顧海浩

華設(shè)設(shè)計集團(tuán)股份有限公司 江蘇 南京 210000

地震會對道路交通產(chǎn)生重大的影響，曾經(jīng)的事實證明，地震造成的道路和橋梁損壞不僅會阻礙交通，還會延緩對地震的救援，大大危及到人民的生命健康，因此加強橋梁抗震體系的建設(shè)迫在眉睫。傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計通過增加一些重要截面的面積和尺寸、增加鋼筋材料的使用等來提高橋梁的抗震能力，但是在遇到較大的地震時，一旦橋梁結(jié)構(gòu)難以承受，造成的影響會更大[1]。減隔震技術(shù)的使用能夠避免傳統(tǒng)抗震設(shè)計中的缺點，使橋梁在遇到地震時受到的影響更小，并且不會影響后續(xù)橋梁的使用，震后通過更換受到損壞的零件，使橋梁恢復(fù)到震前的狀態(tài)，如此對橋梁和道路的安全十分有益，因此針對減隔震技術(shù)的探討非常有必要。

1 橋梁抗震設(shè)計要點探究

1.1 橋梁支座

在橋梁的抗震作用之下，支座的設(shè)置方式對橋梁的抗震作用有著極為巨大的影響。為了可以有效提升橋支座的抗震性能，需要對橋梁支座進(jìn)行合理科學(xué)的布置，并且對橋梁支座類型進(jìn)行科學(xué)選取，對橋梁支座布置進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。在實際進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計的過程當(dāng)中，需要指出，不能一成不變的選用同一種類型的支座，而是需要在考慮到地震效應(yīng)分布的基礎(chǔ)之上，對每一種橋梁支座所承受的水平與垂直壓力進(jìn)行計算，再以特定的數(shù)值為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。例如，以結(jié)構(gòu)抗剪力計算數(shù)值為依據(jù)，對支座進(jìn)行科學(xué)合理的布置，合理控制橋梁支座布置間距，并且對細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行更為充分的考慮，以此來達(dá)到在充分滿足抗震規(guī)范的條件之下，最大程度提升公路橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。

1.2 基礎(chǔ)抗震

橋梁抗震是指在地震發(fā)生時，為保證橋梁的正常使用而采取的一種方法。比如，在城市中起著舉足輕重作用的橋梁就是甲類橋梁，而在交通樞紐的橋梁則是乙類橋梁。橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，可以參照甲類橋梁和乙類橋梁的抗震設(shè)計規(guī)范。在進(jìn)行橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，既要注重提高橋基礎(chǔ)的剛度和強度，又要減少橋基礎(chǔ)的上層建筑的受力，以防止在地震中引起的動力變形。在地震災(zāi)害較多的地區(qū)，橋基礎(chǔ)也要做深基礎(chǔ)，使沉井、橋墩等通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的土層，從而提高橋基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行地震設(shè)防的同時，也要在橋梁施工中強化地基規(guī)劃，并對施工地點進(jìn)行科學(xué)的選取[2]。對于一些特殊的土壤類型，如土壤為軟土，則需對其進(jìn)行相應(yīng)的基礎(chǔ)處理。在進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計時，要注意整體性和連貫性，防止橋梁構(gòu)件脫落，并從平面設(shè)計和立面設(shè)計兩個角度對橋梁的布局進(jìn)行了優(yōu)化。

1.3 上部結(jié)構(gòu)

對于橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)，可以采用在橋梁底部焊鋼，也可以采用固定裝置來有效限制橫向以及縱向的變形?；谶@一點，還需要對橋梁的橋帽以及橋身進(jìn)行靈活的連接。例如，將橋的上、下兩部分用錨栓進(jìn)行連接。在橋梁額的梁段、墩帽以及蓋梁的邊緣、掛梁與懸臂的搭接等等位置，都需要按照橋梁的基礎(chǔ)位移分線來進(jìn)行確定。在大跨徑橋梁當(dāng)中，為了可以增強上部結(jié)構(gòu)的抗震性能，設(shè)計者可以引入連續(xù)梁。

1.4 下部結(jié)構(gòu)

在橋臺胸墻上增加配筋，并在橋臺胸墻上與梁體之間布置彈性墊片，以減輕地震對橋臺的破壞，保證橋臺胸墻上的抗震性能。若橋址所在位置為軟弱、可液化之地基，則需以置換土層方法，以確保橋基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)具體條件，適當(dāng)增加橋的長度，控制橋臺的高度，以保證橋梁的總體穩(wěn)定性。在地震作用下，橋臺高度不能超過8m，而且要選在地勢平坦、地質(zhì)條件好、遠(yuǎn)離主溝槽的地方。在地基狀況良好的情況下，橋臺可以采用“U”形“箱形橋”和“T”形橋臺等形式，這種形式的橋臺結(jié)構(gòu)整體性好，可以滿足橋梁的抗震作用。在樁柱形橋臺布置中，必須采取埋設(shè)措施，并采取開挖和鉆孔等措施，以提高橋臺底填土的密度，保證橋梁的整體抗震作用[3]。此外，對橋墩的抗震性能進(jìn)行分析，并設(shè)計相應(yīng)的抗震措施。在設(shè)置橋墩頂帽時，要有防止落梁的相應(yīng)措施。在最不利受力情況下，宜選用塑性鉸和減震隔離支承。為加強橋梁上部結(jié)構(gòu)的地震防護(hù)，可以在橋梁底部鋪設(shè)鋼板，也可以采用約束裝置來限制橫向和縱向的變形?；谶@一點，還應(yīng)該將橋的梁身和橋墩進(jìn)行靈活的連接，比如，將橋的上部和下部用錨桿連接。在橋梁的梁端、墩蓋的邊緣、掛梁和懸臂的搭接等位置，均要按橋梁的基礎(chǔ)位移分線來確定。在大跨度橋梁中，為了加強上部結(jié)構(gòu)的抗震性能，在其基礎(chǔ)上引入連續(xù)梁。從地震災(zāi)害的實際情況來看，橋梁的連接部位容易出現(xiàn)裂縫、位移等破壞，而這些破壞往往不能得到及時的修補，從而嚴(yán)重影響了橋梁的安全性與穩(wěn)定性。為了防止節(jié)點結(jié)構(gòu)對橋梁的影響，設(shè)計者在抗震設(shè)防的同時，需要持續(xù)提高橋墩、橋梁等節(jié)點的承載能力和延性，以防止節(jié)點在地震發(fā)生后先受到破壞。

2 橋梁抗震設(shè)計中存在的主要問題

2.1 上部結(jié)構(gòu)限位措施設(shè)計不足，橋梁發(fā)生移位破壞

根據(jù)對歷年發(fā)生地震對橋梁的破壞情況分析，橋梁上部結(jié)構(gòu)發(fā)生移位甚至落梁較為常見。08年汶川地震中部分橋梁上部發(fā)生橫向位移，但被蓋梁的抗震擋塊限制，沒有發(fā)生嚴(yán)重的落梁破壞，也有部分橋梁因擋塊防撞效果不足，上部結(jié)構(gòu)沒有被有效的限制，發(fā)生了落梁破壞，因此在橋梁抗震設(shè)計過程中抗震錨栓、防震擋塊的設(shè)置就比較重要，必要的時候還需要設(shè)置拉桿等措施防止落梁發(fā)生。

2.2 支座類型選擇不當(dāng)，地震時傳力路徑改變甚至中斷，加重震害

支座作為連接橋梁上下部的傳力紐帶，地震時破壞比較普遍，會發(fā)生支座位移、剪斷、脫落等破壞，支座發(fā)生破壞會引起傳力路徑改變甚至中斷，影響其他部分的抗震，加重震害。橋梁抗震設(shè)計中需要根據(jù)不同的抗震體系選擇橋梁支座，板式橡膠支座適用于延性抗震體系，摩擦擺減隔震支座適用于減隔震抗震體系，并且根據(jù)計算的上部支反力合理選擇支座規(guī)格。

2.3 液化土等不良地質(zhì)情況考慮不足，地震時橋梁基礎(chǔ)承載力降低，結(jié)構(gòu)容易發(fā)生塌陷、傾斜等破壞

地質(zhì)情況也是影響抗震設(shè)計的關(guān)鍵因素，比如不良地質(zhì)中的液化土，地震時砂質(zhì)土壤有可能會發(fā)生液化，土壤發(fā)生液化會使土壤的承載力失效，橋梁基礎(chǔ)會因承載力不足發(fā)生塌陷、傾斜等破壞，所以橋梁在設(shè)計過程中做好場地地質(zhì)調(diào)查，尤其是高烈度區(qū)需要調(diào)查出對場地液化土分部情況，橋梁樁基礎(chǔ)需要穿越液化土層，淺基礎(chǔ)等需要對液化土層進(jìn)行加密法活載換填法加固。

3 常用的減隔震技術(shù)

3.1 分層橡膠支座

在橋梁與橋墩當(dāng)中安裝支座主要是為了提升橋梁安全性以及穩(wěn)定性，保證橋面在地震時不會受到損壞，減少地震時的能量對橋面造成的影響[4]。所以，在抗震設(shè)計當(dāng)中需要特別注意支座的設(shè)計，這也是橋梁是否具有良好的抗震性能的重要依據(jù)。在以往的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，采用分層橡膠墊圈是十分常見的一種，其是由薄板與橡膠板構(gòu)成，然后以層疊的方式進(jìn)行排列，形成圓筒狀，也有一些是矩形的，在橡膠與鋼板的雙重作用之下，進(jìn)一步達(dá)到了較好的減震效果。

3.2 高阻尼支座

在橋梁工程中，支架是非常重要的構(gòu)件，也是橋梁的地基，它的主要功能就是將橋梁的上部和下部連接起來，同時還可以起到垂直載荷的作用。因此，當(dāng)發(fā)生地震時，它所引起的荷載效應(yīng)將會對振動周期產(chǎn)生直接的影響，使振動增大，進(jìn)而減小對結(jié)構(gòu)的沖擊。若要使隔震支座達(dá)到較好的減隔振效果，就必須選擇高阻尼支座。在高阻尼支架中，使用最多的是鉛芯橡膠支架，通過將鉛芯壓入橡膠支架，可以增強橡膠支架的減震性能。

由于鉛芯的機械和剪切剛度好，其屈服剪力也比較低，因此采用這種方法可以有效地減少地震對橋梁的破壞，從而達(dá)到更好的抗震效果。因為鉛芯的剛度很高，不易變形，在地震中也能保持相對穩(wěn)定，同時還可以調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度，防止結(jié)構(gòu)的變形，延長橋梁的使用壽命，防止結(jié)構(gòu)的過度損壞。但是，由于鉛芯的造價很高，現(xiàn)在的建筑公司已經(jīng)很少采用這種類型的支架了。

3.3 粘滯阻尼器

此種設(shè)備是一種耗能設(shè)備，其是通過液體的粘滯來達(dá)到較好的減震效果，進(jìn)而減少對結(jié)構(gòu)的不利影響。在粘性阻尼器當(dāng)中，主要包含氣缸、導(dǎo)桿以及活塞等等部件，當(dāng)出現(xiàn)地震時，活塞會在氣缸內(nèi)出現(xiàn)相對應(yīng)的移動，粘性液體會在氣缸內(nèi)的孔洞內(nèi)流動，在這一過程當(dāng)中，會產(chǎn)生一種緩沖，此種振動會逐漸消失。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計，采用了粘滯阻尼裝置，避免了地震當(dāng)中引起橋墩的大變形，進(jìn)而為橋梁的整體穩(wěn)定提供了保障，進(jìn)一步達(dá)到了預(yù)期的抗震效果。

3.4 擺式滑動摩擦支座

對橋梁工程實際進(jìn)行隔減震設(shè)計的過程當(dāng)中，經(jīng)常會應(yīng)用到擺式滑動摩擦支座，其包含鐘擺裝置以及滑動摩擦裝置，它的減震效果主要是通過鐘擺的原理來實現(xiàn)的。當(dāng)橋表面出現(xiàn)鐘擺運動時，它不但可以增加運動周期，還可以獲得更好的隔振效果。軸承的滑動會產(chǎn)生摩擦，摩擦對振動有很大的抑制作用，因此振動的強度會有很大的降低。由于支架的滑行并不是直線的，它的滑行主要是彎曲的，它可以大大的延長橋梁的運動周期，因此可以有效的減少地震的沖擊，減少地震帶來的負(fù)面影響，提高橋梁的抗震能力。

4 橋梁抗震設(shè)計中隔減震技術(shù)的運用探究

4.1 做好前期考察，嚴(yán)格監(jiān)控施工過程

橋梁建設(shè)過程中還存在很多的外部因素影響著項目的建設(shè)和進(jìn)行，不論是自然因素還是人文因素都應(yīng)該在項目前期被考慮到。因此，做好前期考察是橋梁建設(shè)成功的必要因素，針對可能造成影響的因素制定解決方案，在施工過程中嚴(yán)格關(guān)注。另外也要對施工過程中可能存在的其他隱患進(jìn)行關(guān)注，比如操作不當(dāng)、人員失誤、材料使用不當(dāng)、違規(guī)行為等，一旦發(fā)現(xiàn)進(jìn)行嚴(yán)重懲處。橋梁建設(shè)是存在很大危險系數(shù)的重大工程，只有做好施工過程中的每一小步，才能夠?qū)崿F(xiàn)整個項目的完整和成功，這需要所有施工人員的共同努力和支持。

4.2 規(guī)范施工過程，增強橋梁減隔震體系建設(shè)

橋梁減隔震技術(shù)的應(yīng)用不是簡單的技術(shù)投入，與原有的橋梁建設(shè)進(jìn)行拼合，而是通過減隔震技術(shù)，轉(zhuǎn)變橋梁的施工建設(shè)過程，降低橋梁工程整體施工造價，引進(jìn)高新的技術(shù)與裝置，替換原有的環(huán)節(jié)，形成全新的橋梁減隔震體系。首先最為主要的就是規(guī)范施工過程，包含施工的時間與順序，控制施工程序的規(guī)范化，一旦出現(xiàn)問題立即停下并且進(jìn)行修補，確保每一道工序都正確，為后續(xù)施工建設(shè)工作的開展奠定極為堅實的基礎(chǔ)。

4.3 嚴(yán)格把控材料質(zhì)量，做好抗震加固措施

材料的質(zhì)量關(guān)系到橋梁后續(xù)的使用，過去的橋梁安全事故大都是由于材料使用的不當(dāng)或是偷工減料造成的，因此施工團(tuán)隊在項目建設(shè)過程中要嚴(yán)格把關(guān)材料質(zhì)量，從材料的選擇階段就要制定嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并遵守[5]。在項目建成后的運維過程中，要做好橋梁加固措施，針對橋梁出現(xiàn)的一些問題及時進(jìn)行上報和維修，持續(xù)關(guān)注橋梁的使用體驗和安全程度，一旦發(fā)現(xiàn)重大安全問題，及時上報有關(guān)部門對其進(jìn)行封鎖，以免引起嚴(yán)重的安全事故。

4.4 加強施工技術(shù)，嚴(yán)格遵循減隔震設(shè)計原則

減隔震技術(shù)是先進(jìn)的抗震設(shè)計技術(shù)，在施工建設(shè)過程當(dāng)中需要專業(yè)的技術(shù)人員來進(jìn)行實施，所以，施工建設(shè)隊伍需要進(jìn)一步增強相關(guān)人員的技術(shù)能力，根據(jù)具體項目的狀況選擇科學(xué)合理的施工建設(shè)技術(shù)，保證橋梁的減隔震裝置與結(jié)構(gòu)適應(yīng)橋梁主體，可以進(jìn)一步提升橋梁工程項目的抗震能力。除此之外還需要注重專業(yè)人員以及技術(shù)的引入，不斷培育具有專業(yè)技術(shù)能力的施工人員，以此來進(jìn)一步提升減隔震技術(shù)在橋梁建設(shè)當(dāng)中的運用。

5 結(jié)語

總的來說，在橋梁建設(shè)之初就應(yīng)該根據(jù)實地考察的結(jié)果，制定適合的抗震體系建設(shè)計劃，引入減隔震技術(shù)被證明是非常有必要且高效的手段，不僅能夠解決目前橋梁抗震設(shè)計中存在的諸多問題，還能夠通過減隔震技術(shù)的使用規(guī)范橋梁建設(shè)的施工過程和方法，促進(jìn)橋梁建設(shè)朝著更加標(biāo)準(zhǔn)化、安全化的方向前進(jìn)，相信減隔震技術(shù)的使用在未來的橋梁建設(shè)中能夠發(fā)揮出更大的作用。鑒于此，上文首先就對橋梁抗震設(shè)計要點進(jìn)行了闡述，然后對橋梁抗震設(shè)計中存在的主要問題進(jìn)行了分析，最后從多個方面對常用的減隔震技術(shù)以及橋梁抗震設(shè)計中隔減震技術(shù)的運用進(jìn)行了探究，希望可以為相關(guān)探究人員提供一些有效的參考與借鑒。