孙文涛 李轲

摘  要：随着中国经济建设和社会财富的快速发展，中国道路和桥梁的建设也随之迅速发展，而桥梁的减隔震也越来越受到人们的重视。该文主要对铅芯橡胶支座在桥梁减隔震中的应用进行分析研究，具体对当前的桥梁减隔震理论以及减震技术应用的意义进行阐述，对铅芯橡胶支座进行了具体的分析，详细阐述了铅芯橡胶座在桥梁减隔震中的应用。

关键词：铅芯橡胶支座  桥梁  减隔震  意义  应用

中图分类号：U442.5+5                      文献标识码：A                   文章编号：1672-3791（2020）12（b）-0066-03

Abstract： With the rapid development of China's economic construction and social wealth， the construction of roads and bridges in China has also developed rapidly， and the shock absorption and isolation of bridges have been paid more and more attention. In this paper， the application of lead-rubber bearing in bridge seismic isolation is studied， the current theory of bridge seismic isolation and the significance of the application of seismic isolation technology are elaborated， and the concrete analysis of lead-rubber bearing is carried out the application of lead rubber bearing in bridge seismic isolation is described in detail.

Key Words： Lead-core rubber stand; Bridges; Shock absorber; Meaning; Application

近年來，随着我国基础设施建设的加快，区域的道路建设得到改善，桥梁工程的建设速度逐渐增加，桥梁在经济建设和交通中的作用变得越来越重要，人们也越来越依赖桥梁和道路，因此保证桥梁道路在地震中的稳定性对于区域经济发展有着重要的意义。但是近年来频繁的地震，不仅破坏了道路和桥梁，影响了正常的经济运行，而且影响了社会秩序，影响了人们正常的生产生活。此外，公路桥梁体积庞大，地震后难以清理和修复，严重影响运输。所以由地震所导致的巨大经济损失已经引起了桥梁工程师的重视，寻求更好的减隔震技术来提高桥梁建筑在地震中的稳定性，保证桥梁的安全和稳定，这对于保证桥梁在地震中的稳定和安全以及震后桥梁的修复有着重要的意义。近年来，国内外桥梁工程领域技术人员越来越广泛应用减隔震技术来提高桥梁安全性能，以下该文将阐述目前的桥梁减隔震理论，并对铅芯橡胶支座在桥梁减隔震中的作用进行具体的分析探讨，以期能够为桥梁施工中桥梁施工技术的应用研究提供参考。

1  桥梁隔震理论及减隔震技术应用的意义

1.1 桥梁减隔震理论

强震会严重破坏桥梁结构，主要表现在对桥梁桥台、桥墩、落梁的震害和桥梁支座的破坏，为了在地震发生时避免桥梁结构与地面发生类共振，减轻地震力，桥梁工程师就要通过适当控制结构物的刚度和强度来实现桥梁延性结构体系，使桥梁结构在进入非弹性状态后仍具有较大的延展性，能够通过塑性变形来消耗地震能力，从而达到在发生地震时“坏而不倒”。因此桥梁减隔震技术的核心思想就是通过在桥梁结构中安装隔离装置，通过耗能减震、吸振减震和冲击减震的方式来减小桥梁结构的振动，达到减轻桥梁道路损失的效果。因此，桥梁的地震隔离技术是通过安装地震隔离装置将结构或部件与地震地面运动或可能造成损坏的损坏分开。从而将传递到上部结构的地震力和能力最小化，最终实现了确保桥梁结构本身及其附件的安全性的目标。总体来说，地震减隔震技术就是通过增大桥梁减隔震装置中的阻尼装置来耗散能量，限制过大的位移，从而减小建筑结构的相对变形。

进行桥梁减隔震设计的最终目的是为了提高桥梁结构的整体抗震性能，在对桥梁结构进行减隔震设计时要遵循以下几个设计原则：第一，实事求是原则，在桥梁结构的减震设计中首先要对桥梁工程进行现场调查，根据桥梁的实际地理区域特点来进行设计;第二，要根据桥梁结构的整体特征和桥梁道路的交通要求来确定减隔震措施，并在一定的力学范围内来实现桥梁结构的整体间隔震性能。桥梁减隔震装置需要具备这4个特性：第一，拥有足够的初始刚度，保证桥梁的结构体系能满足正常的荷载需求;第二，具有一定的阻尼，能消减地震时桥梁结构发生的位移，或者是具有迅速复位的恢复力;第三，具有竖向承载能力，能够安全地支撑桥梁上部结构的所有重量和使用荷载;第四，能够使桥梁结构在地面上进行柔性运动，加大桥梁结构体系的自振周期，降低桥梁结构在地震中的加速反应。

根据桥梁结构的隔震设计原理和设计原则，目前有两种减隔震系统：一种是粘弹性减隔震系统，另一种弹塑性减隔震系统。现有的减隔震装置主要有铅芯橡胶支座、板式橡胶支座、摩擦摆支座、滑动摩擦支座以及高阻尼橡胶支座。铅芯橡胶支座减隔震原理是通过橡胶发生弹塑性变形和铅芯发生塑性形变来减轻地震对桥梁的影响，相比于其他减隔震装置铅芯橡胶支座具有性价比高、减隔震效果明显的优势。摩擦摆减隔震支座的减隔震原理是在地震发生时，通过产生摇摆效果来消耗地震对桥梁的影响，摩擦摆减隔震支座具有设计灵巧，能够通过人工设计其减隔震性能，使用时间长久的优势。高阻尼橡胶支座的减隔震原理是通过在天然橡胶中添加配合剂来提高橡胶的阻尼，通过在地震时产生的塑性形变来吸收能量，高阻尼橡胶支座具有施工便利，实用耐久，减隔震效果明显的优势。

1.2 桥梁隔震技术应用的意义

（1）经济意义，伴随我国经济建设进入新常态，道路桥梁建设速度迅猛，在推动区域经济建设中的作用越来越重要。道路桥梁建设能够让邻近的地区实现便捷通达，能够刺激区域物流，提高商品的流动效率，进而拉动区域的经济建设，所以桥梁作为一种架空的人造通道，一方面具有地理上的便于行人和交通工具畅通无阻的沟通意义，另一方面具有经济发展过程中区域生产力的合理配置，优化生产要素组合，提高区域经济效益和促进区域经济发展的目的。因此桥梁建设的好坏关系到一个区域的经济发展，为确保经济社会的全面协调发展和道路交通的良性发展，有必要重视并提高桥梁结构的减隔震性能。

（2）社会意义，桥梁作为道路交通重要的组成部分，在促进区域经济产业发展和带动区域之间的文化交流上有着积极的作用。第一，我国幅员辽阔，人口众多，由于地理位置上差异，每个区域的经济发展和文化都有所差别，相同的社会生产条件会由于地理位置上的差异和社会文化背景的不同发展出不同的经济结果。加强道路桥梁的建设和重视道路桥梁的安全，对于促进区域间的经济交流和社会文化交流，促进区域的协调发展有着重要意义。第二，道路桥梁的安全在全面服务小康社会上有着重要作用，在我国社会经济转型的重要历史阶段，道路桥梁能够充分发挥先导作用，在推动区域道路交通运输转型发展，推动绿色交通建设的发展和智慧交通运输的发展的同时，实现道路交通之间的互联互通，因此重视桥梁安全对于促进我国道路桥梁的良性发展，减少道路交通损害有着重要意义。第三，随着我国经济的快速发展，人们的生活水平也是呈直线上升，私家车的拥有量也不断增长，但同时交通运输上的问题也随着经济的发展呈现出来，道路桥梁事故频发，堵车现象随处可见。重视道路桥梁的安全，加强减隔震技术在桥梁建设中的应用，保证桥梁的安全畅通显得尤为重要。所以，在桥梁建设中应用减隔震技术，能有效提升地方的防灾减灾工作科技含量，这对于保障人民生命财产安全，建设地震韧性城市具有重要意义。

2  铅芯橡胶支座的简介以及应用优势概述

2.1 铅芯橡胶支座的简介

铅芯橡胶作为一种常见的，具有良好减隔震性能的减隔震装置主要是在板式橡胶支座的中心压入铅芯制成的。铅作为一种具有良好塑性变形能力和能量吸收能力的金属，是一种理想的弹塑性体，铅芯橡胶支座的工作原理就是在地震发生时，利用铅芯的高弹塑性来使它在变形时有很大的滞回阻尼，来消耗能量，减少地震对桥梁的影响，进而实现其在桥梁中减隔震的作用。

2.2 铅芯橡胶的应用优势

铅芯橡胶支座与普通的减隔震装置相比具有特殊的静力特性和动力特性，并且与其他减隔震装置相比具有经济价格上的优势。

首先，在动力特性上，表现出很强的刚度和合适的阻尼，减震耗能，稳定的滞回性能以及向原来位置复位的能力;其次，在静力特性上表现出具有很强的竖向承载能力，稳定的温度性以及稳定的水平荷载抵抗能力。所以，一方面铅芯橡胶支座其竖向刚度，能够在静力荷载时给予桥梁上部结构所必需的屈服强度与刚度，给予桥梁结构稳定的支撑;另一方面铅芯橡胶支座所具有的良好的形变回溯性能，能够在地震发生时满足较大的变位，使桥梁结构的振动周期化，达到减小地震对桥梁结构破坏的目的。另外，由于铅芯橡胶支座由于橡胶具有一定的柔韧性，可以延长桥梁结构的周期，且铅芯橡胶支座中的铅芯具有一定的塑性变形能力，让桥梁具有很强的耐久性以及抗低周期疲劳的性能。

3  铅芯橡胶支座在桥梁中的减隔震运用

在桥梁建设中应用铅芯橡胶支座时，第一，我们必须利用电脑软件建立一座桥梁的仿真模型，并且根据桥梁施工过程中的实际需求对桥梁的抗震性能进行模拟分析，在进行分析时要具体分析桥梁的主梁、桥墩、承台、顶板和桩基，精确地模拟桥梁各部分的刚度和质量，分析桥梁结构中各个部分之间的相互关系。第二，要根据桥梁的抗震性能，运用电脑软件来对比筛选合适的减隔震装置，在利用电脑软件对桥梁结构进行分析时，主要有两种分析方式：一是利用双线性恢复模型来分析桥梁的动力特性;二是利用线性恢复力模型来分析桥梁的振幅以及反应谱。第三，在进行桥梁减隔震分析后，设计减隔震装置时，要根据利用电脑软件分析出的铅芯橡胶支座的受力分析以及桥梁地震效果参数，来对桥梁结构中应用的铅芯橡胶支座的进行具体设计。其中桥梁地震效果参数，参数包括桥梁结构的受力状况以及地震时桥梁的位移大小，来优化减隔震装置的参数。第四，在完成桥梁减隔震装置设计之后，要用电脑软件对安装了铅芯橡胶支座的桥梁结构体系进行减隔震实验测评，并且要考虑减隔震装置在桥梁结构作用时受到的外界因素影响，如温度、湿度等因素，对减隔震装置的累积过程进行考量。第五，通过分析铅芯橡胶支座在桥梁减隔震中的效果，可以得出铅芯橡胶支座能够有效地减少桥梁在地震时的位移，能够有效地减小桥梁结构对地震的效应，因此可以得出铅芯橡胶支座在桥梁结构减隔震中有着显著的效果。

4  結语

随着我国社会经济不断发展，道路交通建设取得了很大的进步，但同时道路桥梁发生的多起事故，对人民群众的生产及生活造成了严重损失，且产生了社会负面影响。如何避免桥梁事故的发展，提高桥梁的减隔震性能成为当前社会广泛关注的热点，因此，在桥梁设计时，桥梁设计师利用桥梁减隔震装置良好的减隔震性能和高性价比的优势，来进行桥梁设计，不仅能够适应我国交通建设的需求，还能够推动我国桥梁建设工程的健康发展。

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