论文部分内容阅读
【摘 要】 在各种桥梁结构设计中，都开始广泛应用减隔震技术，在不同的桥梁结构设计中，可以根据不同的情况采用不同的减隔震装置。在进行具体的地震分析后，选用合适的减隔震装置，对桥梁起到抗震保护作用。在传统的桥梁抗震技术中，运用的桥梁结构设计提高桥梁自身的抗震性能，而减隔震技术不同于传统的桥梁抗震技术，通过加装隔震装置，改变地震力对桥梁的影响。桥梁结构设计中减隔震技术不仅提高了桥梁的抗震性能，同时还降低了桥梁施工的造价，有着广阔的应用前景。
【关键词】 桥梁结构设计；减隔震技术；应用
前言
传统的桥梁结构抗震设计方法主要是通过提高桥梁构件的性能来提高桥梁结构的抗震性能。这种设计方法会导致桥梁在长期使用过程中，自身结构会不断损坏，到后期损坏程度达到难以修复的程度，最终会不断减少桥梁的使用寿命。近年来，为了提高桥梁结构的抗震性能，延长桥梁的使用寿命，许多研究人员提出了新的抗震技术，其中所包括的减隔震技术通过利用减隔震装置的加入来提前消耗地震能量，从而降低桥梁结构所需要消耗的地震能量，有效降低了桥梁结构在地震条件下的损耗，同时还能有效延長桥梁的使用寿命。
一、 桥梁结构的震害及原因分析
1. 1 桥梁结构的震害分析
桥梁工程是交通运输中的枢纽工程，如果桥梁结构在地震中受到破坏，就可能对交通运输造成严重影响，并造成严重的损失。因此，保证桥梁结构的可靠性十分重要。为了提高桥梁结构的可靠性需要提高桥梁结构的抗震性能。目前桥梁结构抗震设计的方法较多，而每种方法所取得的抗震效果差不多，但是对桥梁自身结构的损坏程度存在差异，这应结合具体需求进行结构的设计。通过相关资料的分析可以发现，桥梁结构收到破坏的最主要原因是地震。在地震条件下，桥梁结构的各个部位均容易受到破坏，主要包括了桥梁上部结构的自身震害、位移震害、碰撞震害、支座的震害以及基础结构的震害。不同结构受到破坏时，桥梁整体结构的稳定性会受到不同程度的影响。其中基础震害和支座震害是对桥梁结构危害最大的，如果震害严重，容易导致桥梁失稳，甚至发生坍塌。
1. 2 桥梁结构破坏的原因
在国内外出现的许多地震中，桥梁基础破坏的现象较为普遍。通过对大量震害资料进行分析研究，可以知道桥梁结构受到破坏的原因主要包括以下几个方面： （ 1） 地震强度过大，超过了桥梁结构的抗震设计等级； （ 2） 桥梁建设区域地质条件较差，在地震条件下，地基容易发生失效或变形；（ 3） 桥梁结构设计及施工过程中存在缺陷； （ 4） 桥梁结构的抗震性能达不到设计要求。这几种原因之间并非相互独立，它们之间存在一定的相互关系，通常在一座桥梁结构破坏中，都是由其中的多种原因所造成的。
二、桥梁抗震结构设计的原则和要求
2.1 抗震设计原则
近年来，国外地震工程专家提出了较为统一的抗震设计原则，要求桥梁结构能够承受中等强度以下地震，并保证在强震条件下，整体结构不会出现倒塌的情况。我国的桥梁结构设计相关规范中规定设计的桥梁工程也要遵循这一原则。它规定桥梁结构在小型地震中不受损坏或者发生十分轻微的损坏，桥梁仍然能够保持正常使用状态，此时桥梁结构处于弹性阶段； 桥梁结构在经过中震之后，允许桥梁结构一定范围内的损坏，在经过修缮后能够还原桥梁的功能并使桥梁结构保持稳定，此时桥梁结构应处于非弹性工作阶段； 桥梁结构在经过大震之后，可能会受到较大程度破坏，但是整体结构不会发生倒塌，并且在经过修补之后，能够恢复桥梁的部分功能，此时桥梁结构整体处于弹塑性工作阶段。
2.2 桥梁抗震结构优化设计
在传统桥梁结构设计过程中，主要是依靠结构构件的强度进行抗震结构的设计，这种设计方法被长时间应用到桥梁结构的设计中，但是其中存在着一定的不足。近年来，部分研究人员针对这其中的不足进行了一定的优化改进，这种改进后的设计方法被称为延性抗震设计方法。该抗震设计方法仍然以构件强度为基础依据进行设计，但是在设计过程中新加入了对构件延性能力的要求，从而能够更加有效地提高桥梁结构的抗震性能。
在许多设计规范中，允许桥梁结构在地震情况下发生塑性屈服变形，以控制工程成本。在这种条件下，桥梁结构构件的强度不能用于评价桥梁结构的性能。针对这一问题，研究人员经过研究又提出了基于位移的桥梁结构抗震设计方法。该设计方法的设计变量主要是结构的变形及构件所发生的应变，而构件强度等参数则为设计的最终结果。此外，能力设计方法正逐渐被世界各国应用到桥梁结构设计中，该设计方法具有较为突出的特点，它不会改变桥梁本身的结构，而是通过在桥梁结构中加入新的耗能装置来提高桥梁结构的抗震性能。
能力设计方法主要依靠结构动力学为基础进行设计，它能够让设计人员对结构在屈服时及屈服后的状态进行控制，能够更好保证桥梁结构的稳定性，提高桥梁结构的抗震性能，同时能够降低结构对许多不确定因素的敏感性。
三、减隔震技术分类
现阶段，我国桥梁工程设计过程中应用的减隔震技术主要分为两类，分别是粘滞阻尼器和支座类减隔震设备。减隔震技术主要是通过延长桥梁结构的周期不断消耗地震能量，从而实现桥梁抗震性能的提高。其中粘滞阻尼器主要是通过阻尼耗能来减少桥梁结构耗能，支座类减隔震设备包括摆式滑动摩擦支座和铅芯橡胶隔震支座两种。设计人员通过在桥梁结构设计过程中合理应用减隔震技术能够最大化降低桥梁结构在地震条件下的自身耗能，从而使桥梁结构更加稳定、安全。
四、减隔震技术的应用
减隔震技术的应用对提高桥梁结构的抗震性能具有重要作用。因此，桥梁结构设计人员应该将该技术合理运用到桥梁抗震结构的设计中，从而提高桥梁结构的抗震性能，保证桥梁结构的稳定、安全。
4.1 粘滞阻尼器的合理应用
粘滞阻尼器具有非常独特的优势，首先，弹性阻尼装置或者摩擦阻尼装置的屈服力是常值，如果桥墩发生最大化变形，此时的阻尼力相对而言处于最小状态，如果阻尼器的参数为零，那么粘滞阻尼器的阻尼力会达到最大值，桥墩的变形则处于最小。其次，如果环境温度发生变化，弹性阻尼装置及摩擦阻尼装置要想自由变形，就需要克服一定的力，在这个过程中，会对桥梁结构产生一定的应力，破坏桥梁结构的稳定性。而采用粘滞阻尼装置使，其在发生蠕变的情况下，所产生的抗震力接近零，能够进行自由变形，不会对桥梁结构的稳定性产生任何影响。
在应用粘滞阻尼器时，通常将粘滞阻尼器设置在桥梁的关键结构之间的位置。比如，重庆市的鹅公岩大桥是首先应用粘滞阻尼器的桥梁，并且其将粘滞阻尼器置于加劲梁与桥台之间的伸缩缝结构内，对提高桥梁整体结构的抗震性能发挥了重要作用。由此可以看出，粘滞阻尼器对于提高桥梁结构抗震性能的重要作用。
4.2 摆式滑动摩擦支座的合理应用
摆式滑动摩擦支座的减隔震原理主要依靠滑动摩擦支座与钟摆概念相结合，其滑动面属于曲面结构，通过钟摆结构在曲面进行滑动摩擦来消耗地震能量并为桥梁结构提供所需的自复位能量，从而利用钟摆原理延长桥梁结构的震动周期。在地震条件下，摆式滑动摩擦支座的位移量以及曲面结构的曲率会对其平面尺寸产生影响，因此，通常情况下，摆式滑动摩擦支座具有较大的平面尺寸。针对这一特点，设计人员在进行结构时应该合理设置摆式滑动摩擦支座的位置，保证与桥梁结构完美连接，充分发挥其减隔震性能。
五、结 语
随着现代经济的发展，桥梁在交通运输中发挥着越来越重要的作用，其承担了巨大的交通运输任务，如果桥梁结构遭到地震破坏就可能会造成十分严重的后果。因此，对桥梁结构抗震性能的设计显得十分重要。通过在桥梁抗震结构设计过程中应用减隔震技术，能够有效克服传统设计方法中存在的缺点，同时能够减少传统设计方法中桥梁结构修复所需要的巨大成本，具有良好的经济效益。减隔震技术的运用对推动桥梁设计及建设工作整体水平的发展具有重要意义。
参考文献：
[1] 余婵娟. 隔震桥梁的稳定性与动力特性分析[D]. 华中科技大学，2005.
[2] 肖光宏. 桥梁抗震设计方法分析[J]. 山西建筑，2012，（ 2） .
【关键词】 桥梁结构设计；减隔震技术；应用
前言
传统的桥梁结构抗震设计方法主要是通过提高桥梁构件的性能来提高桥梁结构的抗震性能。这种设计方法会导致桥梁在长期使用过程中，自身结构会不断损坏，到后期损坏程度达到难以修复的程度，最终会不断减少桥梁的使用寿命。近年来，为了提高桥梁结构的抗震性能，延长桥梁的使用寿命，许多研究人员提出了新的抗震技术，其中所包括的减隔震技术通过利用减隔震装置的加入来提前消耗地震能量，从而降低桥梁结构所需要消耗的地震能量，有效降低了桥梁结构在地震条件下的损耗，同时还能有效延長桥梁的使用寿命。
一、 桥梁结构的震害及原因分析
1. 1 桥梁结构的震害分析
桥梁工程是交通运输中的枢纽工程，如果桥梁结构在地震中受到破坏，就可能对交通运输造成严重影响，并造成严重的损失。因此，保证桥梁结构的可靠性十分重要。为了提高桥梁结构的可靠性需要提高桥梁结构的抗震性能。目前桥梁结构抗震设计的方法较多，而每种方法所取得的抗震效果差不多，但是对桥梁自身结构的损坏程度存在差异，这应结合具体需求进行结构的设计。通过相关资料的分析可以发现，桥梁结构收到破坏的最主要原因是地震。在地震条件下，桥梁结构的各个部位均容易受到破坏，主要包括了桥梁上部结构的自身震害、位移震害、碰撞震害、支座的震害以及基础结构的震害。不同结构受到破坏时，桥梁整体结构的稳定性会受到不同程度的影响。其中基础震害和支座震害是对桥梁结构危害最大的，如果震害严重，容易导致桥梁失稳，甚至发生坍塌。
1. 2 桥梁结构破坏的原因
在国内外出现的许多地震中，桥梁基础破坏的现象较为普遍。通过对大量震害资料进行分析研究，可以知道桥梁结构受到破坏的原因主要包括以下几个方面： （ 1） 地震强度过大，超过了桥梁结构的抗震设计等级； （ 2） 桥梁建设区域地质条件较差，在地震条件下，地基容易发生失效或变形；（ 3） 桥梁结构设计及施工过程中存在缺陷； （ 4） 桥梁结构的抗震性能达不到设计要求。这几种原因之间并非相互独立，它们之间存在一定的相互关系，通常在一座桥梁结构破坏中，都是由其中的多种原因所造成的。
二、桥梁抗震结构设计的原则和要求
2.1 抗震设计原则
近年来，国外地震工程专家提出了较为统一的抗震设计原则，要求桥梁结构能够承受中等强度以下地震，并保证在强震条件下，整体结构不会出现倒塌的情况。我国的桥梁结构设计相关规范中规定设计的桥梁工程也要遵循这一原则。它规定桥梁结构在小型地震中不受损坏或者发生十分轻微的损坏，桥梁仍然能够保持正常使用状态，此时桥梁结构处于弹性阶段； 桥梁结构在经过中震之后，允许桥梁结构一定范围内的损坏，在经过修缮后能够还原桥梁的功能并使桥梁结构保持稳定，此时桥梁结构应处于非弹性工作阶段； 桥梁结构在经过大震之后，可能会受到较大程度破坏，但是整体结构不会发生倒塌，并且在经过修补之后，能够恢复桥梁的部分功能，此时桥梁结构整体处于弹塑性工作阶段。
2.2 桥梁抗震结构优化设计
在传统桥梁结构设计过程中，主要是依靠结构构件的强度进行抗震结构的设计，这种设计方法被长时间应用到桥梁结构的设计中，但是其中存在着一定的不足。近年来，部分研究人员针对这其中的不足进行了一定的优化改进，这种改进后的设计方法被称为延性抗震设计方法。该抗震设计方法仍然以构件强度为基础依据进行设计，但是在设计过程中新加入了对构件延性能力的要求，从而能够更加有效地提高桥梁结构的抗震性能。
在许多设计规范中，允许桥梁结构在地震情况下发生塑性屈服变形，以控制工程成本。在这种条件下，桥梁结构构件的强度不能用于评价桥梁结构的性能。针对这一问题，研究人员经过研究又提出了基于位移的桥梁结构抗震设计方法。该设计方法的设计变量主要是结构的变形及构件所发生的应变，而构件强度等参数则为设计的最终结果。此外，能力设计方法正逐渐被世界各国应用到桥梁结构设计中，该设计方法具有较为突出的特点，它不会改变桥梁本身的结构，而是通过在桥梁结构中加入新的耗能装置来提高桥梁结构的抗震性能。
能力设计方法主要依靠结构动力学为基础进行设计，它能够让设计人员对结构在屈服时及屈服后的状态进行控制，能够更好保证桥梁结构的稳定性，提高桥梁结构的抗震性能，同时能够降低结构对许多不确定因素的敏感性。
三、减隔震技术分类
现阶段，我国桥梁工程设计过程中应用的减隔震技术主要分为两类，分别是粘滞阻尼器和支座类减隔震设备。减隔震技术主要是通过延长桥梁结构的周期不断消耗地震能量，从而实现桥梁抗震性能的提高。其中粘滞阻尼器主要是通过阻尼耗能来减少桥梁结构耗能，支座类减隔震设备包括摆式滑动摩擦支座和铅芯橡胶隔震支座两种。设计人员通过在桥梁结构设计过程中合理应用减隔震技术能够最大化降低桥梁结构在地震条件下的自身耗能，从而使桥梁结构更加稳定、安全。
四、减隔震技术的应用
减隔震技术的应用对提高桥梁结构的抗震性能具有重要作用。因此，桥梁结构设计人员应该将该技术合理运用到桥梁抗震结构的设计中，从而提高桥梁结构的抗震性能，保证桥梁结构的稳定、安全。
4.1 粘滞阻尼器的合理应用
粘滞阻尼器具有非常独特的优势，首先，弹性阻尼装置或者摩擦阻尼装置的屈服力是常值，如果桥墩发生最大化变形，此时的阻尼力相对而言处于最小状态，如果阻尼器的参数为零，那么粘滞阻尼器的阻尼力会达到最大值，桥墩的变形则处于最小。其次，如果环境温度发生变化，弹性阻尼装置及摩擦阻尼装置要想自由变形，就需要克服一定的力，在这个过程中，会对桥梁结构产生一定的应力，破坏桥梁结构的稳定性。而采用粘滞阻尼装置使，其在发生蠕变的情况下，所产生的抗震力接近零，能够进行自由变形，不会对桥梁结构的稳定性产生任何影响。
在应用粘滞阻尼器时，通常将粘滞阻尼器设置在桥梁的关键结构之间的位置。比如，重庆市的鹅公岩大桥是首先应用粘滞阻尼器的桥梁，并且其将粘滞阻尼器置于加劲梁与桥台之间的伸缩缝结构内，对提高桥梁整体结构的抗震性能发挥了重要作用。由此可以看出，粘滞阻尼器对于提高桥梁结构抗震性能的重要作用。
4.2 摆式滑动摩擦支座的合理应用
摆式滑动摩擦支座的减隔震原理主要依靠滑动摩擦支座与钟摆概念相结合，其滑动面属于曲面结构，通过钟摆结构在曲面进行滑动摩擦来消耗地震能量并为桥梁结构提供所需的自复位能量，从而利用钟摆原理延长桥梁结构的震动周期。在地震条件下，摆式滑动摩擦支座的位移量以及曲面结构的曲率会对其平面尺寸产生影响，因此，通常情况下，摆式滑动摩擦支座具有较大的平面尺寸。针对这一特点，设计人员在进行结构时应该合理设置摆式滑动摩擦支座的位置，保证与桥梁结构完美连接，充分发挥其减隔震性能。
五、结 语
随着现代经济的发展，桥梁在交通运输中发挥着越来越重要的作用，其承担了巨大的交通运输任务，如果桥梁结构遭到地震破坏就可能会造成十分严重的后果。因此，对桥梁结构抗震性能的设计显得十分重要。通过在桥梁抗震结构设计过程中应用减隔震技术，能够有效克服传统设计方法中存在的缺点，同时能够减少传统设计方法中桥梁结构修复所需要的巨大成本，具有良好的经济效益。减隔震技术的运用对推动桥梁设计及建设工作整体水平的发展具有重要意义。
参考文献：
[1] 余婵娟. 隔震桥梁的稳定性与动力特性分析[D]. 华中科技大学，2005.
[2] 肖光宏. 桥梁抗震设计方法分析[J]. 山西建筑，2012，（ 2） .