徐文濤 蘇志祥

【摘要】當(dāng)今社會(huì)不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)和建筑技術(shù)的日益發(fā)展，推動(dòng)著國(guó)內(nèi)的市政橋梁事業(yè)也產(chǎn)生巨大發(fā)展。橋梁設(shè)計(jì)是城市建設(shè)當(dāng)中的重要部分，具備著一定公共性質(zhì)，若其出現(xiàn)一丁點(diǎn)的問(wèn)題、隱患甚至是事故，都可能會(huì)給社會(huì)帶來(lái)不容忽視的巨大影響和傷害。因此橋梁的抗震是極其重要的問(wèn)題。只有把橋梁隔震效果充分發(fā)揮，橋梁才能夠被合理利用起來(lái)。橋梁抗震是當(dāng)前必須重視的問(wèn)題。本文對(duì)隔震設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

【關(guān)鍵詞】市政橋梁；隔震；設(shè)計(jì)

橋梁工程在國(guó)內(nèi)市政橋梁事業(yè)當(dāng)中具有基礎(chǔ)性的地位，其意義不容小覷。橋梁不僅關(guān)系到城市建設(shè)和交通建設(shè)，一旦發(fā)生意外或者事故，還會(huì)牽連到國(guó)家利益、社會(huì)利益以及人民群眾的利益，這都是由其所具備的公共屬性所決定的。橋梁的隔震設(shè)計(jì)無(wú)疑是橋梁工程的重中之重，因?yàn)樗粌H關(guān)系到橋梁的壽命和使用性，還關(guān)系到公共安全和利益。本文在此對(duì)相關(guān)方面進(jìn)行研究，以期為現(xiàn)實(shí)中的橋梁工程建設(shè)提供具有現(xiàn)實(shí)性意義的借鑒。

一、隔震設(shè)計(jì)概述

1.隔震原理闡述

當(dāng)前抗震方式不斷革新，推動(dòng)著隔震原理的誕生和發(fā)展。不少人會(huì)先入為主地認(rèn)為隔震原理功能就是抵抗地震的功能，其實(shí)并非如此。它的功能其實(shí)是降低地震。該種原理能夠有效提高橋梁對(duì)地震的抵抗性，能夠使橋梁結(jié)構(gòu)受損的程度極大地降低。橋梁施工和設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，常見(jiàn)的提高橋梁抗震性的做法是提高橋梁整體強(qiáng)度和變形能力。在此基礎(chǔ)上引進(jìn)柔性裝置，就是隔震設(shè)計(jì)的中心思想。這種設(shè)計(jì)，能夠確保橋梁關(guān)鍵位置減少與地面間的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，保障橋梁在地震突發(fā)之時(shí)能夠極大程度避免重要結(jié)構(gòu)受損，使得地面加速明顯比結(jié)構(gòu)反應(yīng)的加速度要小。此外，隔震設(shè)計(jì)還借鑒了阻尼設(shè)計(jì)方法，阻尼能夠?qū)⒌卣鹚鶐?lái)的能量給消耗掉，當(dāng)橋梁的上部、隔震結(jié)構(gòu)被傳遞了能量時(shí)，地震能量被大幅度降低了。

2、隔震技術(shù)特征

將隔震技術(shù)運(yùn)用到橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中的主要目的是讓隔震裝置消耗掉地震能量，使地震后的損害程度與結(jié)構(gòu)變化降到最低，使結(jié)構(gòu)周期得以延長(zhǎng)。橋梁設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)秉承合理的理念對(duì)橋梁隔震進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是因?yàn)槔砟顚?duì)于設(shè)計(jì)工作而言意義重大，它能夠確?？拐鹣到y(tǒng)和構(gòu)建中存在著較大的彈性和可塑性。將隔震技術(shù)應(yīng)用到橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，要注意先將工程管理水平提高上去，使得工程成本得到降低，以便有效保護(hù)橋梁墩柱。另一方面，應(yīng)當(dāng)在上部結(jié)構(gòu)里運(yùn)用隔震設(shè)計(jì)，這樣便能夠極大地減少甚至消除地震后"橋梁下部大于彈性范圍"的反應(yīng)。

二、市政橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)分析

1、設(shè)計(jì)隔震裝置

在對(duì)隔震橋梁進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于隔震裝置、其他構(gòu)建這兩部分的設(shè)計(jì)是最主要的兩個(gè)方面。隔震裝置設(shè)計(jì)是其中最為核心的部分。當(dāng)前，隔震設(shè)計(jì)常用的手段就是彈性反應(yīng)譜法。雖然許多國(guó)家也利用這種手段，但是各個(gè)國(guó)家的規(guī)范有所區(qū)別，比如日本、歐洲以及美國(guó)都各有各的規(guī)范。它們之間的區(qū)別是細(xì)微的，區(qū)別主要體現(xiàn)在計(jì)算公式上，主要表現(xiàn)為等效阻尼和等效剛度這兩方面的計(jì)算公式。復(fù)雜性較高、不規(guī)則程度較高的橋梁，則經(jīng)常會(huì)使用時(shí)程法。而彈性反應(yīng)譜法之所以應(yīng)用性較為普遍和廣泛，主要是由以下幾點(diǎn)決定：第一，該種方法在施工當(dāng)中實(shí)施起來(lái)的難度較低，能夠被各施工單位所普遍接受；第二，它非常接近當(dāng)前的規(guī)范計(jì)算法，各施工單位對(duì)此的接受程度也較高；第三，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，等效阻尼計(jì)算與等效高度隔震裝置這兩者的最大變形度是密切關(guān)聯(lián)的，所以這就決定了我們?cè)诟粽鹪O(shè)計(jì)中運(yùn)用彈性反應(yīng)譜法的重要性。由于實(shí)際計(jì)算中還缺乏非常精確就能夠使目標(biāo)輕易達(dá)到的公式，因此便誕生了對(duì)設(shè)計(jì)師的高要求：設(shè)計(jì)師必須具有掌握橋梁結(jié)構(gòu)和估量地震響應(yīng)程度的較好的能力，并據(jù)此而將設(shè)計(jì)方案制定出來(lái)，在方案被設(shè)計(jì)出來(lái)以后，并應(yīng)用一連串時(shí)程的時(shí)候，對(duì)該設(shè)計(jì)的合理性和可行性進(jìn)行剖析。

2、設(shè)計(jì)細(xì)部構(gòu)造

橋梁附屬設(shè)計(jì)對(duì)于隔震設(shè)計(jì)也是很重要的，它的主要內(nèi)容是防落梁和伸縮縫等等。通過(guò)調(diào)查以及對(duì)震害動(dòng)力時(shí)程進(jìn)行分析好探究，可以體會(huì)到橋梁的動(dòng)力響應(yīng)以及隔震效果對(duì)于整個(gè)工程設(shè)計(jì)所發(fā)揮的作用是不容小覷的。但是，當(dāng)前不少人忽視了這一部分的重要性，將其放在了沒(méi)有體系其重要性的位置，這是當(dāng)前我們應(yīng)當(dāng)引起重視的問(wèn)題。此外，在地震發(fā)生時(shí)，計(jì)算附屬結(jié)構(gòu)響應(yīng)的方法的復(fù)雜性極高，所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)細(xì)小構(gòu)件的時(shí)候也應(yīng)當(dāng)將連續(xù)性考慮進(jìn)去。

三、橋梁隔震設(shè)計(jì)的意義

1、橋梁隔震設(shè)計(jì)的好處

設(shè)計(jì)橋梁的過(guò)程中，對(duì)隔震設(shè)計(jì)進(jìn)行強(qiáng)化，可以使每個(gè)結(jié)構(gòu)支座間的地震力存在狀況得到良好的改善和有效的分解。這樣可以使橋梁基礎(chǔ)部位獲得良好的保護(hù)和支撐。另一方面，強(qiáng)化隔震設(shè)計(jì)也能夠使橋梁的上部得到良好保護(hù)和支撐。隔震設(shè)計(jì)能夠調(diào)節(jié)橋梁的橫向剛度，也能有效改善橋梁結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題和平衡問(wèn)題，使地震力得到降低。隔震設(shè)計(jì)方法和理念也應(yīng)當(dāng)被運(yùn)用到橋梁的上部設(shè)計(jì)當(dāng)中，使得地震過(guò)后上下結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的"超出橋梁自身彈性"的狀況獲得消除和控制，防止"彈性超出范圍以后局部位置出現(xiàn)變形"的現(xiàn)象發(fā)生。隔震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還能夠?qū)⒖拐鹦芨玫匕l(fā)揮出來(lái)，所以，在不斷提高工程造價(jià)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)提高工程質(zhì)量予以高度的重視。隔震支座還應(yīng)當(dāng)在正常條件下被運(yùn)用于橋梁隔震的設(shè)計(jì)當(dāng)中。這樣一來(lái)，盡管溫度變化或者其他方面發(fā)生了變化，也不會(huì)再出現(xiàn)太大的變形現(xiàn)象，由此，橋梁設(shè)計(jì)就能將多垮連續(xù)橋梁的作用充分體現(xiàn)出來(lái)，可以提高運(yùn)用伸縮縫的便利性和有效性。這樣一來(lái)，即便發(fā)生了較大地震，也能較方便地進(jìn)行隔震裝置的更換，對(duì)橋梁進(jìn)行維護(hù)所需要的時(shí)間也會(huì)被大大地縮短。

2、橋梁隔震設(shè)計(jì)的重要性

所謂隔震設(shè)計(jì)的安裝，就是指在橋梁建造的過(guò)程中安裝隔震器，它可以使得橋梁獲得水平方向上的支撐，從而使水平方向的周期也得到有效的延長(zhǎng)。此外，還應(yīng)當(dāng)定期地安裝阻尼器，這主要是為了使橋梁的阻尼效應(yīng)得到有效提升。這樣一來(lái)，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，地震影響對(duì)建筑的程度可以被降低。由于隔震設(shè)計(jì)通常在建筑結(jié)構(gòu)的首層以下開(kāi)展，所以隔震設(shè)計(jì)的驗(yàn)證通常應(yīng)當(dāng)由科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，并得出規(guī)范的、具有說(shuō)服力的數(shù)據(jù)。最近幾年來(lái)，國(guó)外關(guān)于橋梁隔震設(shè)計(jì)的技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越發(fā)達(dá)和成熟，但是國(guó)內(nèi)關(guān)于該方面的研究依舊處于較低水平，還需要不斷發(fā)展和完善，不斷改進(jìn)和探索。尤其當(dāng)前還屬于初級(jí)發(fā)展階段，許多方面還需要向國(guó)外進(jìn)行借鑒和學(xué)習(xí)。

結(jié)束語(yǔ)：

國(guó)內(nèi)市政橋梁設(shè)計(jì)、橋梁建筑工程當(dāng)中，隔震設(shè)計(jì)的作用是舉足輕重的。前文的分析已經(jīng)表明，雖然當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)于這方面的研究還比不上發(fā)達(dá)國(guó)家，雖然國(guó)內(nèi)關(guān)于這方面的水平還很有限，但是我們可以虛心向他人借鑒和學(xué)習(xí)，吸收別人的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)良成果，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷探索和研究，必定會(huì)取得這方面的莫大進(jìn)步。此外，眾所周知，當(dāng)重大自然災(zāi)害比如地震發(fā)生以后，對(duì)于市政橋梁的危害性是極其嚴(yán)重的，它會(huì)嚴(yán)重威脅到國(guó)家、集體與人們的財(cái)產(chǎn)安全和生命安全，因此，我們應(yīng)當(dāng)予以高度重視，扎實(shí)掌握該方面的施工技能和設(shè)計(jì)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鑫.無(wú)伸縮縫橋梁的影響因素分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）2009（11）.