淺談橋梁設計中隔震設計的要點

1、<p>　　淺談橋梁設計中隔震設計的要點</p><p>　　摘 要：本研究以橋梁設計中的隔震項目作為研討中心，在列舉隔震設計主要優(yōu)點的基礎上，研討了橋梁隔震技術的基本原理，分析了橋梁隔震技術的基本特點，提出了橋梁隔震設計的基本原則，提供了橋梁設計中隔震技術應用的要點與方法。 </p><p>　　關鍵詞：隔震設計；橋梁設計；原則；結構；概念設計；數(shù)值設計；原理 </p&g

2、t;<p>　　隔震是橋梁設計中重要的環(huán)節(jié)和技術組成，有了隔震方面的設計，橋梁設計工作將會得到進一步科學化的保證，橋梁結構也將更能適應交通和行車的實際要求，橋梁的安全與壽命也才會有體系與功能上的保證。因此，在現(xiàn)代化橋梁設計過程中，隔震被列為重要的功能與系統(tǒng)目標，正在成為橋梁設計的主要環(huán)節(jié)。新時期，橋梁設計要重視隔震的功能和價值，正確把握橋梁設計中隔震技術的原理，發(fā)揮隔震技術的特點和優(yōu)勢，通過對概念和數(shù)值的規(guī)范化與科學化設計

3、提升橋梁設計的總體水平與質量，做到對隔震效果保障的同時，全面實現(xiàn)橋梁設計的各層面、各級別、各標準的目標。 </p><p>　　1 隔震設計的主要優(yōu)點 </p><p>　　橋梁抗震水平是提升橋梁壽命、確保橋梁安全運行的重要參數(shù)，只有提升橋梁隔震水平，才能夠從結構、基礎和功能上控制各類震動對橋梁的影響。具體地講隔震設計在橋梁結構應用中具有如下的主要優(yōu)點： </p><p

4、>　　1.1 隔震設計的保護作用 </p><p>　　橋梁設計中采用隔震裝置和結構可以釋放橋梁結構的應力，通過位移和形變改善橋梁在地震和震動中整個橋梁的受力結構，進而使橋梁在地震狀態(tài)下受力更為合理，降低震動對橋梁基礎和墩臺的破壞，從結構與功能上提升橋梁抵御地震和震動的能力。 </p><p>　　1.2 調節(jié)橋梁橫向剛度 </p><p>　　地震波對橋梁結

5、構的傷害主要來源于橫波，可以在橋梁隔震設計中選用隔震裝置，通過裝置的運動來改善橋梁的扭轉平衡，做到對橫向波動的有效調節(jié)，使橋梁結構能夠得到盡可能的穩(wěn)定性，避免地震波對橋梁結構造成深度地破壞。 </p><p>　　1.3 優(yōu)化橋梁的主要結構 </p><p>　　隔震結構的應用可以優(yōu)化橋梁結構，改變傳統(tǒng)橋梁施工和維護的技術體系和模式，使傳統(tǒng)難于施工和修復的位置做出調整，更能適應橋梁建設和維

6、護的具體需要，在確保橋梁結構穩(wěn)定和性能發(fā)揮的同時，做到對橋梁抗震能力的基本保障。 </p><p>　　1.4 提高橋梁的經濟性 </p><p>　　隔震設計中可以選用結構、裝置等不同類型來抵御震動對橋梁的威脅，并且對溫度、材料、結構引發(fā)的橋梁徐變、老化等問題有著同樣的適應與處理能力，通過隔震設計的應用可以大大延長橋梁的長度，并擴大橋梁的寬度，不但提升了橋梁的通行能力，而且也提高了橋梁的

7、壽命，最為重要的是，采用隔震設計后，還降低了橋梁維修和養(yǎng)護的經濟成本，大大提升了隔震設計的經濟性。 </p><p>　　2 橋梁隔震技術的原理 </p><p>　　橋梁隔震技術是改變橋梁抗震能力的重要技術，其原理就是控制震動的頻率和幅度，降低地震對橋梁帶來的威脅，進而確保橋梁穩(wěn)定，實現(xiàn)橋梁結構和交通安全的基礎。從物理學上講，橋梁隔震技術主要有如下兩個機理： </p>&l

8、t;p>　　2.1 控制橋梁的固有震動頻率 </p><p>　　從地震頻率的研究上看，橋梁固有震動頻率與地震頻率有著高度地相近性，如果地震發(fā)生時震動頻率于橋梁固有震動頻率向一直，將會引發(fā)橋梁結構的共振現(xiàn)象，進而產生對橋梁的嚴重傷害。在橋梁隔震設計中，可以選擇設置隔震設施，規(guī)劃隔震結構等方式改變橋梁固定震動周期和頻率，避免地震波與橋梁自振產生共振，做到對橋梁結構安全的保證。 </p><

9、p>　　2.2 提高橋梁的阻尼效應 </p><p>　　提高橋梁阻尼效應可以通過位移和形變等方式實現(xiàn)，也可以通過設置隔震層等方式增加結構性的阻尼作用，使橋梁在震動情況下通過摩擦和變形消耗掉大部分能量，確保橋梁處于彈性和連續(xù)的工作狀態(tài)，進而避免橋梁產生坍塌和破壞。 </p><p>　　3 隔震技術的特點 </p><p>　　隔震技術在橋梁設計中的采用，可以

10、提高地震時結構的安全性，使上部結構設計更加靈活，抗震措施簡單明了，合理運用橋梁設計中隔震設計可以做到震后無需修復、具有明顯的社會和經濟效益；經合理設計，可以降低工程造價。 </p><p>　　4 橋梁隔震設計的基本原則 </p><p>　　梁設計應力求結構形式簡單，墩臺不宜設計成帶孔者，盡量避免帶有突變部分的橋墩臺，除非在托盤與墩臺身連接處設有適當?shù)呢Q向抗震鋼筋以減少應力集中的可能。還

11、應盡量采用對稱式的結構，以免地震時結構產生扣力。 </p><p>　　5 橋梁設計中隔震設計的要點 </p><p>　　5.1 橋梁設計中隔震概念設計 </p><p>　　在橋梁設計中隔震設計中要明確隔震的概念，特別對于重要性橋梁更要提高隔震和抗震的水平，除隔震支座外，結構其余構件響應為彈性，對應于較高水準地震作用，允許結構中橋墩發(fā)生有限非彈性變形，較低水準地

12、震作用采用地面加速度峰值為0.2g，較高水準地震作用，采用地面加速度峰值為0.48g。 </p><p>　　5.2 橋梁設計中隔震數(shù)值設計 </p><p>　　隔震支座類型選為鉛鋅橡膠支座，隔震支座尺寸的擬定，目前主要有兩種方法來完成，一種方法是首先根據已有經驗選定隔震支座的尺寸，根據選定尺寸進行結構的地震響應分析和下部結構的設計，并與預期的地震響應進行比較，判別是否可行，如不滿足要求

13、，則修改假定的支座尺寸，重新分析，直到滿足設計要求為止；另一種設計過程是首先從隔震設計角度出發(fā)，結合所確定的隔震支座類型，初步設定一個比較合理的隔震周期和對應的等效阻尼比（如鉛芯橡膠支座等效阻尼比可選10%～20%），進而根據一系列公式來得到支座的初步設計參數(shù)，隨后進行響應的校核，判別是否滿足設計要求，如不滿足，則對一些參數(shù)做適當調整。 </p><p><b>　　6 結語 </b><

14、;/p><p>　　隨著橋梁建設步伐的加快，出現(xiàn)在地質災害高發(fā)區(qū)域的橋梁呈現(xiàn)數(shù)量上增加的趨勢，在設計環(huán)節(jié)提升橋梁的抗震能力，選用更為合理的抗震結構稱為設計的關鍵。要從橋梁的安全性和經濟性的角度審視設計環(huán)節(jié)中的隔震問題，建立起橋梁設計中做好隔震環(huán)節(jié)的基本原則，通過對隔震原理和隔震結構的全面應用，提升橋梁的穩(wěn)定性和適應性，對橋梁設計、建設、穩(wěn)定、安全等綜合目標的實現(xiàn)發(fā)揮出基礎性的功能和作用。 </p>&l

15、t;p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 韓鵬，孟??.淺談橋梁抗震設計方法與減隔震技術[J].山西建筑， 2009（16）. </p><p>　　[2] 程華群，劉偉慶，王曙光.高層隔震建筑設計中隔震支座受拉問題分析[J].地震工程與工程振動，2007（04）. </p><p>　　[3] 孔德怡，李黎，江