王強

近幾年，我國地震發(fā)生較為頻繁。國內外專家提出了有關抗震設計的一些原則，橋梁的結構設計要可以承受中等強度以下地震，同時還需要保證橋梁在強震的情況下，不會發(fā)生傾倒、坍塌等各種問題。在我國橋梁設計整體規(guī)劃中必須遵守這一原則。橋梁抗震設計中規(guī)定，在一些小型地震中，橋梁結構出現(xiàn)一些輕微損壞，橋梁依然可以正常使用，則此時的橋梁結構為彈性階段；在經過中震后，橋梁結構出現(xiàn)了一定程度的破損，通過修繕之后其功能依然存在，則這時橋梁結構屬于非彈性階段；當強震之后，橋梁結構出現(xiàn)了大幅度的破損，但橋梁的整體結構不會坍塌，經過相應的修補之后，橋梁的部分功能可以隨之恢復，則這時的橋梁結構屬于彈塑性階段。在河南省鄭東新區(qū)北三環(huán)-龍湖中環(huán)路東立交橋工程中，筆者進行了這方面的有益嘗試。

一、減隔震技術原理

1.延性設計

所謂橋梁結構延性設計是指結合橋梁結構的受力點，選擇最合適的地方設置塑性鉸，完成細部結構的整體構造。該設計最根本的目的是，當?shù)卣鸢l(fā)生的時候，減低地震能量對橋梁結構造成的沖擊，從而確保橋梁結構的完整性、穩(wěn)定性。在發(fā)生的地震級別非常高的時候，該設計還可以防止橋梁結構出現(xiàn)坍塌、大面積損壞等。但是，需要注意的關鍵點是，在橋梁設計中使用該方法，會大大加劇橋梁結構損壞的可能性。結合相關實踐研究表明，使用隔震防范措施，會使橋梁單質量剪力變小。

2.結構控制

要做好橋梁結構控制工作，涵蓋的內容十分廣泛，技術方式也十分復雜。被運用得最為普遍的方法有三種∶主動控制技術、被動控制技術、混合控制技術。減震技術主要被運用在被動控制相關理論中。對橋梁的整體結構進行科學、合理安排，一旦發(fā)生地震可以降低橋梁結構的損壞。

3.減隔震設備分類

目前，在我國橋梁工程設計中主要有兩種減隔震設備，即粘滯阻尼器、支座類減隔震設備。不管是哪種類型的減隔震技術都是通過將橋梁結構的周期延長，消耗地震能耗的方式達到減隔震效果。其中粘滯阻尼器是將橋梁結構耗能減少，從而達到減隔震效果。同時，支座類減隔震設備包含擺式以及鉛芯隔震兩種。在橋梁結構設計中科學、合理地使用減隔震技術可以最大程度地減少橋梁結構在地震發(fā)生階段自身耗能，從而可以讓橋梁結構安全可靠。

二、減隔震技術在橋梁結構設計中的應用

在鄭東新區(qū)北三環(huán)-龍湖中環(huán)路東立交橋工程的具體施工設計中，為增強橋梁結構的抗震能力，確保橋梁結構的安全，該項技術得到了科學、有效的運用。具體如下：

1.粘滯阻尼器的應用

在橋梁減隔震設計中，粘滯阻尼力器占據(jù)一定的優(yōu)勢。第一，相比于彈性和摩擦阻尼裝置，粘滯阻尼器優(yōu)勢大，若在阻尼器參數(shù)為零的情況下，粘滯阻尼器的阻尼值就會出現(xiàn)最大值，橋梁結構變形會處于最小狀態(tài)，而對于彈性和摩擦阻尼器來說，它們的阻尼值就會出現(xiàn)最小值，橋梁結構變形程度會最大。第二，在溫度出現(xiàn)變化的時候，彈性和摩擦阻尼裝置想要自由變形，就要克服相應的力，在此期間，會對橋梁結構出現(xiàn)應力，使橋梁結構的穩(wěn)定性受到損壞。但是使用粘滯裝置，在其自由變化的過程中，所出現(xiàn)的抗震力幾乎為零，不會破壞橋梁結構的穩(wěn)定性。

粘滯阻尼器在具體運用的過程中，會將其設置在橋梁的關鍵位置上。在鄭東新區(qū)北三環(huán)-龍湖中環(huán)路東立交橋工程中，主要應用的是粘滯阻尼器，將各阻尼器放置在橋梁的伸縮結構中，從而提升了橋梁結構的抗震性。

2.鉛芯橡膠支座的應用

在橋梁抗震結構設計中，鉛芯橡膠支座被運用得也非常廣泛。該抗震裝置主要是將鉛芯材料添加到橡膠支座中，從而達到減隔震作用。從某種程度上來看，鉛芯結構有著很好的力學性能，鉛芯橡膠支座具有較低的屈服剪應力，彈塑性很強，且具備良好的抗疲勞性能，可以保持長時間的穩(wěn)定。基于這些優(yōu)勢，在橋梁抗震結構設計中該裝置被運用得非常普遍。在鄭東新區(qū)北三環(huán)-龍湖中環(huán)路東立交橋工程中，支座采用鉛芯橡膠支座。

3.橋梁減隔震設計流程

隔震橋梁的設計方法有別于傳統(tǒng)的設計步驟，須事先假定隔震橋梁的需求設計位移，即先假定隔震橋梁整體等效阻尼比與有效周期，則隔震橋梁的需求設計位移即可確認，其具體步驟如下：

三、減隔震技術在橋梁結構設計中的不足之處

1.減隔震技術應用規(guī)范尚不完善

在鄭東新區(qū)北三環(huán)-龍湖中環(huán)路東立交橋工程的實施過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，從我國的實際情況來看，將減隔震技術運用到橋梁結構設計中的時間不長，所以，同發(fā)達國家比較，我國的減隔震技術還存在著一定的差距。其中非常突出的一點是，我國在減隔震技術運用上規(guī)范不完善，理論以及相關的實踐經驗不足。在減隔震技術的應用過程中，最重要的一點在于對細節(jié)的構造，如果細節(jié)構造不科學合理，抗震效果就會受到影響。目前我國抗震技術并未進行統(tǒng)一規(guī)范，檢測標準不明確，使該項技術的運用受到影響。除此之外，我國橋梁整體結構本身就存在著很嚴重的質量問題，即使在橋梁結構中使用減隔震技術，也會造成很大的損壞。

2.減隔震技術使用方法尚不合理

要將減隔震技術合理地運用到橋梁結構設計中，就需要做到橋梁結構和抗震設施的完美結合，這樣才可以將抗震的作用充分發(fā)揮出來。并且，還需要對地震發(fā)生的等級與預期有一個全面了解。這樣對減隔震技術工作人員提出了更高的要求，需要設計者在橋梁實際運營過程中不斷完善與積累經驗。