橋梁結構設計中減隔震技術的應用

王衛中

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 減隔震技術的定義

減隔震技術主要是通過設置必要的減隔震措施可以讓橋梁獲取一定的水平向心力的支撐，進而可以使得橋梁阻尼效應的增加，降低地震等自然災害對于橋梁產生的損壞影響，確保橋梁結構的完整性，保證運行性能不會受到較大的損失和影響。減隔震技術應用到橋梁項目中有著較高的優越性，促進橋梁穩定性的提升。

2 減隔震技術的要求

2.1 設計原理

我國的橋梁在減隔震技術中，主要是通過如下原理進行:(1)小型地震不會發生損壞事故，或者輕微損壞，地震發生后橋梁的性能不會發生根本性的變化，各個結構處于彈性狀態中;(2)中等地震后會產生一定程度的損壞，但是必要維修處理依然可以投入使用，總體結構是非彈性態勢;(3)大型地震后出現嚴重的損壞，但是沒有坍塌，經過修補處理后依然可以正常的使用，橋梁處于彈塑性的狀態中。

2.2 適用要求

減隔震技術原則分析可以了解到，橋梁頂部架構震動時間相對較短，橋梁基礎結構性能比較高的情況下可以選擇該技術。因此，結合國家標準的要求，減隔震技術應用的高度不能超過40 m，橋梁架構和硬度要達到平衡性的要求，不能形成減隔震的條件下可以達到1 s以下，根據實際情況進行數據的計算確定，然后是建設相應的模型，以做出合理的推算和設計。各項因素都要綜合性分析，包含風力影響的壓力，不能超過橋梁重力的1/10。

2.3 減隔震設施的設計

(1)減隔震座在進行設計中，橋梁的減隔震技術可以根據需要選擇使用橡膠底座的結構形式，在設計中，要確保各個結構盡量的趨同性設計，從而可以防止發生嚴重的扭轉力的影響。從具體的操作中，可以保證減隔震座中的各個間隔距離控制在2 m以下，且減隔震體系的硬度要和頂部架構保持同一中心，以減弱扭轉力的影響。(2)減隔震底座直徑在設計中，需要保證其在規劃的范圍內，確?？v向力達到規定的要求，以使得底座的規模符合實際需要，能夠提升一定的結構性能水平，不會產生扭曲損壞的問題。(3)減隔震應該設置橫向影響與阻尼，橋梁減隔震座應該通過橡膠底座的硬度、阻尼比等參數分析確定。

3 減隔震技術在橋梁設計和施工的具體運用

3.1 確定隔離設計運用的條件

橋梁的減隔震結構設計前，進入到施工現場了解地質條件、水文狀況、自然環境等因素。從當前的應用情況分析，橋梁設計與施工中，都能夠按照標準要求進行減隔震座的設計。但是有些橋梁并不能能夠適用，所以要綜合各個方面的要素進行分析，展開合理的論證，從而可以進行橋梁設計與施工情況的掌握，然后提升減隔震技術的總體水平。從實際情況分析，達到下述條件才能開始進行減隔震座的設計:(1)橋梁所在區域內地質狀態良好，在地震發生之后可以達到一定的穩定性要求;(2)橋梁下部結構剛性性能比較好，固定周期相對較短。如果符合上述兩個條件，就可以進行減隔震技術。橋梁長期的運行，通過減隔震技術可以消除震動的影響。如果橋梁結構剛度性能較好，結構固定周期是沒有進行減隔震時的2倍，或者上下結構部分的固有周期有著很大的差異，上下結構在運行中也不會產生比較大的聯合震動反應。從具體情況分析發現，橋面在出現運行反應后能夠真實展現出減隔震、減震的效果。如果能夠達到這些要求，就不要進行減隔震技術:(1)橋梁下部剛度性能比較差，固有周期相對比較長;(2)橋梁位置上地質條件比較差，周期長，在運動中容易產生共振反應;(3)橋基穩定性比較差，在發生震動后容易產生晃動的情況。

3.2 橋梁結構設計中的減隔震設計流程

在具體的操作環節，減隔震設計流程如下:(1)在設計的過程中，進行減隔震系統設計是首要工作，也是對于整體性能產生直接影響的一個環節。要想達到減隔震的效果和標準， 減隔震系統在設計中應該達到一定的剛度性能標準，并且進行量化消散影響力的影響。從目前的具體操作情況分析發現，可以通過減隔震的結構設計以消除橋梁的結構慣性所產生的影響。因此，在設計中應該達到性能的穩定性標準，選擇使用性能符合要求的阻尼器材與相應的配套設施。從實際情況分析，通過合適的彈性反應譜方式的設計實現減隔震系統的優化和設計，保證設計方案達到要求，減隔震結構的力學性能較為優越。(2)減隔震結構的細節設計中，橋梁附屬結構的性能非常的重要，所以結合實際情況進行地震發生情況的分析和研究，保證橋梁附屬結構在發生地震之后也能夠達到完整性的標準。而實際情況分析卻并不是如此，設計人員、管理人員都沒有做好細節的關系，導致減隔震的效果比較差。因此，加強細節管理尤為重要，各個細節方面的因素都要充分的考慮，從而可以提升減隔震的效果。

3.3 減隔震技術的科學應用

針對于不同烈度的地震發生情況，要從下述兩點進行分析:(1)合理的確定橋梁的結構性能，了解地震發生后結構產生的變化;(2)設計人員綜合分析橋梁結構性能，掌握必要的操作方式，確定設計標準和要求。如果達到這一標準，設計人員積極總結經驗教訓，系統掌握減隔震系統的整體性能。合理的進行該方面的設計，提高結構的設計水平，實現精細化設計的標準。保證設計方案具備科學性與合理性，發揮出各個細節部分的作用，這并不是計算就能夠實現的，而是經驗總結之后的結果。因此，在設計方案確定前，應該全面的掌握橋梁的地震影響模式，采取必要的細節處理措施，最終可以提升減隔震的效果。

3.4 橋梁結構設計中減隔震技術應用的注意事項

當前我國的橋梁在進行減隔震的設計中，標準和規范并不能達到統一性的要求，還需要總結實際經驗，特別是橋梁結構的細節設計，很多情況下都缺乏科學性，導致減隔震的效果難以發揮出來。對于大跨度的橋梁來說，在結構設計應該滿足可持續發展的要求。但是粘滯阻尼器被廣泛的使用到世界上很多橋梁工程中，其投入時間相對較短，且目前很多企業生產的粘滯阻尼器還存在漏油的問題。而我國并未發布相關的國家標準、行業規范等，導致該結構部件問題更加的嚴重，所以我國減隔震設計并未全面的應用到橋梁工程中。此外，有些不合理產品進入到橋梁領域內，產生極為嚴重的后果，給橋梁性造成巨大的影響。因此，阻尼器的選擇過程中，做好質量檢查管理是非常重要的工作，尤其是耐久性、抗疲勞性方面。在阻尼器的運行階段，應該定期檢查，一旦有任何問題，應該及時更換。因此，橋梁設計應該明確統一的標準。除此之外，還需要保證橋梁減隔震制作達到性能最大化的要求，抗變形效果比較好，達到科學性與合理性的要求?？傊?，橋梁減隔震結構設計要遵循實際情況需要，不能盲目選擇和設計。

4 結 論

從目前的實際情況分析，橋梁結構設計中減隔震技術的應用是非常重要的，可以提升橋梁的結構性能，即使發生地震也不會帶來較大的損壞，從而可以提升橋梁運行的安全性，但是目前該方面還有明顯的缺陷，還需要加強技術研發，以更好的促進橋梁抗震性能的提升，達到安全性、可靠性的標準。