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摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，铁路桥梁工程建设越来越多。铁路桥梁工程是交通网络建设的重要载体，也是促进区域经济发展的前提，但是我国东西横跨较大，南北地质构造迥异，使得铁路桥梁施工难度显著增加，尤其是铁路桥梁的抗震和减隔震技术的应用。文中主要分析铁路桥梁震害的相关问题，并提出铁路桥梁抗震及减隔震的设计方法，希望可以提高铁路桥梁工程的安全性与耐久性。
关键词：铁路桥梁；设计参数；设计方法；减隔震
引言
在社会经济持续发展的当下，铁路桥梁逐渐成为建设主体，并给日常生活带来极大影响。信息时代的到来，使得原有设计方案不再具备普适性，这就要求有关人员以铁路桥梁技术为切入点，结合减隔震设计所面临不足，拟定切实可行的方案，在确保工程安全的前提下，对其寿命进行延长，使铁路桥梁被赋予效能得到应有发挥，本文所研究课题的社会价值不言而喻。
1减隔震技术的原理
所谓减隔震技术，主要是对减震、隔震实现综合利用的一种抗震设计方法，也就是通过合理安排结构基础位置，以对地震波的传播进行阻断，对地震能量进行隔离。在实际减隔震设计环节，提倡以附加阻尼形式减少结构受到的地震响应。其中减震技术是以人为形式在铁路桥梁结构合理部位设置耗能、阻尼构件，并在相关构件作用发挥的基础上，有效吸收地震波能量；隔震技术所涉及的结构类型具有一定特殊性，因为它涉及振动周期。在出现地震的时候，铁路桥梁会出现多种破坏形式，导致交通中断，而应用减隔震技术，有助于铁路桥梁结构输出地震能量，促使铁路桥梁结构对地震能量有一个缓冲，进而保证铁路桥梁结构的安全与稳定。减震和隔震相得益彰，各自发挥作用共同抵抗地震波，对铁路桥梁起到保护作用，使其免受破坏。
2设计参数与方法
2.1技术的适用性
铁路桥梁工程的减震设计，首先应该掌握减隔震技术的适用范围，明确在软土路基工程该项技术不适用。如果铁路桥梁工程的施工土壤路基，受到地基与桩基之间侧向刚度不足的影响，就会延长铁路桥梁工程的地震周期。因此，如果对减震技术进行运用，就会造成严重的铁路桥梁坍塌问题。在刚性能力较高的桥墩工程质应用此项技术效果较高，能够有效减少地震对铁路桥梁工程产生的负面影响，对铁路桥梁上部与桥墩两者间的运动进行有效的分类，延长铁路桥梁的振动周期，避免铁路桥梁结构在地震作用下产生破坏。
2.2开展实地考察
由于减隔震技术具有一定的应用条件，并非所有铁路桥梁设计方案都适合应用减隔震技术，所以在该铁路桥梁设计环节，有关设计人员需要先到铁路桥梁工程现场进行实地考察和全面分析，掌握施工现场具体的地质条件，如铁路桥梁施工所在地的地基稳定性、土质硬度以及延长结构周期是否会出现共振等问题。在对这些实际情况以及设计影响因素进行全面了解之后，判定减隔震技术适不适合应用到相应铁路桥梁设计当中。设计人员在充分勘查铁路桥梁施工现场之后，要基于减隔震技术原理分析其在结构中的应用实用性。此案例当中的铁路桥梁经过专业人员勘查与分析，判定其结构设计环节适合使用减隔震技术。为此，设计人员要进一步结合勘察数据进行计算，做出详尽分析，以保证此铁路桥梁结构设计当中运用减隔震技术之后可获得预期效果，确保所有应用条件和有关要求达标后，开展铁路桥梁设计工作。
2.3减隔震技术的科学应用
针对于不同烈度的地震发生情况，要从下述两点进行分析：（1）合理的确定铁路桥梁的结构性能，了解地震发生后结构产生的变化；（2）设计人员综合分析铁路桥梁结构性能，掌握必要的操作方式，确定设计标准和要求。如果达到这一标准，设计人员积极总结经验教训，系统掌握减隔震系统的整体性能。合理的进行该方面的设计，提高结构的设计水平，实现精细化设计的标准。
保证设计方案具备科学性与合理性，发挥出各个细节部分的作用，这并不是计算就能够实现的，而是经验总结之后的结果。因此，在设计方案确定前，应该全面的掌握铁路桥梁的地震影响模式，采取必要的细节处理措施，最终可以提升减隔震的效果。
2.4优化选择减隔震设备
2.4.1滑动摩擦型支座的应用
滑动摩擦型支座是通过铁路桥梁与支座滑动面之间的滑移由接触面提供摩擦阻尼，来延长铁路桥梁结构的振动周期，最终传递给铁路桥梁的地震力只有水平的摩阻力，滑动摩擦型支座通常采用聚四氟乙烯材料作为摩擦副，在地震作用下滑动以后支座自身没有复位的能力，需要增加设施提供恢复力进行复位。目前国内将外滑动摩擦型支座做了许多的改良，将滑动面由原来的平面改为曲面，利用滑动块在曲面内做摆钟运动，以延长铁路桥梁结构的自振周期，同时曲面滑动面还利用铁路桥梁结构自重获得一定的复位能力。我国的上海长江大桥引桥和苏通大桥引桥都应用了滑动摩擦型支座作为减隔震设施，有效地提高了铁路桥梁结构的抗震安全性能。
2.4.2铅芯橡胶材质的支座
这种材质的支座主要的制作方式就是在橡胶板式支座的基础上，将铅芯压入到橡胶支座中心位置，铅芯的纯度较高，在提升阻尼应用效果的同时，还能够具有良好的减震效果。铅芯的力学性能非常好，其屈服数值只有10MPa，同时其初始剪切刚度可以达到130MPa，具有很好的弹塑性能，在进行塑性循环对抗的过程中具有比较强的耐久性，能够在对铁路桥梁的抗震性能进行保障的前提下，满足相关的耗能和静力荷载等要求。因此，在分层橡胶支座中进行铅芯的压入，能够有效提高减震性能，满足铁路桥梁工程对减隔震装置性能的要求。
2.4.3粘滞阻尼器
此减隔震设备是一种能耗性设备，主要是通过设备当中所包含的活塞在做出前后运动期间产生的压力差，促使粘滞流体在压力差作用下进入节流孔当中，进而使减震系统产生一定阻尼力和能耗。地震会给铁路桥梁带来巨大地震作用力，在地震发生时铁路桥梁出现的变形速度非常大，而相应阻尼器也会紧跟地震变形出现变化，以此防止铁路桥梁结构受到巨大的地震作用影响而发生严重变形。若铁路桥梁结构设计环节选用粘滞阻尼器这一结构形式，设计者需要在铁路桥梁边墩中间部位布置相关设备，最好安装在铁路桥梁中间部位，或者在加劲梁和辅助墩中间安装此设备。在设备应用期间，设计人员要对各种技术参数进行科学计算与合理设计，确保整体结构性能符合使用标准。
结语
综上所述，铁路桥梁是我国的重要交通枢纽，在交通运输行业发挥重要的作用。地震作用对铁路桥梁的威胁较大，一旦铁路桥梁遭受损害，对我国社会经济的发展不利，甚至对地震灾区的救灾造成极大的阻碍。因此在铁路桥梁设计中，相关人员加强对抗震与减隔震技术的研究和完善，将其融入其中铁路桥梁设计中，利用科学恰当的抗震和减隔震措施提升铁路桥梁工程的抗震效果，增加铁路桥梁工程的结构稳定性，保证铁路桥梁在地震作用下不被破坏，促进交通运输行业健康可持续发展。
参考文献：
［1］刘正楠，陈兴冲，张永亮，等．考虑行波效应的无砟轨道铁路桥梁纵桥向地震响应［J］．振动与冲击，2020，39（4）：142-149．
［2］白全安．新型减隔震装置在高速铁路桥梁中的应用研究［J］．铁道工程学报，2019，36（10）：66-71．
［3］娄小勇.梁桥抗震设计与支座性能分析研究[D].西安：长安大学，2016.
［4］习强．桥梁抗震设计及减隔震技术应用［J］．交通世界（下旬刊），2018，（4）．108－109，117．
［5］郑晓龙，金怡新，吕娜．E型钢阻尼支座的设计与减震性能分析［J］．铁道工程学报，2015（2）：13-15．