橋梁抗震設計及減隔震技術應用

張家順 安 斌

（1. 濰坊工程職業學院，山東 青州 262500；2.日照交通規劃設計院有限公司，山東日照 276800）

至今，地震仍是一種難以避免的自然現象，一旦發生就會造成人類社會的重大災難。國內多年來經歷了大大小小無數次地震，承受著十分嚴重的后果。國家城市化建設進程的加快，使得橋梁成為現代交通網絡中必不可少的基礎設施之一，在交通運輸、推動當地社會經濟文化發展等方面起著極為關鍵的作用。

1 橋梁工程抗震設計方法

地震會對橋梁的穩定性造成嚴重的破壞，橋上車輛的長期通行所引起的振動現象，也會影響橋梁的穩定性。因而，對橋梁進行抗震設計，是橋梁工程建設的必要環節。橋梁因其自身特點，其抗震性與結構穩定性，對地震時附近人們的安全有著極其關鍵的影響，也是影響后續震區救援工作的主要因素。國家經濟水平的進步，推動了橋梁工程建設行業的快速發展，在橋梁抗震設計方面也積累的許多施工設計經驗。現下常見的抗震設計方法主要有基于強度性能、基于性能基礎和材料延性設計等。

1.1 基于強度性能的設計方法

此方法的設計方案是于橋梁設計階段，將工程地基作為靜荷載測試對象，結合結構構件的性能，來分析橋梁結構施工。基于強度性能的設計方法能夠有效提升橋梁抗震性能，但如建設地域的地質結構穩定性較差，則不適用此設計方法。此方案在實際應用中有良好的實用性，因而在當下的橋梁抗震設計中有較多的應用。

1.2 基于性能基礎的設計方法

這種設計方法在當下的橋梁抗震設計中，主要是多類設計項目的總體設計思想。在橋梁抗震設計工作開展之前，需要先分析抗震設計所希望達成的效果，再結合預想效果來進行有針對性的設計。此方法在落實后，能有效保障區域范圍內的人員安全。基于性能基礎的設計方法會量化地震危害性及防護范圍，并以此為參考來細化設計方案，整體設計內容非常復雜，但具有很高的應用效果，在橋梁抗震設計工程中有較大的適用范圍。

1.3 材料延性設計

橋梁施工階段，使用量較多的材料主要是金屬材料與混凝土。在橋梁抗震設計中加強針對其施工材料方面的設計，也是常見的設計方式之一。在具體的設計工作中，需要先設定模擬地震力，再對比不同材料在地震力試驗工程中的表現，結合材料的穩定性來進行抗震設計。此種方法的抗震設計較為全面，在提升橋梁安全性方面有較強的作用，有效提升了抗震設計的實用性。

2 橋梁減隔震技術的原理

橋梁減隔震技術是指對橋梁加裝結構部件，來增加其對地震力的抵御能力與分散能力，降低地震造成的破壞。橋梁抗震設計中有很多減隔震技術，其于橋梁工程中的應用大幅度提升了橋梁的穩定性。

減隔震技術的原理主要是利用分散、抵消、安置緩沖裝置等方式，來實現橋梁減震作用。橋梁減隔震技術的設計方向是橫向的擴散，縱向方面的減震運動存在但是相對偏少，加上對減震設施的合理應用，來實現地震力的抵消與擴散，確保橋梁的穩定性與安全性。

3 橋梁減隔震技術的應用

3.1 橋梁隔震體系

橋梁隔震技術主要目的是分離建筑結構與地面運動，采取安置隔震支座和阻尼器等方式來延長結構的自振周期，避免地面運動向上部結構傳遞。隔震橡膠支座、摩擦滑動隔震裝置、滾軸等是當下常見的隔震技術。以日本宮川大橋為例，在隔震設計上，于橋墩頂部安置了隔震支座，使原橋梁的自振周期得到大幅度提高，有效降低了橋梁振動響應。

3.2 橋梁減震體系

減震技術是將耗能裝置安裝在橋梁結構上，在結構體系發生振動時，耗能裝置會發生變形，來降低受控體系的地震反應。阻尼器大多安裝在橋梁結構的最大位移處，來降低橋梁各個方向的振動響應。對橋梁斜拉索的水平位移及振動進行控制，也能起到橋梁結構之間減震的作用。

3.3 減隔震裝置的選擇

橋梁工程在選取減隔震裝置時，應考慮其荷載能力及結構復原能力。減隔震裝置的安置難度較大，使用期限較長，在裝置選取時需要加以重視。測試減隔震裝置的荷載能力，并與工程荷載要求及設計地震等級要求來進行比對后，再選取合適的裝置，確保地震發生時，所選取的減隔震裝置能發揮其應用的效果。

減隔震裝置在發揮其減震能力的情況下，還需保障橋梁能在地震后的穩定性，這就要求減隔震裝置有較高的結構復原能力。減隔震裝置在地震過程中會受到沖擊，如沖擊力較大，則其支座則需在發生較大變形后能實現快速復原，確保橋梁結構穩定性，提升交通運行的安全程度。

4 結語

橋梁所在環境相對特殊，其抗震設計與其他的土木工程有很大的差異。橋梁的減隔震設計實踐中，應對工程實際進行綜合考量，結合工程地質條件與地震情況等特點，來利用合適的減隔震裝置與設計方法。技術人員也應積極完善橋梁減隔震設計的方案，深入探索新的設計理念，推動減隔震技術實現在橋梁工程中的大規模應用。減隔震技術的發展與應用，會確保地震后橋梁結構的安全性，保障震后災區交通通暢、救災工作能順利進行。