試論市政橋梁設計中隔震設計

徐文濤 蘇志祥

【摘要】當今社會不斷進步，科學技術和建筑技術的日益發展，推動著國內的市政橋梁事業也產生巨大發展。橋梁設計是城市建設當中的重要部分，具備著一定公共性質，若其出現一丁點的問題、隱患甚至是事故，都可能會給社會帶來不容忽視的巨大影響和傷害。因此橋梁的抗震是極其重要的問題。只有把橋梁隔震效果充分發揮，橋梁才能夠被合理利用起來。橋梁抗震是當前必須重視的問題。本文對隔震設計進行簡要介紹，并對其進行詳細分析，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

【關鍵詞】市政橋梁；隔震；設計

橋梁工程在國內市政橋梁事業當中具有基礎性的地位，其意義不容小覷。橋梁不僅關系到城市建設和交通建設，一旦發生意外或者事故，還會牽連到國家利益、社會利益以及人民群眾的利益，這都是由其所具備的公共屬性所決定的。橋梁的隔震設計無疑是橋梁工程的重中之重，因為它不僅關系到橋梁的壽命和使用性，還關系到公共安全和利益。本文在此對相關方面進行研究，以期為現實中的橋梁工程建設提供具有現實性意義的借鑒。

一、隔震設計概述

1.隔震原理闡述

當前抗震方式不斷革新，推動著隔震原理的誕生和發展。不少人會先入為主地認為隔震原理功能就是抵抗地震的功能，其實并非如此。它的功能其實是降低地震。該種原理能夠有效提高橋梁對地震的抵抗性，能夠使橋梁結構受損的程度極大地降低。橋梁施工和設計的過程當中，常見的提高橋梁抗震性的做法是提高橋梁整體強度和變形能力。在此基礎上引進柔性裝置，就是隔震設計的中心思想。這種設計，能夠確保橋梁關鍵位置減少與地面間的運動聯系，保障橋梁在地震突發之時能夠極大程度避免重要結構受損，使得地面加速明顯比結構反應的加速度要小。此外，隔震設計還借鑒了阻尼設計方法，阻尼能夠將地震所帶來的能量給消耗掉，當橋梁的上部、隔震結構被傳遞了能量時，地震能量被大幅度降低了。

2、隔震技術特征

將隔震技術運用到橋梁設計當中的主要目的是讓隔震裝置消耗掉地震能量，使地震后的損害程度與結構變化降到最低，使結構周期得以延長。橋梁設計師應當秉承合理的理念對橋梁隔震進行設計，這是因為理念對于設計工作而言意義重大，它能夠確保抗震系統和構建中存在著較大的彈性和可塑性。將隔震技術應用到橋梁的設計過程當中，要注意先將工程管理水平提高上去，使得工程成本得到降低，以便有效保護橋梁墩柱。另一方面，應當在上部結構里運用隔震設計，這樣便能夠極大地減少甚至消除地震后"橋梁下部大于彈性范圍"的反應。

二、市政橋梁設計中的隔震設計分析

1、設計隔震裝置

在對隔震橋梁進行抗震設計時，對于隔震裝置、其他構建這兩部分的設計是最主要的兩個方面。隔震裝置設計是其中最為核心的部分。當前，隔震設計常用的手段就是彈性反應譜法。雖然許多國家也利用這種手段，但是各個國家的規范有所區別，比如日本、歐洲以及美國都各有各的規范。它們之間的區別是細微的，區別主要體現在計算公式上，主要表現為等效阻尼和等效剛度這兩方面的計算公式。復雜性較高、不規則程度較高的橋梁，則經常會使用時程法。而彈性反應譜法之所以應用性較為普遍和廣泛，主要是由以下幾點決定：第一，該種方法在施工當中實施起來的難度較低，能夠被各施工單位所普遍接受；第二，它非常接近當前的規范計算法，各施工單位對此的接受程度也較高；第三，當地震發生時，等效阻尼計算與等效高度隔震裝置這兩者的最大變形度是密切關聯的，所以這就決定了我們在隔震設計中運用彈性反應譜法的重要性。由于實際計算中還缺乏非常精確就能夠使目標輕易達到的公式，因此便誕生了對設計師的高要求：設計師必須具有掌握橋梁結構和估量地震響應程度的較好的能力，并據此而將設計方案制定出來，在方案被設計出來以后，并應用一連串時程的時候，對該設計的合理性和可行性進行剖析。

2、設計細部構造

橋梁附屬設計對于隔震設計也是很重要的，它的主要內容是防落梁和伸縮縫等等。通過調查以及對震害動力時程進行分析好探究，可以體會到橋梁的動力響應以及隔震效果對于整個工程設計所發揮的作用是不容小覷的。但是，當前不少人忽視了這一部分的重要性，將其放在了沒有體系其重要性的位置，這是當前我們應當引起重視的問題。此外，在地震發生時，計算附屬結構響應的方法的復雜性極高，所以設計師在設計細小構件的時候也應當將連續性考慮進去。

三、橋梁隔震設計的意義

1、橋梁隔震設計的好處

設計橋梁的過程中，對隔震設計進行強化，可以使每個結構支座間的地震力存在狀況得到良好的改善和有效的分解。這樣可以使橋梁基礎部位獲得良好的保護和支撐。另一方面，強化隔震設計也能夠使橋梁的上部得到良好保護和支撐。隔震設計能夠調節橋梁的橫向剛度，也能有效改善橋梁結構扭轉問題和平衡問題，使地震力得到降低。隔震設計方法和理念也應當被運用到橋梁的上部設計當中，使得地震過后上下結構所產生的"超出橋梁自身彈性"的狀況獲得消除和控制，防止"彈性超出范圍以后局部位置出現變形"的現象發生。隔震系統的設計還能夠將抗震效能更好地發揮出來，所以，在不斷提高工程造價的同時，還應當對提高工程質量予以高度的重視。隔震支座還應當在正常條件下被運用于橋梁隔震的設計當中。這樣一來，盡管溫度變化或者其他方面發生了變化，也不會再出現太大的變形現象，由此，橋梁設計就能將多垮連續橋梁的作用充分體現出來，可以提高運用伸縮縫的便利性和有效性。這樣一來，即便發生了較大地震，也能較方便地進行隔震裝置的更換，對橋梁進行維護所需要的時間也會被大大地縮短。

2、橋梁隔震設計的重要性

所謂隔震設計的安裝，就是指在橋梁建造的過程中安裝隔震器，它可以使得橋梁獲得水平方向上的支撐，從而使水平方向的周期也得到有效的延長。此外，還應當定期地安裝阻尼器，這主要是為了使橋梁的阻尼效應得到有效提升。這樣一來，當發生地震時，地震影響對建筑的程度可以被降低。由于隔震設計通常在建筑結構的首層以下開展，所以隔震設計的驗證通常應當由科學實驗來進行，并得出規范的、具有說服力的數據。最近幾年來，國外關于橋梁隔震設計的技術已經越來越發達和成熟，但是國內關于該方面的研究依舊處于較低水平，還需要不斷發展和完善，不斷改進和探索。尤其當前還屬于初級發展階段，許多方面還需要向國外進行借鑒和學習。

結束語：

國內市政橋梁設計、橋梁建筑工程當中，隔震設計的作用是舉足輕重的。前文的分析已經表明，雖然當前國內對于這方面的研究還比不上發達國家，雖然國內關于這方面的水平還很有限，但是我們可以虛心向他人借鑒和學習，吸收別人的經驗和優良成果，并結合實踐經驗不斷探索和研究，必定會取得這方面的莫大進步。此外，眾所周知，當重大自然災害比如地震發生以后，對于市政橋梁的危害性是極其嚴重的，它會嚴重威脅到國家、集體與人們的財產安全和生命安全，因此，我們應當予以高度重視，扎實掌握該方面的施工技能和設計技術。

參考文獻：

[1]王鑫.無伸縮縫橋梁的影響因素分析[J].中小企業管理與科技（上旬刊）2009（11）.