橋梁結構設計中減隔震技術的應用

周憲超

摘 要：橋梁工程在公路施工過程中起著重要的作用，其自身結構的抗震性會直接影響交通運輸。通過將減隔震設備運用在橋梁結構當中，當發生地震時，其可以減輕地震對橋梁結構造成的損壞，延長橋梁的使用壽命。

關鍵詞：減隔震技術;橋梁結構;公路工程

中圖分類號：U442.55 文獻標識碼：A

當發生地震災害時，就會使社會出現不必要的經濟損失，同時還會對各種工程結構的平穩性造成直接影響，其中包括橋梁工程。為了使橋梁自身的抗震性能得到明顯提升，許多設計師在設計橋梁結構過程中均使用了減隔震技術，最大程度上提升了橋梁結構的平穩性與總體性。所以，研究減隔震技術在橋梁結構設計中的運用具有至關重要的作用。

1 減隔震技術概述

1.1 減隔震技術概念

減隔震技術具有隔震和減震的功能。隔震主要是在設計橋梁過程中，可以有效分離器導致的結構損壞運動和結構自身。要想快速實現橋梁結構的分離，需要在施工建設過程中，增加路橋結構的使用時間，針對地震發生率較高的區域，需要精巧的設計路線方向，進而可以把地震災害波動力度對路橋結構造成的損壞保持可控的范圍中。通過對路橋實施減震，可以在發生地震時，針對路橋結構中形成的能量，利用減震支座、阻尼器等有關減震設備消耗其產生的能量，進而可以更好的降低能量對結構造成的破壞。

1.2 減隔震技術原理

1.2.1 減震技術原理

橋梁減震技術的使用原理是通過一些減震設備排放與消耗橋梁結構中產生的能量，進而可以減輕能量對橋梁結構造成的損壞。橋梁減震技術是在橋梁結構當中的主要抗震位置設計阻尼和耗能零件，增強橋梁主要抗震結構的動力性能，通過吸取強力震動形成的巨大能量，同時為橋梁結構發揮緩沖作用，進而可以降低能量對橋梁結構造成的損壞，能夠增強橋梁結構的抗震性能，最終使橋梁總體結構的穩定性與安全性得到有效保障。

1.2.2 隔震技術原理

橋梁隔震技術是一種隔震結構的體系，該技術是借助某一種隔震設備構成的特殊結構設計，其主要目的是使用特殊隔震結構把對橋梁運動和橋梁結構造成影響的因素進行分離。隔震結構體系一般分為上部結構、隔震設備及下部結構，同時利用隔震設備使橋梁結構的加速度反應大大下降，同時有效分割地基處震動，進而增強橋梁的總體抗震性能。比如，Rion-Antirion大橋是法國著名公司指導設計，同時進行建設，該大橋底部是使用鋼管樁加強固定，同時將砂礫層當作隔震設備。

2 減隔震技術在橋梁結構設計中的應用重要性

地震災害發生過程中，地震產生的能量會對橋梁的基礎結構造成直接影響，若情況嚴重，乃至會使橋梁倒塌，橋墩出現斷裂的情況。這種情況對人們的日常生活造成嚴重影響，比如，交通、供電、通訊及供水等，如果橋梁被摧毀時，就會對人們的生命財產安全造成直接影響。所以，相關人員設計橋梁結構過程中，需要采用先進的設計方法，從而使橋梁建設的質量得到有效保障。橋梁設計過程中運用減隔震技術指的是，主梁能夠保證水平支撐，減輕地震對橋梁造成的不良影響。與此同時，絕緣結構設計完善了橋梁各結構的地震應力，減震抗震隔震在調整橋梁結構設計過程中的橫向剛度中可以起到平衡扭轉的作用，進而可以降低地震對橋梁結構造成的損壞，增強橋梁結構的抗震性。總而言之，將抗震技術運用在橋梁結構當中具有重要的作用。另外，盡管一些橋梁從強度方面可以承受地震產生的振動力，但是因為橋梁上下部位置結構連接不緊密，總體性較差，通常會導致橋梁上下部結構之間出現較大的相對位移，進而損壞橋梁結構。

3 減隔震技術的實際應用

3.1 擺式滑動摩擦支座的設計

在許多橋梁工程設計過程中均會使用擺式滑動摩擦支座，通過運用這種結構支座能夠使橋梁結構設計符合抗震設計的要求，使橋梁工程的總體安全性得到有效保障。擺式滑動摩擦支座的技術方案在應用過程中主要是有機整合滑動摩擦與鐘擺的力學原理，從而使橋梁工程減隔震設計效果得到進一步提升。如果外部荷載力對橋梁造成直接影響時，擺式滑動摩擦支座能夠發生一定的滑動，然而發生滑動的位置保持一個曲面的設計結構，在曲面滑動摩擦時，能夠清除地震產生的外部應力。與此同時，鐘擺的設計原理能夠延長橋梁支座的使用時間，從而與設計標準相一致，使橋梁工程的使用穩定性得到有效保障。當發生地震災害時，就會使滑動曲面的曲率半徑與滑動摩擦支座的形狀發生改變，從而有效的對消地震產生結構形變量，從而發揮出這個結構設計方案的抗震效果。

3.2 鉛芯橡膠支座的設計

鉛芯橡膠支座這種隔震設備還能夠增強橋梁結構的抗震性能，使橋梁結構的使用安全性得到有效保障。這種支座的結構是把眾多鉛芯安裝在分層橡膠支座中組成一整套健全的抗震結構。因為鉛芯擁有較強的力學性能，強化其同橡膠支座的有機整合，可以使鉛芯的抗震性能大大提高。另外，鉛芯支座的屈服剪應力比較低，但是其最初剪切應力非常高，同時還擁有較好的彈塑性能，因為鉛芯性能具有這方面的優點，因此其可以符合工程運用中對隔震提出的各種要求，因而鉛芯橡膠支座廣泛應用于我國的橋梁建設當中。

3.3 梁間連接器的設計

在橋梁設計過程中使用梁間連接器能夠使橋梁的穩定性更加安全可靠，橋梁移位往往是一個外部力的因素。梁間連接器的使用能夠降低地震的傳播。這種設備提供一種非常普遍的阻礙震動傳播的功能;在橋梁與橋梁結構之間運用，可以全面發揮保留槽具有的作用，經過阻止橋梁結構在橋墩上的移動，可以使橋梁結構的平穩性得到大大提升。梁間連接器通常需要在橋的兩側進行安裝，與兩個法輪進行有效連接，這樣可以避免橋梁出現倒塌的情況，同時將橋梁倒塌的可能性控制到30%左右。梁間連接器的設計，要求設計人員具有較高的專業水平，同時嚴格根據設計標準對該設備進行設計。

3.4 黏滯阻尼器的設計

黏滯阻尼器減震設備實際上是一種耗能型設備，其在使用過程中是利用設備當中活塞的前后運動形成壓力差，在壓力差的推動下，促使黏滯流體流到節流孔當中，然而減震設備會出現耗能與阻尼力。當地震形成的振動力較大時，同樣會加快橋梁變形的速度，導致粘滯阻尼器發生相同的變化，進而降低了橋梁結構的變形程度。若將粘滯阻尼器運用在橋梁結構設計當中，則設計人員需要把粘滯阻尼器設計在橋邊墩的中間位置，或將其設計在加勁梁與橋梁輔助墩的中間部位。為了實現理想的運用效果，有效設計減隔震裝置，使橋梁結構具備較強的抗震性，針對橋梁結構進行全面分析，從而可以使其設計的總體安全性與穩定性得到有效保障。

4 結論

總而言之，橋梁減隔震技術屬于一種新型的抗震方法，使用隔震技術能夠降低地震等自然災害對橋梁結構造成的損壞，同時還可以更好的抵消進入橋梁結構當中的能量，進而使橋梁總體結構的穩定性得到有效保障，因此減隔震技術在橋梁設計與施工過程中起著舉足輕重的作用。因為減隔震技術的運用在我國還是初級階段，因此相關企業需要借鑒國外先進的技術，同時在橋梁項目施工建設當中累計有關經驗，尋找其存在的問題，進而可以加大橋梁減隔震技術和有關配套技術的科研力度，從而有效的改善與優化減隔震技術。

參考文獻：

[1]左維，汪竹英.減隔震技術在橋梁結構設計中的應用[J].交通世界，2020（31）：114-115+139.

[2]藍航.減隔震技術在橋梁結構設計中的應用分析[J].人民交通，2019（12）：72+74.

[3]張炯.橋梁結構設計中的減隔震技術的應用分析[J].綠色環保建材，2018（04）：127.

[4]陳翔.淺析減隔震技術在橋梁結構設計中的實踐應用[J].科技創新與應用，2017（05）：224.