隔震设计的重要性及其在桥梁工程中的应用

关键词：隔震设计；桥梁结构；重要性及应用

在桥梁工程中采用隔震设计，能够有效分解桥梁结构支座中的地震力，并且为桥梁上部结构提供较好的支撑力，保证桥梁结构处于良好的平衡状态，进而避免发生局部变形问题，保证桥梁工程结构的安全性和稳定性。在桥梁工程施工建设过程中，隔震设计已经成为当前桥梁施工的重要工艺，能够有效延长桥梁工程的使用寿命，提高桥梁结构的整体抗震性能。

1.1隔震设计的概念原理

桥梁隔震设计是采用隔振器让桥梁获得相应的水平支撑，通过使用阻尼器来增强隔震体系的阻尼效应，最终减轻地震对桥梁损害的一种桥梁工程的抗震设计，其最终目的是保证桥梁工程结构的整体抗震性能[1]。在桥梁工程抗震设计中，隔震设计是应用比较好的一种减震方式，能够有效减轻地震对桥梁造成的破坏作用。桥梁工程中的抗震设计和隔震设计具有一定的差异。隔震设计的主要目的是保证桥梁结构的性能，减轻地震对桥梁结构的冲击，进而提升桥梁的抗震水平，所以隔震设计的目的不是以抵抗地震为主，而是有效阻隔地震对桥梁的冲击。进行隔震设计的原理是增加桥梁结构的柔性支柱，降低桥梁结构之间的关联性，在地震发生时有效阻隔掉其中的大部分能量，从而降低地震对桥梁结构的冲击。

1.2隔震设计的特征

在桥梁工程施工建设过程中采用隔震设计能够较好保证桥梁工程结构的整体性能，增强桥梁结构的抗震效果。隔震设计主要有以下几个特征[2]。（1）有效减轻地震的损毁程度。有效分解桥梁结构之间的受力情况，从而在地震发生时候降低桥梁结构之间的关联性，减轻地震危害。（2）有效提升桥梁工程的整体效能。可以在很大程度上提升桥梁工程的整体性能，并且有效降低桥梁工程的造价。（3）防震效果良好。在桥梁工程施工建设中采用隔震设计，与常规抗震技术相比能起到更好的防震效果，增加桥梁工程结构中支柱的稳定性，消除桥梁结构中地震反弹范围的相关反应。

2.1隔震设计的重要性

近些年，泥石流、地震、山体滑坡等灾害对我国桥梁造成了严重的危害，同时也对桥梁工程施工建设提出了更高的要求。为有效增加桥梁工程的抗震效果，提升桥梁抵抗地震发生时造成破坏的能力，就需要在桥梁施工建设的过程中重视隔震设计。在桥梁工程的隔震设计中，通过设置隔振器能有效延长桥梁结构的自振周期，减轻地震对桥梁上部结构的冲击作用，从而达到防震的相关要求[3]。同时也可以在桥梁隔震设计中采用安装阻尼器的方式，通过阻尼器的阻尼作用来降低地震产生的能量，降低地震对桥梁的破坏。隔震设计具有较多突出的优势。（1）应用隔震设计能在一定程度上增强桥梁对地震能量的分解，有效降低地震的冲击力对桥梁结构的破坏程度，从而起到良好的保护作用。（2）在桥梁的上部结构中应用隔震设计，能够在一定程度上调节桥梁的横向刚度，避免桥梁的局部位置发生相应的变形问题，从而改善桥梁结构的扭转平衡问题，降低地震对桥梁工程整体结构的影响。（3）能够提升桥梁工程的经济效益，提升桥梁工程的质量。（4）隔震设计中的支座不会受到外界温度的影响，在多跨连续桥中能够有效减小桥梁的伸缩缝。

2.2桥梁工程中隔震设计的基本原则

（1）在进行桥梁工程的隔震设计之前，需要准确了解和把握整个桥梁的结构，并判断该桥梁工程是否适合进行相应的隔震设计[4]。（2）分析桥梁工程的基本状况、周围的地形地质特点以及桥梁后期使用中的通行状况，进而确定桥梁工程设计中的震动载荷大小，从而设计适合的桥梁隔震等级，为桥梁工程隔震设计奠定一定的基础。（3）在隔震设计中还要考虑桥梁主体结构的相关问题，避免相关隔震装置对桥梁主体结构的完整性造成影响。

3.1在隔震装置中的应用

目前的桥梁工程中应用隔震设计，主要是采用弹性反映谱法进行隔震装置的设计，以动态反映出桥梁整体结构受到地震的影响程度。比如将阻尼器加入到隔震装置的设计中，利用阻尼器良好的阻尼效果来降低地震的破坏作用，减少桥梁工程所受到的危害程度[5]。同时在隔震装置的设计过程中，还要全面计算等效阻尼和隔震装置的等效刚度。通过弹性反映谱法在桥梁工程中的实际应用，能够有效降低隔震装置的变形情况，提高桥梁工程的整体施工的质量。

3.2在细部结构设计中的应用

细部结构是桥梁的附属结构，通常包括防落梁装置、伸缩缝和限位装置等。经过相关研究发现，桥细部结构会直接影响桥梁整体的抗震性能，同时也会影响桥梁的使用寿命。因此，相关施工单位需全面了解桥梁结构的隔震效果和动力响应情况。在设计桥梁桥面与支架间的连接缝时，相关设计人员需要把控好连接缝的尺寸，经过精密计算选择最合适的连接方式，尽量缩小缝隙以避免影响桥梁工程的整体隔震性能。同时，必须做好桥梁隔震中的细部结构设计工作，以保证桥梁结构之间良好的连续性，有效提升桥梁整体结构的抗震性能。

3.3合理应用摆式滑动摩擦支座

在设计桥梁结构的过程中，设计人员应充分考虑如何应用摆式滑动摩擦支座提高桥梁结构的抗震安全性能。摆式滑动摩擦支座主要是结合滑动摩擦支座和钟摆概念，形成的一种减隔震装置。摆式滑动摩擦支座的滑动面是曲面，通过曲面滑动摩擦尽可能地消耗地震能量，为桥梁结构自重提供必要的自复位能量，延长桥梁结构的振动周期。

3.4合理应用铅芯橡胶支座

铅芯橡胶隔震支座是在分层橡胶支座中加入一些铅芯，从而形成一种减隔震装置。因为铅芯具有良好的力学性能，可以有效结合分层橡胶支座，所以铅芯也成为较为适合的减震材料。铅芯橡胶支座的屈服剪应力相对偏低，但是初始剪刚度相对偏高，具有较强的弹塑性，其塑性循环还具有较强的耐疲劳性能。所以铅芯橡胶支座是桥梁结构隔震设计中应用较为广泛的隔震装置。

综上所述，在桥梁工程的设计中，隔震设计是十分重要的环节，其对桥梁工程的整体抗震性能具有重要的影响。桥梁工程中采用隔震设计，能够有效分解桥梁结构支座中的地震力，并且为桥梁上部结构提供较好的支撑力，保证桥梁结构处于良好的平衡状态，进而保证桥梁工程结构的安全性和稳定性。本文对隔震设计的相关概念以及特征进行了阐述，分析了隔震设计在桥梁工程建设中的重要性，保证在施工阶段能够达到相应的标准和要求，有效提高桥梁工程的施工质量和防震效果，同时研究了隔震设计在桥梁工程中的具体应用，希望能够提升桥梁工程隔震设计的水平。