分析橋梁設計中隔震設計要點

吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢設計有限公司，山東 東營 257091)

分析橋梁設計中隔震設計要點

吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢設計有限公司，山東 東營 257091)

針對橋梁設計中隔震設計要點和對橋梁工程震害進行分析，結合這些內容，探討了隔震設計過程中，隔震設計主要內容，最后結合相關案例，對隔震設計進行深入研究。

橋梁設計；隔震設計；震害

1 橋梁設計中的隔震設計

1.1 隔震設計原理

(1) 適當延長橋梁結構的自振周期，進一步降低震害所帶來的干擾，使用隔震設計，促使橋梁原有的自振周期得到有效改變，進一步避免震害發生時，橋梁結構自振周期和地震周期吻合而產生結構共振。

(2) 適當提高橋梁結構的阻尼，通過提高阻尼裝置，進一步增大橋梁結構阻尼，當震害發生的時候，將橋梁地震力被迅速分散，進一步降低地震帶來的影響。

(3) 分散橋梁結構水平地震，因為水平地震所帶來的干擾比較大。

1.2 隔震設計的技術特點

在進行橋梁設計過程中，隔震設計的主要目的在于為橋梁結構構件設計提供一定保障，促使其具備一定的彈性和塑性。在隔震設計過程中國，除了使用柔性支柱，還需要對橋梁上部或者下部結構單獨設置隔震措施，從而完成對結構的保護，以防止結構構件被損害。對于隔震裝置而言，其屬于隔震設計中的基礎性內容，進行隔震設計過程中，需要對隔震裝置中的等效剛度和等效阻尼進行詳細計算，然后結合計算結果，對隔震裝置進行科學選擇。其中的附屬結構同樣屬于隔震設計的基礎性內容。在對附屬結構進行具體設計過程中，一定要確保細部設計足夠精細化，進一步確保隔震裝置對震害帶來的較高反應能力。在橋梁的附屬結構設計過程中，必須確保細部設計足夠精細化，從而確保隔震裝置對震害具有較高的反應能力，其中的附屬結構主要有限位裝置和伸縮縫裝置以及防水落梁裝置等。

1.3 隔震設計的原則

進行實際的隔震設計之前，一定要提高對橋梁區域地質條件、地質狀況等的分析，提高重視力度，保證隔震設計的有效性和適應性。初次進行隔震設計時，需對橋梁項目做全面考察，明確橋梁實際服務年限，然后結合已有的橋梁設計方案，對各個結構的基本情況進行深入分析，最終選擇出比較合適的位置，促使隔震設計應用得以完善，防止出現隔震設計作用難以發揮的現象。當隔震設計明確之后，需進一步增加橋梁的整體抗震能力，對抗震裝置進行合理選擇，遵循適宜原則，促使隔震結構和橋梁之間存在較高的匹配度，并且充分滿足橋梁結構的力學性能需求。當地震災害據結束之后，開展隔震設計之后，因為震害問題的影響，可能會導致部分結構出現一定的位移。需進一步對橋梁結構做出調整，確保橋梁具有一定安全性。

2 隔震設計主要內容

2.1 隔震裝置

對于隔震裝置而言，其在隔震設計中，屬于一項關鍵性因素。目前廣泛使用的兩種隔震設計方式有：彈性反應譜設計和及時成苗分析法。針對這兩種設計方式，不同國家有著不同的規范，在計算公式上也有所不同，存在一些公式所使用的是隔震裝置等效剛度，還存在一些公式所使用的則是隔震裝置等效阻尼。在進行實際設計過程中，需結合實際情況對不同計算公式進行選擇。因為橋梁對地震反應以及地震裝置振幅具有一定聯系，對地震裝置進行具體設計過程中，需要對最大振幅進行進一步考慮，再這一基礎上，選擇科學的設計方式。如果結構較為復雜，或者存在不規則橋梁隔震裝置，在具體設計時， 可有對時程分析法進行使用，這種方法具體實施過程中，技術人員需對其彈性作出進一步計算，對彈性產生變化的范圍作出科學分析，通過這種方式保障隔震裝置具備較為良好的彈性。針對彈性反應譜法的使用而言，這種方式在具體計算過程中相對簡單，在實際操作時也十分方便，規范性強，因此被廣泛應用在橋梁隔震設計當中。

2.2 附屬結構

隔震裝置是用來隔震的，但是卻難以實現徹底的隔震，使用時，需對一些附屬結構進行設計，其屬于一種附屬設備，為隔震設計提供良好的附屬效果。當下，有大部分設計師還沒有意識到，對于附屬結構而言，若進行細部位置的設計，在進行具體計算時相對復雜，有可能會引發橋梁結構隔震效果下降，降低隔震反應能力。從實踐經驗中發現，對橋梁進行具體隔震細部結構進行設計過程中，要求其具備較強的連續性。針對橋梁而言，對于地震相應計算方式而言，需對其作出進一步優化和改進。

3 案例分析

以某工程為例，橋梁全長為188 m，本橋梁所使用的施工技術是高度等寬預應力混凝土連續箱式設計方式。對這一方式進行使用，所設計的結構對高度尺寸的要求為50 m、87 m、50 m，這種情況下，可以設置4.8m的橋梁高度，而其跨中則為2.3 m，這時所設計的箱梁混凝土則控制在19.2 m，確定橋梁底板的厚度為0.3～0.75 m。橋梁中主橋墩選配的混凝土強度等級為C30，然后技術人員直接將橋墩設計成1.5 m。對于這一類型的橋梁，為其選擇彈性支撐方式，對橋梁結構之間所存在的相互作用作出模擬，然后對結構具體尺寸進行設計，最后合理布局。

4 結束語

在進行橋梁設計過程中，隔震設計具有較高的重要性，尤其是對現代橋梁的設計。針對橋梁工程而言，對隔震技術進行使用，能夠有效降低地震災害對橋梁帶來的破壞。當下，我國隔震設計方面的理論和實踐技術均不夠成熟，但是經過相關業內人士的不斷研發，促使隔震技術在橋梁防震技術中發揮的作用越來越大。

[1] 劉偉. 基于全壽命設計理論的橋梁設計要點分析[J]. 科技創新與應用,2013,(14):216.

[2] 王榮華. 巖溶區橋梁樁基勘察與設計要點分析[J]. 鐵道工程學報,2012,(9):53-58.

[3] 張建國. 橋梁搭板設計及構造要點分析[J]. 交通世界,2017,(7):100-101.

U442

C

1008-3383(2017)10-0136-01

2017-08-01

吳軍軍(1985-)，男，工程師，研究方向：橋梁工程。