桥梁设计中隔震设计的重要性分析

桥梁设计中隔震设计的重要性分析

孙建勋

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽省230088

摘要：在桥梁工程设计中，需要对桥梁的影响因素进行综合考虑和分析，确保设计的有效性。现阶段，桥梁工程在实际应用中受到震害的威胁，导致桥梁的耐久性和安全性降低，严重时甚至会引发桥梁安全事故，因此亟需优化桥梁设计。然而实际设计中，由于对隔震设计的认识不足，导致桥梁设计效果不佳，影响桥梁的功能性和安全性。

关键词：桥梁设计；隔震设计；重要性

桥梁工程是衔接两处不连续区域的重要工程类型，对便利交通和提高运输效率具有重要意义。在桥梁设计中，需要综合分析影响桥梁设计的因素，并选择最优的桥梁设计方案。震害是影响桥梁结构稳定和桥梁服务功能的严重灾害类型，如不能针对震害对桥梁设计进行调整，就可能会导致重大安全事故的发生。在隔震设计中，通过对隔震装置和相关附属构件的设计，可以有效改善桥梁的受力情况，减少震害对桥梁的冲击，从而有效提升桥梁的稳定性和安全性。

1桥梁设计中隔震设计的作用与优势

1.1隔震设计的作用

隔震设计主要通过设置隔震装置来起作用，隔震装置形成隔震层，使隔震层在工作时处于一个相对弹性的状态，大大降低了桥梁坍塌发生的可能性，从而保证了桥梁的安全性和稳定性。桥梁隔震设计的主要目的是为了平衡桥梁使用所产生的阻尼效应，同时使桥梁水平方向的支撑力能够满足桥梁结构整体稳定性的需求，而这些都需通过对桥梁的隔震装置进行设计。桥梁结构设计中引进隔震技术可以提升桥梁结构的整体稳定性，特别是在一些地质灾害的情况下，隔震设计能够有效减少桥梁受到的破坏力。

1.2隔震设计的优势

一方面将隔震设计引进桥梁结构设计可以防止桥面的塌陷，因为隔震设计能够把桥梁受到的外力平均分配到桥梁其它结构中，使得桥梁受力更为均衡，不会因桥梁受力点单一而导致桥梁结构的坍塌；另一方面，在地震等地质灾害中，隔震设计能够调节桥梁结构的横向刚度，减少桥梁受到地震力的影响，这体现了隔震设计在提高桥梁结构的可靠性、安全性及整体稳定性上的优势；此外，隔震设计的上部设计可以减少甚至消除下部结构超出弹性范围现象的发生，将部分结构埋置于桥墩等一些难以检查和修复的结构中，可以减少这些结构造成的非弹性变形。因此，对于桥梁的质量与安全、可靠性来说，在桥梁结构设计中引进隔震设计具有重要的作用、优势及意义。

2隔震设计概述

2.1隔震设计的原则

隔震设计作为一个新兴的设计理念，是桥梁结构设计的一个重要组成部分。桥梁隔震设计是加强抗震性的重要措施，隔震设计的质量好坏直接影响到桥梁使用的安全性与可靠性。根据我国近年来桥梁结构设计中引进隔震设计的相关经验，隔震设计应该遵循以下几条原则：通过实地调查，对桥梁施工现场进行全面考察，分析当地桥梁是否能够采用隔震设计、是否适宜采用隔震设计，是否能够在地震发生时对其传出的能量进行吸收；特别是地震区的桥梁设计，考虑的设计结构应该更多。例如，桥梁结构设计必须要相对简单，避免设计中带有一些突变结构的桥墩，还应该减少一些带孔设计的引进。整体设计上，尽量保证桥梁结构的对称性。综上，相关桥梁的设计师和建筑师需要保证桥梁结构设计引进隔震设计的合理性，避免桥梁设计中出现盲目性、跟风性；桥梁结构设计引进隔震设计的同时，充分考虑其他技术的引进，辅助使用其他设计方式；在设计隔震装置时，应充分考虑地震等地质灾害，尽量减少桥梁结构中一些不必要的震动，保证桥梁地基的稳固性，进而确保隔震设计的合理性；严格的遵循力学等相关知识的指导，对隔震装置进行选择性的采用，保证隔震设计的科学性。

2.2隔震设计的原理

增加桥梁结构的柔性支柱、减弱桥梁各个结构的藕连、提高桥梁反应的速度，从而极大程度的降低地震等地质灾害对桥梁的破坏是隔震设计的基本原理。但是，隔震设计并不是完全为了抵抗地震，而是为了阻断地震对桥梁的冲击破坏力而保护桥梁的结构。另一个方面，隔震设计也是为了尽可能快速、大量地消耗地震波携带的大量能量，充分考虑到桥梁可能发生的结构变形问题，所以隔震设计中对每个构件都具有严格的要求，保证每个构件都具有良好的可塑性。

2.3隔震技术的主要特点

隔震技术与防震技术在桥梁建筑抗震设计中的具体应用，其根本目的就是为了科学运用这些隔震设备以达到延长桥梁结构实用周期、消耗地震强大能量以及有效降低地震之后桥梁的结构毁坏与变化的能效。那么在实践中对桥梁建筑进行隔震设计过程中，最为重要与关键的要素就是需要具有科学、合理的设计方案，使有关的抗震系统组建可以具有非常强的弹性以及可塑性。那么隔震技术与防震设计在桥梁设计过程中的具体采用，一方面能够起到有效减少桥梁工程造价的目的，还可以同时提高桥梁建筑工程的功能效果，因此其通常要比传统的桥梁抗震设计的抗震效果更高，能够显著地保护桥梁主体与基础墩柱，从而实现了科学降低桥梁墩柱延性要求的作用以及目的；而另一方面，桥梁结构中的隔震措施科学应用也能够显著地减少、彻底消除在地震之后桥梁的组织体超出其弹性范围的严重问题，同时对于另外一些在地震发生后很难加以检查或者是修复的结构，应用隔震设计后还能够有效避免在相应部位发生比较严重的非弹性变形问题。

3隔震设计在桥梁设计和施工的具体运用

3.1桥梁设计中的隔震技术应用案例

桥梁为变高度等宽预应力的混凝土连续梁桥，全长为186m。所以采用50m+86m+50m的结构进行布局设计，支点梁高为4.8m，跨中梁高为2.2m。箱梁的构建采用的是等宽预应力C50直腹板单箱四室的混凝土结构，箱梁底板的构建厚度在0.25~0.8m范围内，底宽为19.3m，设计宽度为24.3m，利用1.5m的C30钢筋混凝土作为构建主墩的群桩嵌岩基础，主墩采用花瓶形墙式墩身，桥梁中的相关设计均是通过计算机软件三维弹性梁单元模拟结构进构建，其构建内容具体有桥墩、承台、主梁。桥梁如果利用该模型进行构建，一般都具有一定的恢复力与缓解力。峰值的加速度在发生地震时将会达到0.05~0.2858之间，振型阻尼保持在0.05，通过非线性时程进行分析。

3.2隔震系统的设计

要实现良好隔震目标，首先必须确保隔震系统的设计质量。科学的隔震系统的设计应满足一定刚度要求和具备量化消散地震影响力的标准，可应用隔震设计来减少桥梁结构的惯性影响。因此，必须设计和生产出性能稳定、可靠的阻尼器和相关配套器材。一般而言，采取弹性反应谱法设计的隔震系统需要不断改进和优化，在具体设计中，要科学控制隔震系统的力学效应。

3.3细部构造的设计

桥梁主体结构上的相关附属结构在桥梁整体的隔震设计中，一样发挥着非常显著的作用，这些桥梁结构的附属物与其构件具体包括：桥梁限位装置、桥梁伸缩缝、桥梁防落梁设备等，通过对其诸多的震害调查进行分析后了解到，这些桥梁附属性的细部构造同样是严重影响着桥梁结构整体稳定性与隔震效果的核心方面。但是现阶段普遍存在的隐患问题则是，绝大多数的桥梁隔震设计人员通常会忽略这些细部构造的技术运用、设计方案、将其放置于次要的地位上，另外一点，也是因为在地震动力响应中计算该附属结构的计算手段与分析过于复杂导致的。因此在桥梁设计时，应该确保在细部构件的设计过程中具备非良好的稳定性与连续性。

4结论

总而言之，桥梁建筑与设计中的隔震设计与防震技术是有效提高桥梁主体质量的关键环节。因此，必须提升对于桥梁设计中隔震设计的研究力度，吸收和借鉴国外的一些技术经验，并结合工程实践经验，对桥梁设计中的隔震设计进行不断的改进与完善，提高桥梁的隔震性能，以实现优化我国的桥梁隔震技术的目的。

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