我国桥梁隔震技术的应用

付佳佳

(盐城工业职业技术学院 224005)

我国桥梁隔震技术的应用

付佳佳

(盐城工业职业技术学院 224005)

近年来随着我们桥梁施工技术的不断进步，我们国内桥梁施工的工艺水平取得了很大的提高。与此同时就像如桥梁隔震技术这样的辅助技术也在其中得到了非常广泛的应用，这些技术的完善在稳定国内桥梁稳定性的方面起到了非常重要的作用，虽然如此但是其中很多细节还是不能够让我们所忽视的。完善好这些细节才能够更好的推动我国桥梁工程行业的发展，这些工作的起点就是需要回归这些技术的发展历程，从这些方面找问题、解决问题。

桥梁隔震技术；现状；应用；问题

21世纪以来，人们对于如何提高建筑物的稳定性这一问题不断深入研究，诞生了很多技术新颖的隔震装置。德国人、美国人甚至是新西兰人都先后在这方面申请了属于自己的专利，虽然如此但是到那个时候为止，隔震技术和设备并没有真正应用于实践。要说第一次将建筑物的隔震技术和设备应用于实践当中，还是日本在建造帝国大饭店的过程。之后经过了不断的发展和完善，桥梁隔震技术诞生，这方面技术的完善和应用对于稳定桥梁的稳定性具有非常重要的意义，特别是当灾害发生之后，因为桥梁没有损坏我们可以及时的进行救援。

1、国外对于桥梁隔震技术的研究

1.1 新西兰

作为最先开始这方面的研究的国家之一，新西兰在1973年到1993年，就建成了四十八座隔震公路桥和一座隔震铁路桥了。其建筑的第一座隔震桥长一百七十米，叫做Motu Bridge。 桥梁的主体结构由钢筋混凝土薄腹结构支撑，隔震部分主要采用的是滑动支撑隔震的形式，而隔震系统的阻尼主要是U型钢弯梁结构。

1.2 美国

美国是在 1984年开始着手桥梁隔震系统的应用试验的，是用在加固 Sierra Point Bridge 的工程当中。该桥梁原先的设计方案经过测算后不难发现，当震动处于0.6千克的水平加速度下就会使得桥梁整体遭受到很严重的破坏。于是当时美国的工程师选择采用铅芯橡胶支座的形式来对桥梁的主体进行加固支撑，值得一提的是这项工程整个施工过程都没有对桥梁的主体进行封闭，其工程的施工管理在当时来说是有非常重要的借鉴意义的。截止到最新的数据，目前美国已经在国内建立了20多座具有隔震系统的桥梁，而且都是采用铅芯橡胶支座的这种结构形式，由此可见这种桥梁隔震方式存在很大的优点。

1.3 日本

铅芯支座的隔震系统结构也在日本国内得到了广泛的推广，可以说他们在这方面的学习能力还是值得我们学习的。1990年日本国内第一座带有隔震系统的桥梁完成，是日本静岗县的宫川大桥。整个桥梁位于非常坚硬的土层之上，因此桥梁的稳定性非常容易受到周围环境变化的影响，再加上日本又是一个地质灾害较为多发的国家。所以做好这座桥梁的隔震工作是至关重要的，因此整座桥梁的主体采用了铅芯橡胶支座，能够将来自一个点的冲击力分散到所有桥墩之上。使得桥梁的整体，保持了良好的整体稳定性。

2、隔震装置的基本概述

2.1 旧的桥梁防震设计理念

在传统桥梁设计当中，维持稳定性的特性主要是依靠发挥桥梁结构的特性来实现的。其中涉及到桥梁自身的结构强度以及延展性等特点，而这种设计理念是当地质灾害发生之后，通过桥梁自身的结构特点与其产生的力进行抗衡，从而达到保持桥梁整体稳定性的目的。这种设计理念其实是允许桥梁的部分结构受到损伤的，能够保护的也只是桥梁的主体结构，而且整个过程非常不容易把控的。

2.2 隔震技术的基本内容

经过有关专家的不断研究，现在的桥梁隔震技术增加了很多内容，就比如说被动控制技术、主动控制技术以及混合控制技术和减隔震技术等等。减隔震技术是通过减隔震装置的作用来将桥梁的支座运动与发生地质灾害时地面的运动分离，这样就阻断了传递到桥梁上部分的力，大大提高了桥梁整体结构的稳定性。这方面的技术不断在桥梁施工过程中得到应用不仅仅是对于桥梁的整体稳定性有了一个很大的提升，而且对于降低桥梁的前期投入，降低施工难度也会有一定的帮助。

目前桥梁应用的隔震技术可以分为以下这么几类：利用能耗装置消耗地震能力的粘滞阻尼器，利用延长整体的桥梁结构周期的铅芯结构底座。

2.3 粘滞阻尼器

首先要说的是粘滞阻尼器，这种设备的作用原理简单来说可以理解为：利用活塞的压力差，这样能够强迫流体流过节流孔，就能够产生耗能。这种减震装置的特点是，因为其摩擦力是常值，当桥墩在最大变形时这些数值也能达到最大。当阻尼装置的参数等于 1时，因为其速度与反力成反比的关系，因此这时候粘滞阻尼器的阻力值就无限接近于 0了。而如果是在变形速度最大，粘滞阻尼器的阻力最大时，这时候反而桥墩的变形最小，而内应力的变形也最小了。因此通过以上的过程我们可以看出，粘滞阻尼器并不能增加桥墩的受力。另一方面需要注意的是，粘滞阻尼器产生的阻尼力与周围环境的温度以及速度的大小都有关系，而且整体设备的油压等数值我们也应该注意监测和维护。

我国目前采油粘滞阻尼器结构的大桥主要是：重庆鹅公岩大桥，苏通大桥、东海大桥等等。在这些桥梁当中都将粘滞阻尼器结构设置在了桥梁相对变形较大的位置，而且为了减少地震对这些桥梁的损伤都采用了漂浮体系的方式来进行稳定。加装这一结构不仅没有影响到桥梁整体的使用效能，经过测算现在的桥梁在应对地质灾害方面有着很强的稳定性。但是需要注意的是在粘滞阻尼器的使用过程当中，一定要做好产品的把关，要对产品总体的疲劳性以及耐久性等使用特性做好全面有针对性的了解，而且在正式投入使用之后对于这一结构的日常维护也是保证其能够发挥作用的关键因素。

2.4 铅芯橡胶支座

铅芯橡胶支座的大概意思就是在分层橡胶支座当中加入一个又一个的铅芯，让铅芯与橡胶结构结合的话就成为了一种结构很好的力学材料。而且这种结构性材料的屈服力也是比较低的，性能为理想弹塑性，而且在具体的使用当中也具有很强的耐疲劳效果。以上这些内容都能够使得铅芯橡胶支座产生良好的隔震能力，而且其整体的强度和钢度也较高，因此这种结构被广泛应用与国内外的桥梁防震工程当中。

铅芯橡胶支座的隔震技术算是很早就被应用到桥梁的防震工作当中的一项技术，而且这种技术所需要的结构材料也较为简便，非常容易生产，国内外的很多企业都在进行这方面的生产加工。但是这种技术的运用却发展缓慢，除了最早使用在南疆铁路的那几座铁路桥上，公路桥的数量也仅仅有一座而已。好在近些年对于桥梁工程防震效果的不断重视，这一技术的应用才逐渐增多了。

【总结】桥梁的隔震技术的发达与否在很多时候都能够影响到桥梁的总体稳定性，因此这方面的内容也是一直以来国内外的桥梁专家研究的一个重点。我国在这方面经过不断的研究也取得了很多的成果，但是其中的很多的细节还是存在不小的问题，也因此会不断制约我国桥梁行业的总体水平，本文是笔者根据自己的内容对这类问题进行的总结，希望能够对改善我们桥梁隔震技术的现状有所思考。

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1007-6344（2016）10-0035-01