市政桥梁设计中的隔震设计分析

1、市政桥梁设计中的隔震设计分析 摘要：近些年我国的城市交通事业飞速发展，不但在运行速度上有了很大提升，而且在安全性方面也有很大的改进，桥梁作为城市交通系统中一个非常重要的组成部分，其在城市交通运输中的作用也是越来越明显。为进一步提高城市交通事业的发展水平，应该从根本上增加市政桥梁的防震性能。本文笔者介绍了市政桥梁隔震设计必要性，简单总结了目前隔震设计的主要特点和基本的设计规则，并着重分析了隔震设计在市政桥梁中的具体应用。 关键词：市政桥梁；设计；隔震；特点；原则；应用 桥梁是现代交通运输中不可越少的元素，同时它也是整个城市交通系统中危险性最高的部分，一旦发生地震等自然灾害就会遭受重创，因此在设计

2、的时候应该有意识的提高桥梁的隔震性能。所谓隔震是抗震效果的一种延伸，它的主要作用是减少地震的损害而不是抵抗地震来袭，这一性能能够有效地保护桥梁的结构，间接地在一定程度上提高市政桥梁的安全性。其将柔性的抗震装置引入桥梁的设计之中，从而尽可能减小桥梁和地面运动的关联性1，最终降低地震对桥梁的破坏。 一、市政桥梁隔震设计的原则 隔震设计是确保市政桥梁抗震功能的一个重要环节，只有将这一工作做好，才能从根本上增加桥梁结构的抗震性，通常在设计隔震结构时应该遵循以下原则： 1、实地考察 在设计桥梁的隔震设计时，设计人员应该首先实地考察该桥梁项目，确定在使用过程中其抗震能量吸收功能仍然可以加强，在保证其能够承

3、受隔震设施的安装施工带来的损害并且安装完成之后能够实现后预期的抗震效果时才能进行设计施工。另外设计人员还应该实地勘察桥梁地基的稳固性和施工现场地质类型和环境，确保其地质条件能够承受地震带来的伤害，从而提高隔震设计的功能。 2、提高桥梁的抗震性 如果在设计桥梁时确实要使用隔震设施，那么和普通的桥梁设计相比，其对桥梁的质量要求和抗震性能要求就更加苛刻，因此要采取一定措施提高桥梁的质量和抗震性。 3、选择合适的隔震设施 在对市政桥梁进行隔震设计时应该注意所选用的隔震设施的质量和隔震性能高低，确保其隔震效果能够满足桥梁本身对抗震性的强度要求。同时在选择时还要尽量选择那些结构相对简单的隔震设施，并保证它

4、抗震性能的发挥在其力学性能规定的范围内2，保证其自身在地震发生时不会遭受重创，从而在地震发生的过程中持续发挥隔震作用。 4、及时修补地震裂痕 及时市政桥梁上安装了隔震设施，但是在地震来袭时桥梁仍然会遭到一定损害，其内部结构也会因为地震原因发生移位或者产生裂痕，如果这些故障没能及时修补就会造成更严重、面积更大的破坏，因此在地震结束后应及时修补故障并对隔震设施进行检查和完善。 二、市政桥梁隔震设计特点 在对市政桥梁的抗震性进行设计时，需要在不破坏桥梁原有结构的基础上安装隔震设施从而延长桥梁桥梁结构的周期，同时将因地震施加在桥梁上的能量进行吸收和消耗，降低地震对桥梁的伤害。桥梁的隔震设计能够在很大程

5、度上提高桥梁的稳定性，将其引入桥梁的结构之中能够将分散位于桥梁下方结构底座上的地震力3，降低地震力在每部分结构上分布的大小，从而保护其桥墩和桥梁结构的基础。当出现等级较高的地震时，它能有效延长桥梁结构振动的周期，使地震输入进桥梁内部的能量降低，和那些没有隔震设计的桥梁相比，在发生地震时该桥梁能过轻易地更换隔震设施，并间接缩短维修时间和费用，而以往的加固桥梁工作会花费较多的时间和费用。将隔震设计引入桥梁的横向地震反应中，隔震设施能够在一定程度上提高桥梁的刚度和稳定性，进而改善桥梁的平衡作用，将地震力尽可能地降低。在对桥梁进行水平方向上的隔震设计时，桥梁结构上层部分上的隔震作用能够缓解或者消除桥梁

6、下方弹性超标的问题，这对于那些很难修复的位置具有重要意义，能够有效降低这些部位非弹性变形等问题发生的频率。将隔震设计引入市政桥梁结构中，能够在同样的成本条件下获得更强的抗震性能，在地震发生时能够有效保护墩柱满足墩柱的延性需求。在隔震设施功能正常发挥的情况下，其隔震支产生的抗力会随着徐变、温度变形等的发生而减小4，这能在一定程度上缩小伸缩缝的大小。 三、市政桥梁隔震设计的具体应用 1、桥梁上应用隔震设计的基础条件 从桥梁自身的结构及其周边的基础设施来讲，很过市政桥梁都能够将隔震设计引入其结构之中，但是也存在着一些特殊的桥梁不能引入，因此在设计时设计人员应该仔细勘察和分析桥梁的结构和周围的地质特征

7、，在确定其符合引入隔震设计的基础上为其进行隔震设计。通常能够满足隔震设计需要的条件包括：桥梁周围的地质条件优良，保证在发生地震时桥梁和桥墩受损害教小；桥梁的内部结构坚固稳定，并且桥桥梁本身的固有周期很短。只有在同时满足这两个条件时才能着手进行隔震设计，从而保证在隔震设计应用之后，能够实现增加桥梁周期的目标，并最终降低地震对桥梁的危害。在桥梁的下部结构有比较强的刚度时，通过隔震设计的作用其固有周期能够达到不使用隔离设施桥梁周期的2倍甚至更多。如果市政桥梁内部结构的固有周期有很大差异，那么其内部结构之间就不会产生比较明显的耦联振动反应，所以桥面上的运动才能将隔离设施的减震作用清晰地反映出来。经过多

8、次试验总结出以下几种情况不适合应用隔震设计：市政桥梁本身结构刚性较弱、桥梁的固有周期很长、桥梁地基土质松软、桥梁的基础地荃松动等等5。 2、桥梁中的具体隔震设计 （1）支撑构造上的设计 桥梁上的附属结构在桥梁隔震设计中所起的作用非常大，这些附属结构主要包括伸缩缝、防落梁设施以及限位设施。通过研究大量的桥梁在地震发生时动态变化，研究人员发现这些附属设施很大一部分属于支撑结构，它们作为振动隔离和动态响应效果的主体而存在。但是在实际的设计过程中，很多设计人员往往会忽视这些细节上的构造，进而使隔震设计的应用效果不明显或者直接使其失去隔震效果。因此在对桥梁的隔震功能进行设计事应该有意识的增加这些支撑结构

9、设计的质量和精确度，保证隔震设计的功能能够顺利发挥。 （2）隔震设施的设计 对市政桥梁的隔震功能进行设计时，最重要的一个环节就是隔震设施的设计。要想实现预期的隔震抗震目的，就必须确保隔震设施具有较强的刚度，同时在设计设施时还要采取相应措施提高它吸收地震能量的能力。在实际的设计中，通常会通过隔震设施隔震作用的发挥减小桥梁上的惯性力，因此必须设计出效果良好的隔震设备和阻尼器。目前使用最多的设计隔震设施的方法就是弹性反谱法6，但是其设计出的隔震设施会在使用中不断磨合从而降低隔震效果，因此需要设计出的隔震设施进行不断的优化和更新。在实际的隔震设计中经常使用的隔震实施为滚珠隔震装置，它能确保在桥梁承受较的大荷载时产生的水平位移较小，其结构如下图所示： 结束语：市政桥梁设计中的隔震设计时确保桥梁稳定性和安全性的重要基础。目前我国的隔震设计还处在起步阶段，很多方面还存在欠缺，因此我们应该注意科学地总结设计经验，虚心学习国外先进的隔震设计技术，从而不断提高我国桥梁设计中隔震设计的水平，提高我国桥梁的隔震抗震性能。 参考文献： 1陈华斌. 隔震设计在市政桥梁设计中的应用J. 珠江水运，2014，17：67-68. 2王雪峰. 市政桥梁工程中的隔震设计技术J. 科技传播，2014，17：138-139. 3张雪峰. 市政桥梁设计中隔震设计的探