大弯矩减震效果比较(横向)

5 结束语

综上所述，根据以上针对减隔震技术在城市桥梁抗震中的应用，进行的详细分析，我们可以清楚的知道，想要将城市桥梁抗震质量提高，最大限度保证使用的安全性，减隔震技术的管理是必不可少的。减隔震技术相关的工作人员在开展具体的管理工作时，必须对桥梁施工的情况进行准确了解，制定出一套适合城市桥梁抗震的方式，对于在减隔震技术中出现的问题，必须加以重视，做到第一时间解决，最终完成提高城市桥梁抗震能力的目标。