文/張銳、左魯

1 前言

在橋梁工程隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格遵循各項(xiàng)基本原則，在了解隔震措施原理和適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，選擇適宜的隔震措施，使隔震設(shè)計(jì)工作得以順利完成，保證實(shí)際的隔震效果，增強(qiáng)橋梁整體隔震性能，達(dá)到預(yù)期的隔震目標(biāo)，減小或避免地震帶來(lái)的損失。

2 隔震設(shè)計(jì)對(duì)橋梁工程的重要性

在橋梁工程設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中，隔震設(shè)計(jì)是指通過(guò)對(duì)各類隔震裝置以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置，使地震發(fā)生后橋梁自身形成一定結(jié)構(gòu)應(yīng)力，減小各部分構(gòu)件受地震力施加的壓力。一般情況下，在隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中通常會(huì)用到反應(yīng)性能很強(qiáng)的阻尼器，在發(fā)生地震以后能夠迅速減小縱向應(yīng)力，防止橋梁結(jié)構(gòu)倒塌。就目前來(lái)看，我國(guó)橋梁工程隔震設(shè)計(jì)還處在不斷發(fā)展的過(guò)程中，還沒(méi)有建立一個(gè)完善且整體的設(shè)計(jì)體系，仍存在一些不足亟待改進(jìn)?；诖?，在實(shí)際的隔震設(shè)計(jì)操作中，相關(guān)人員一方面要充分考慮橋梁實(shí)際情況和功能要求，另一方面則要不斷積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，保證隔震設(shè)計(jì)效果，使隔震設(shè)計(jì)達(dá)到理想的效果[1]。

在橋梁工程設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中，首先，做好隔震設(shè)計(jì)能夠起到提高橋梁自身抗震性能的作用。在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)嚴(yán)格到位的隔震設(shè)計(jì)，能從本質(zhì)上提高橋梁結(jié)構(gòu)體系抗震水平，特別是在設(shè)置了隔震裝置以后，可以使橋梁上部結(jié)構(gòu)受到地震力后不會(huì)產(chǎn)生太大的位移，即便可能產(chǎn)生位移，位移的幅度也較小，這樣除了減少維護(hù)保養(yǎng)方面的成本，還能保證橋梁運(yùn)行安全，提高結(jié)構(gòu)抗震能力[2]。

其次，做好隔震設(shè)計(jì)能保證橋梁結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性。在橋梁工程實(shí)施過(guò)程中，有序開(kāi)展隔震設(shè)計(jì)能夠起到增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性的作用。通過(guò)隔震設(shè)計(jì)能夠調(diào)整結(jié)構(gòu)體系自身水平剛度，提高阻力平衡性，使地震發(fā)生以后的結(jié)構(gòu)體系受到的震力有所減小。另外，合理應(yīng)用隔震方式能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體抗震水平與性能，相較于未進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)工作的橋梁，不僅工程質(zhì)量更好，而且穩(wěn)定性往往也更高。通過(guò)隔震設(shè)計(jì)，能夠提高橋梁工程基礎(chǔ)部分的安全性與穩(wěn)定性，提高基礎(chǔ)的承載能力，以此間接減小地震施加的震力，防止危險(xiǎn)發(fā)生。通常情況下，結(jié)構(gòu)體系受地震災(zāi)害作用后，無(wú)論是上部結(jié)構(gòu)還是下部結(jié)構(gòu)，都會(huì)表現(xiàn)出一定彈性，如果彈性超出允許范圍，則有可能對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞。而通過(guò)適當(dāng)?shù)母粽鹪O(shè)計(jì)，能夠減少或避免這一方面問(wèn)題的發(fā)生，在震力不大的情況下，甚至可以消除由于震害造成的彈性，進(jìn)而從本質(zhì)上防止變形問(wèn)題發(fā)生，保證橋梁結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。通過(guò)以上分析可知，在橋梁工程中做好隔震設(shè)計(jì)有著十分重要的作用與現(xiàn)實(shí)意義，相關(guān)設(shè)計(jì)單位必須引起高度重視，在實(shí)際工作中提高隔震設(shè)計(jì)力度，保證隔震設(shè)計(jì)合理性與有效性，使其發(fā)揮出應(yīng)有的功能和效果[3]。

3 橋梁工程設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的具體方法

3.1 嚴(yán)格遵循相關(guān)基本原則

在橋梁的隔震設(shè)計(jì)工作中，必須嚴(yán)格遵循相關(guān)基本原則：首先要遵循保證安全與舒適的基本原則，在編制具體設(shè)計(jì)方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮橋梁工程自身特點(diǎn)與背景，注意不能盲目設(shè)計(jì)，要做到因地制宜，使設(shè)計(jì)具有一定針對(duì)性；同時(shí)，做好對(duì)橋梁工程所在場(chǎng)地的地質(zhì)勘察工作，明確場(chǎng)地范圍內(nèi)地質(zhì)特點(diǎn)和實(shí)際情況，然后結(jié)合實(shí)際狀況制定隔震方案，順利且有效地完成所有設(shè)計(jì)任務(wù)，保證橋梁結(jié)構(gòu)剛度，提高阻尼系數(shù)。此外，還需注意，在具體設(shè)計(jì)工作中，準(zhǔn)確計(jì)算阻尼系數(shù)和剛度數(shù)值，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇適宜的隔震裝置，使隔震設(shè)計(jì)達(dá)到理想的效果。設(shè)計(jì)人員務(wù)必嚴(yán)格遵循因地制宜基本原則，在隔震設(shè)計(jì)中，充分考慮現(xiàn)有工程資料，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C。一般情況下，對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)，大多選擇橡膠隔震與組合隔震方式，同時(shí)在設(shè)計(jì)中對(duì)隔震模型的建立與隔震系統(tǒng)進(jìn)行分析，使其與阻尼器良好配合，提高結(jié)構(gòu)整體延性。只有在做好數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，才能確保隔震設(shè)計(jì)順利完成，并達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。為進(jìn)一步保證設(shè)計(jì)成果的合理性和有效性，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)充分考慮橋梁具體狀況，開(kāi)展有針對(duì)性的考慮及設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)體系整體性能和穩(wěn)定性[4]。

3.2 合理設(shè)置隔震裝置

要想在橋梁工程設(shè)計(jì)中科學(xué)利用各項(xiàng)隔震技術(shù)與裝置，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)先了解隔震技術(shù)與裝置的基本原則。對(duì)隔震而言，它與抗震之間存在明顯差別，其屬于一種新型應(yīng)對(duì)震害的技術(shù)方式，隔震技術(shù)的本質(zhì)在于弱化震動(dòng)，為橋梁結(jié)構(gòu)體系提供一定保護(hù)，將地震可能造成的破壞及影響都降至最低的程度。在過(guò)去的橋梁工程設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)對(duì)震動(dòng)的主要措施是通過(guò)增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度，在很大程度上增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)體系抵抗和應(yīng)對(duì)震動(dòng)的性能，雖然該方法從理論角度講是有一定效果的，但設(shè)計(jì)難度往往很大，如果設(shè)計(jì)不到位，則勢(shì)必影響到隔震效果，而且該方法的成本很高，相對(duì)于提高的抗震效果，性價(jià)比卻并不高。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要切實(shí)做好改善工作，將重點(diǎn)放在隔震設(shè)計(jì)方面，通過(guò)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)載荷傳遞等方面減小震動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)踐表明，這種方法往往更加經(jīng)濟(jì)和有效[5]。

如上所述，通過(guò)合理的隔震設(shè)計(jì)，不僅能保證橋梁結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性，還能起到提高支撐能力的作用，保證各方面抗震能力。對(duì)此，在具體的隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要充分考慮橋梁自身特點(diǎn)，選擇合理有效的隔震裝置，并兼顧一些其他問(wèn)題，如防止長(zhǎng)時(shí)間暴曬導(dǎo)致的變形。同時(shí)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中可通過(guò)彈性反應(yīng)譜，加強(qiáng)隔震設(shè)計(jì)方面的處理。對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)根據(jù)具體工作原理，把通過(guò)計(jì)算得出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)引入其中，然后結(jié)合橋梁具體狀況，有目的性的選擇隔震措施。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意在實(shí)際工作中還要對(duì)地震可能造成的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，在充分考慮各項(xiàng)數(shù)據(jù)和橋梁自身狀況的基礎(chǔ)上選擇隔震系統(tǒng)，將地震可能造成的破壞及影響都降至最低，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)抗震能力，防止橋梁結(jié)構(gòu)體系變形或損壞[6]。

3.3 注意細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)

3.3.1 在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員要選擇適宜的構(gòu)件類型，無(wú)論是構(gòu)件選擇還是安裝，都會(huì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度與穩(wěn)定性造成影響。對(duì)此，在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員必須對(duì)構(gòu)件的選擇引起足夠重視，使構(gòu)件體系具有良好的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性，在滿足橋梁正常使用要求的基礎(chǔ)上，適應(yīng)隔震方面的要求。比如，當(dāng)橋梁表面和支架區(qū)域有縫隙存在時(shí)，或墩柱與橋梁結(jié)構(gòu)件未進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)，很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系抗震不足，影響橋梁結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性。對(duì)此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇有良好連續(xù)性的構(gòu)件，同時(shí)加強(qiáng)細(xì)節(jié)上的管理，使結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性，防止由于這方面問(wèn)題導(dǎo)致抗震不足[7]。

3.3.2 在隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)使結(jié)構(gòu)體系有良好穩(wěn)固性及安全性，通過(guò)對(duì)隔震裝置系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，選擇具有良好隔震性能的材料，并注意細(xì)節(jié)上的分析與處理，使橋梁的整體隔震性能達(dá)到預(yù)期要求。

3.3.3 為了使橋梁結(jié)構(gòu)隔震性能達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)設(shè)立一個(gè)高素質(zhì)和高水平的專業(yè)人才隊(duì)伍，保證設(shè)計(jì)人員可以全身心投入隔震設(shè)計(jì)工作中。相關(guān)設(shè)計(jì)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)培訓(xùn)和教育，通過(guò)專門的教育培訓(xùn)，使設(shè)計(jì)人員能夠掌握目前較為先進(jìn)的隔震技術(shù)，發(fā)揮出各項(xiàng)技術(shù)的理想效果，最終提高橋梁的隔震設(shè)計(jì)水平。

在橋梁工程設(shè)計(jì)中，細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)同樣也是隔震設(shè)計(jì)主要內(nèi)容，細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含限位、防落梁與伸縮縫等裝置的設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)研究成果，上述細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)隔震造成很大影響，因此設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真分析與計(jì)算，保證細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)保持連續(xù)，為隔震設(shè)計(jì)發(fā)揮出理想的效果奠定良好基礎(chǔ)[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在橋梁工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)牢固樹(shù)立隔震意識(shí)，嚴(yán)格遵循各項(xiàng)基本原則，認(rèn)真開(kāi)展隔震分析與設(shè)計(jì)，對(duì)各項(xiàng)工作機(jī)制和模式予以優(yōu)化，改善當(dāng)前的現(xiàn)狀。同時(shí)，在實(shí)際工作中，必須嚴(yán)格遵循各項(xiàng)隔震基本原則，將相關(guān)工作標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，保證隔震設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，優(yōu)化各方面具體工作模式和體系，提高橋梁結(jié)構(gòu)體系抗震性能，最大限度發(fā)揮出隔震裝置與系統(tǒng)的作用和效果，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的隔震目標(biāo)，保證橋梁安全，并延長(zhǎng)其使用壽命。