橋梁工程中隔震設計的作用及應用
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摘要：主要闡述了隔震設計的相關概念以及特征，分析了隔震設計在橋梁工程建設中的重要性，研究了隔震設計在橋梁工程中的具體應用，旨在保證施工階段能夠達到相應的標準要求，有效提高橋梁工程的施工質量和防震的效果，提升橋梁工程隔震設計的水平。
關鍵詞：隔震設計；橋梁結構；重要性及應用
引言
在橋梁工程中采用隔震設計，能夠有效分解橋梁結構支座中的地震力，并且為橋梁上部結構提供較好的支撐力，保證橋梁結構處于良好的平衡狀態，進而避免發生局部變形問題，保證橋梁工程結構的安全性和穩定性。在橋梁工程施工建設過程中，隔震設計已經成為當前橋梁施工的重要工藝，能夠有效延長橋梁工程的使用壽命，提高橋梁結構的整體抗震性能。
1.1隔震設計的概念原理
橋梁隔震設計是采用隔振器讓橋梁獲得相應的水平支撐，通過使用阻尼器來增強隔震體系的阻尼效應，最終減輕地震對橋梁損害的一種橋梁工程的抗震設計，其最終目的是保證橋梁工程結構的整體抗震性能[1]。在橋梁工程抗震設計中，隔震設計是應用比較好的一種減震方式，能夠有效減輕地震對橋梁造成的破壞作用。橋梁工程中的抗震設計和隔震設計具有一定的差異。隔震設計的主要目的是保證橋梁結構的性能，減輕地震對橋梁結構的沖擊，進而提升橋梁的抗震水平，所以隔震設計的目的不是以抵抗地震為主，而是有效阻隔地震對橋梁的沖擊。進行隔震設計的原理是增加橋梁結構的柔性支柱，降低橋梁結構之間的關聯性，在地震發生時有效阻隔掉其中的大部分能量，從而降低地震對橋梁結構的沖擊。
1.2隔震設計的特征
在橋梁工程施工建設過程中采用隔震設計能夠較好保證橋梁工程結構的整體性能，增強橋梁結構的抗震效果。隔震設計主要有以下幾個特征[2]。（1）有效減輕地震的損毀程度。有效分解橋梁結構之間的受力情況，從而在地震發生時候降低橋梁結構之間的關聯性，減輕地震危害。（2）有效提升橋梁工程的整體效能。可以在很大程度上提升橋梁工程的整體性能，并且有效降低橋梁工程的造價。（3）防震效果良好。在橋梁工程施工建設中采用隔震設計，與常規抗震技術相比能起到更好的防震效果，增加橋梁工程結構中支柱的穩定性，消除橋梁結構中地震反彈范圍的相關反應。
2隔震設計的重要性及基本原則
2.1隔震設計的重要性
近些年，泥石流、地震、山體滑坡等災害對我國橋梁造成了嚴重的危害，同時也對橋梁工程施工建設提出了更高的要求。為有效增加橋梁工程的抗震效果，提升橋梁抵抗地震發生時造成破壞的能力，就需要在橋梁施工建設的過程中重視隔震設計。在橋梁工程的隔震設計中，通過設置隔振器能有效延長橋梁結構的自振周期，減輕地震對橋梁上部結構的沖擊作用，從而達到防震的相關要求[3]。同時也可以在橋梁隔震設計中采用安裝阻尼器的方式，通過阻尼器的阻尼作用來降低地震產生的能量，降低地震對橋梁的破壞。隔震設計具有較多突出的優勢。（1）應用隔震設計能在一定程度上增強橋梁對地震能量的分解，有效降低地震的沖擊力對橋梁結構的破壞程度，從而起到良好的保護作用。（2）在橋梁的上部結構中應用隔震設計，能夠在一定程度上調節橋梁的橫向剛度，避免橋梁的局部位置發生相應的變形問題，從而改善橋梁結構的扭轉平衡問題，降低地震對橋梁工程整體結構的影響。（3）能夠提升橋梁工程的經濟效益，提升橋梁工程的質量。（4）隔震設計中的支座不會受到外界溫度的影響，在多跨連續橋中能夠有效減小橋梁的伸縮縫。
2.2橋梁工程中隔震設計的基本原則
（1）在進行橋梁工程的隔震設計之前，需要準確了解和把握整個橋梁的結構，并判斷該橋梁工程是否適合進行相應的隔震設計[4]。（2）分析橋梁工程的基本狀況、周圍的地形地質特點以及橋梁后期使用中的通行狀況，進而確定橋梁工程設計中的震動載荷大小，從而設計適合的橋梁隔震等級，為橋梁工程隔震設計奠定一定的基礎。（3）在隔震設計中還要考慮橋梁主體結構的相關問題，避免相關隔震裝置對橋梁主體結構的完整性造成影響。
3隔震設計在橋梁工程中的應用
3.1在隔震裝置中的應用
目前的橋梁工程中應用隔震設計，主要是采用彈性反映譜法進行隔震裝置的設計，以動態反映出橋梁整體結構受到地震的影響程度。比如將阻尼器加入到隔震裝置的設計中，利用阻尼器良好的阻尼效果來降低地震的破壞作用，減少橋梁工程所受到的危害程度[5]。同時在隔震裝置的設計過程中，還要全面計算等效阻尼和隔震裝置的等效剛度。通過彈性反映譜法在橋梁工程中的實際應用，能夠有效降低隔震裝置的變形情況，提高橋梁工程的整體施工的質量。
3.2在細部結構設計中的應用
細部結構是橋梁的附屬結構，通常包括防落梁裝置、伸縮縫和限位裝置等。經過相關研究發現，橋細部結構會直接影響橋梁整體的抗震性能，同時也會影響橋梁的使用壽命。因此，相關施工單位需全面了解橋梁結構的隔震效果和動力響應情況。在設計橋梁橋面與支架間的連接縫時，相關設計人員需要把控好連接縫的尺寸，經過精密計算選擇最合適的連接方式，盡量縮小縫隙以避免影響橋梁工程的整體隔震性能。同時，必須做好橋梁隔震中的細部結構設計工作，以保證橋梁結構之間良好的連續性，有效提升橋梁整體結構的抗震性能。
3.3合理應用擺式滑動摩擦支座
在設計橋梁結構的過程中，設計人員應充分考慮如何應用擺式滑動摩擦支座提高橋梁結構的抗震安全性能。擺式滑動摩擦支座主要是結合滑動摩擦支座和鐘擺概念，形成的一種減隔震裝置。擺式滑動摩擦支座的滑動面是曲面，通過曲面滑動摩擦盡可能地消耗地震能量，為橋梁結構自重提供必要的自復位能量，延長橋梁結構的振動周期。
3.4合理應用鉛芯橡膠支座
鉛芯橡膠隔震支座是在分層橡膠支座中加入一些鉛芯，從而形成一種減隔震裝置。因為鉛芯具有良好的力學性能，可以有效結合分層橡膠支座，所以鉛芯也成為較為適合的減震材料。鉛芯橡膠支座的屈服剪應力相對偏低，但是初始剪剛度相對偏高，具有較強的彈塑性，其塑性循環還具有較強的耐疲勞性能。所以鉛芯橡膠支座是橋梁結構隔震設計中應用較為廣泛的隔震裝置。
4結語
綜上所述，在橋梁工程的設計中，隔震設計是十分重要的環節，其對橋梁工程的整體抗震性能具有重要的影響。橋梁工程中采用隔震設計，能夠有效分解橋梁結構支座中的地震力，并且為橋梁上部結構提供較好的支撐力，保證橋梁結構處于良好的平衡狀態，進而保證橋梁工程結構的安全性和穩定性。本文對隔震設計的相關概念以及特征進行了闡述，分析了隔震設計在橋梁工程建設中的重要性，保證在施工階段能夠達到相應的標準和要求，有效提高橋梁工程的施工質量和防震效果，同時研究了隔震設計在橋梁工程中的具體應用，希望能夠提升橋梁工程隔震設計的水平。
參考文獻
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[2]鄧道祥.淺論橋梁設計中隔震設計的重要性[J].城市建設理論研究（電子版），2017（29）：102.
[3]涂海.橋梁工程隔震設計探究[J].中國新技術新產品，2015（18）：126.
[4]楊大林.淺論橋梁設計中隔震設計的重要性[J].科技創業家，2013（23）：2.
[5]韓星.隔震設計特征及其在橋梁設計、施工中的具體應用[J].江西建材，2016（20）：160，166.
作者：金城 單位：中交遠洲交通科技集團有限公司