黄森

摘 要：在我国交通运输业中桥梁作为主要的交通枢纽，其直接影响着我国交通运输业的发展。现阶段，随着人们生活质量的提高，私家车几乎普及到每家每户，那么，这就要求桥梁要不断提升自身的承载力，在桥梁投入使用以后减隔震的作用是不可低估的，其能够有效降低地震对桥梁造成的损害。减隔震装置的作用在于其能够利用各类不同的高阻尼龙装置以及材料降低地震影响，并能通过较小支座将地震作用隔离开来，鉴于此，现阶段我国的工程师已设计、制造了多种类型的减隔震装置，本文重点分析桥梁减隔震装置的选用对比。

关键词：桥梁;减隔震装置;类型

1.抗震设计的主要方法

当前，我国的桥梁抗震体系主要包含两种类型，一种是针对于地震作用，此时需将桥梁会发生型变的部位以及能量消耗较大的部位设置于桥梁结构的下部，即桥墩的底部以及桥墩与盖梁之间的交汇处，进而方可延长桥梁的使用年限，也可有效降低地震损害，这是一种较为常见的设计方法，但是进行桥梁设计时，必须确保强剪弱变设计原理的落实情况，同时也要做好其他构件的设计;另一种是在地震影响下，需将桥梁上能量消耗较大的部位设置于桥梁上部和下部之间的连接件上（如支座、阻尼以及其他耗能装置），这些接连件就是本文要重点分析的减隔震装置，文中的这些减隔震装置自身的特性也是不一样的，但这些装置所起的作用是一样的，其都能够消耗地震能量，减小地震危害，设计这种桥梁抗震体系的关键在于如何选用减隔震装置。

2.桥梁减隔震装置的类型和原理

减隔震的作用在于其能够利用各类不同的高阻尼龙装置以及材料降低地震影响，并能通过较小支座将地震作用隔离开来，根据上述原理，现阶段，我国的工程师已设计、制造了多种类型的减隔震装置，在这些减隔震装置中，应用较为广泛的大致包含高阻尼橡胶支座装置、双曲面摩擦摆支座装置以及铅芯橡胶支座装置等，文中重点介绍双曲面摩擦摆支座装置、高阻尼橡胶支座装置、铅芯橡胶支座装置等的选用。

2.1双曲面摩擦摆支座装置

为了将地震的影响降至最低，而设计了双曲面摩擦摆支座装置，当发生地震时，桥梁的周期会随着支座的滑移而增加，以此来消减地震对桥梁造成的危害，同时在支座滑动的过程中，也可大大消减地震能量，此装置是根据摆钟的设计原理设计的，其是利用摆动的两个曲面以及自复位的能力形成的一种具有良好抗震性能的减隔震装置，施工过程中，该支座装置四周的挡板可有效防止主梁出现位移问题，然而，当地震的影响大于挡板的承载能力时，挡板就会失去其应有的作用，当挡板被剪断时，支座就会上下错动，以此来消耗地震的能量，大大降低地震对桥梁造成的损害。此支座装置中在滑动过程中产生摩擦可消耗一些地震能量，通常情况下，摩擦系数的大小会直接影响摩擦擺支座的减震效果，当摩擦系数较大时，摩擦摆支座的减震效果就越明显。

2.2粘滞阻尼减隔震装置

该装置主要由耐压缸体、活塞和粘滞阻尼组合而成，当活塞运动时，其产生的压力将带动耐压缸体内的粘滞流体源源不断的流入阻尼孔内，进而促使该装置产生阻尼力消减振动能量，将地震对桥梁结构造成的影响降至最低。由于粘滞阻尼减隔震装置能够承受较大外力，并且不会对桥梁的正常使用造成太大影响，因此这类减隔震装置备受设计人员的认可，在桥梁工程中应用较为广泛。通常情况下，在设计、建造桥梁的过程中，在桥梁塔梁的中间部位或者桥墩位置都会设置粘滞阻尼减隔震装置。

2.3铅芯橡胶支座装置

此装置主要由外层的橡胶叠加支座和中间部位的高纯度铅芯组成。外层橡胶叠加支座具有承载桥梁的垂直压力、恢复桥梁承载力的作用，而中间部位的高纯度铅芯则具有吸收、消散能耗的作用，这是因为高纯度铅芯屈服强度低且延展性良好，若将此装置与橡胶支座装置一起使用的话，必然会大大提升组合装置的延展性以及抗疲劳性，同时，也会进一步提升铅芯橡胶支座装置的抗震性能，另外，由于该装置具有较强的稳定性以及耐久性，所以，在建设桥梁的过程中，此装置被广泛应用于桥梁建设中，通常情况下会在桥梁和桥墩之间设置铅芯橡胶支座装置。

2.4滑动摩擦支座装置

现阶段的滑动摩擦支座装置基本上都是由上下支座摩擦滑动结构和能够限制位置恢复位置的阻尼结构构成，使用这种类型的支座时，须在其滑动表面涂抹聚四氟乙烯材料，这是因为聚四氟乙烯材料的摩擦系数接近于不锈钢材料的摩擦系数，当发生地震时，桥梁的弯曲面在滑动的过程中会消耗地震的能量，且通过弧面的回复力恢复桥体的承载力。一般情况下，会在桥墩的盖梁处设置滑动摩擦装置，然而，由于滑动摩擦装置对放置条件提出了一定的要求，因而，装置滑动摩檫支座时，前提是必须为其留存一定的空间以便其能够自由滑动。

2.5高阻尼橡胶支座装置

该装置是通过向高阻尼橡胶材料中添加纤维状塑料、石墨以及其他添加剂后制成阻尼性能较高的减隔震装置，当发生地震时，添加与高阻尼橡胶材料中的纤维状塑料、石墨等会消耗地震能量。尽管该装置的阻尼比较高且具有较高的减震性能，然而使用过程中，这种减隔震装置却会产生热量，从某种意义上来讲，这会大大减低减隔震装置的作用。

3.桥梁减隔震装置的选用对比

当桥梁的桥墩较大时，发生地震时，会对桥墩产生很大影响，因而，在设计这种桥梁结构时，就需设置更多的减隔震支座，以便桥墩能够分散地震能量。在设计、建造一联多跨桥梁的过程中，应在桥梁的中间支撑墩上多装置一些减隔震支座，让其来消耗地震能量，同时可为其侧墩配置水平分散力滑动支座。针对于两跨一联结构以及单跨结构的桥梁，需配置一个在地震期间可以承受水平载荷的固定支座，同时要求此支座必须能够适应正常工作条件下桥梁纵横向伸缩的变形能力。针对于普通结构的桥梁而言，只要高阻尼橡胶支座以及铅芯橡胶支座能够满足桥梁的减震要求，就可使用。针对于跨度较大的或者不规则桥梁而言，须使用双曲面摩擦摆支座或者其他组合装置来降低地震损害，以确保其能够承载地震能量，满足抗震要求。

4.结论

基于以上所述，所设计的桥梁减隔震必须满足以下要求：

（1）可通过较小支座的刚度来增加桥梁使用寿命，并最大限度的降低地震危害，那么这就要求下述支座（如摩擦摆支座、高阻尼支座以及铅芯橡胶支座），在发生地震的时候，能够承受地震压力，消耗地震能量，以防桥梁结构受损。

（2）使用各种阻尼装置和高阻尼材料来减小上下结构之间的位移差，从而将位移控制在指定范围内。所以，在选用摩擦摆支座的过程中，摩擦系数的高低会直接影响减隔震的减震效果。若桥梁的减隔震装置选择的是高阻尼或者铅芯橡胶支座时，重点需要注意的是必须保证阻尼材料以及铅芯阻尼材料能够百分百满足桥梁抗震要求。

（3）正常情况下，桥梁的结构不会随着热应力、制动力等的变动而发生变形或者振动。所以，选择减隔震装置时，必须考虑正常情况下减隔震装置的刚度。

（4）通常情况下，部分减隔震装置在使用过程中会产生较大位移差，针对于此种装置应为其配置防落梁装置，以确保减隔震装置的减震效果。在高强度区域，须使用纵横向防落梁装置以及桥梁限位装置。

结束语

在建设桥梁的过程中，为其设置减隔震装置，可有效降低地震灾害，减隔震可消耗地震能量，确保桥梁安全，所以，减隔震装置在我国桥梁建设中发挥着非常重要的作用。因而，这就要求我国相关科研人员必须加大研究力度并引进国内外的先进技术及经验，结合我国的实际情况，设计出更高品质的减隔震装置，以提升我国桥梁的减震、抗震能力。

参考文献：

[1]王东升，韩建平，孙志国等.桥梁减隔震技术的应用运用现状与发展趋势[J].地震工程与工程振动，2017，37（5）：118-128.

[2]刘延芳，叶爱军.减隔震技术在桥梁结构中的应用[J].世界地震工程，2016，24（2）：131-137.