劉建

遼寧省交通規(guī)劃設計院有限責任公司 遼寧沈陽 110166

我國城市發(fā)展中為了提升橋梁運行使用的安全性，延長橋梁服役壽命，在設計時應盡量根據當地地震烈度情況進行橋梁減隔震設計，提升橋梁應對地震等強烈震動災害時的穩(wěn)定性，為橋梁建構物在交通系統(tǒng)中長期安全運行提供保障，進而為城市交通事業(yè)發(fā)展提供堅實的建筑基礎。

1 城市橋梁減隔震設計的問題分析

首先，在梁式橋梁設計中，上部分活動節(jié)點位置的結構在設計時存在缺陷，部分蓋梁設計寬度不足，這樣在發(fā)生地震災害時，強烈的地震波能量會導致橫梁及縱梁相鄰位置梁體在震動中發(fā)生碰撞，結構穩(wěn)定性不足就可能導致落梁，進而使得橋梁主體結構因此而發(fā)生破壞，而上部分節(jié)點設計不足還會導致拱式橋梁因為地震震動影響而在拱頂及拱角間的位置發(fā)生斷裂，嚴重時還會出現變形。其次，基礎結構穩(wěn)定性設計不足，在發(fā)生地震時，橋梁地基周圍的土體會發(fā)生變化，甚至會出現也發(fā)反應，從而導致橋梁基礎結構應力分布突變，而如果同時橋梁基礎結構發(fā)生了位移就會給梁體支撐帶來牽扯，進而使主梁結構出現落梁風險。最后，橋梁抗震設計過程中的支座抗震性考慮不足，由于在設計是支座的抗震能力不夠，地震災害發(fā)生時一些結構會發(fā)生變形及位移，導致橋梁上部分應力牽扯嚴重，整體穩(wěn)定性受到影響。另外，橋梁設計中柔性抗震聯結件的設計不足也會導致橋梁結構使用區(qū)域發(fā)生地震時，應力傳導時的能量對部分結構造成損壞，進而對加大對其他結構的拉扯，導致橋梁整體受到地震損傷[1]。

2 城市橋梁設計工作中的減隔震設計要點分析

2.1 橋梁減隔震設計技術

地震產生的地震能量波會給橋梁地面結構造成損壞，減隔震設計的目的就是將這些對橋梁造成影響的能量分離出來，在力學傳導中將其減弱，而在設計前要首先明確結構周期，如果橋梁結構周期發(fā)生了延長，相應結構的老化與位移就會導致力學傳導效果減弱，設計難度系數也會因此增加，除此以外，對結構柔性部分進行科學設計也需要做好周期設置，否則柔性結構也會出現運行不正常的情況，荷載傳導就會被削弱，地震中會給柔性部分造成無法挽回的變形損壞。所以為了能夠對有害震動進行有效降低，防止出現結構塑性變形問題，將阻尼設置增加在結構體上能夠吸收地震能量從而減小結構塑性變形?；A隔震與地基隔震是主要兩種方法，在使用減隔震技術時并不代表任何條件下都能夠應用，需要具備一定的保障條件。土質較為松軟時需要延長橋梁結構周期，不適合應用隔震技術，若應用的話則可能會發(fā)生共振問題。所以在應用隔震技術之前需要對橋梁進行認真判斷，保證場地角度、結構角度以及地震波角度等內容，確保其與隔震技術使用條件相符合[2]。

2.2 節(jié)點抗震設計

節(jié)點是橋梁整體結構中的一個動力傳遞構件，具有非常重要的作用角色。由鑒于共同部分可以緊密相連，以確保整體結構得到保證；然而，在一定程度上，接頭可能是承載力保護的構件。在市政橋梁技術中，如果承臺的剛度與碼頭的剛度非常接近，地震時橫向慣性力會影響結構，從而增加節(jié)點區(qū)攪拌器的拉力，導致橋梁結構需要的剛度和抗震能力降低，基于性能的抗震設計方法被廣泛應用。在橋梁施工中，需要根據性能來確定目標設計性能。定義抗震性能水平。同時還需要針對不同人群完成目標性能等級化，展開目標性能的描述與表達功能，通過目標性能的利用針對結構要求展開相關計劃工作。

2.3 橋梁加固設計

當前我國很多橋梁結構建設中進行主要承載結構設計時會選擇鋼筋混凝土結構，這類結構的硬度與抗壓強度較高，但長期服役時橋梁承載結構的力學傳導能力會下降，長期運行下偶然荷載與固定荷載的疊加作用就會給結構件帶來更大的影響，鋼筋混凝土結構就會發(fā)生結構老化而無法實現抗震功能?？紤]到橋梁改建工程的經濟性不佳，在前期設計時就要采取科學的加固措施。橋梁加固技術應用得相對廣泛，其中鋼結構鋪設及擴大鋼筋混凝土結構厚度等措施應用得較為成熟，當前新型材料發(fā)展起來，將新型抗震、柔韌材料應用到橋梁結構建設中不僅能夠有效降低橋梁結構的自重，降低橋梁基礎結構荷載，還能夠提升橋梁結構的抗震能力。

3 未來城市橋梁設計工作中的減隔震技術發(fā)展分析

我國建筑行業(yè)迅猛發(fā)展了幾十年，橋梁工程設計技術也在不斷發(fā)展，傳統(tǒng)橋梁抗震加固技術雖然成熟，但存在諸多發(fā)展桎梏，且應用效果也無法適應當前城市交通發(fā)展需求，近年來橋梁減隔震技術再向新方向發(fā)展，相較于傳統(tǒng)橋梁抗震加固設計中的 “以柔克剛”，新型橋梁減隔震設計的要求更高，這是由于城市發(fā)展不斷推進后，各地城市橋梁建設數量增速趨于放緩，如何對既有橋梁進行加固及抗震能力強化是當前很多城市橋梁設計工作中面對的問題，未來橋梁減隔震設計工作中加固與輔助柔性結構設計具有較大的應用需求，也是當前橋梁抗震設計的一大研究方向。而在當前3D 打印技術與建筑行業(yè)的融合也驅動著橋梁設計工作中積極設計橋梁加固與抗震聯結件，并將其科學應用于橋梁結構優(yōu)化上去[3]。

4 結語

總之，在我國交通事業(yè)發(fā)展中，橋梁是一種非常常見的建筑結構，為了保證橋梁減隔震效果，在設計中應盡量使用一些柔性結構進行連接，并且應在結構力學分布方面進行綜合分析與優(yōu)化設計，防止應力不平衡或應力集中的問題出現，否則這些應力問題部位在地震中就會首先受到影響，未來我國建筑行業(yè)還會進行技術發(fā)展，城市橋梁設計人員應急積極融入新型建設技術，提升橋梁的減震能力，為我國橋梁建筑行業(yè)繼續(xù)發(fā)展提供更好地路徑。