摘要:在桥梁设计中,隔震设计是其不可或缺的重要组成因子,其对桥梁工程质量的影响是客观而具体的,在隔震设计中首先需要了解并遵循隔震设计原则,然后加大隔震装置的设计力度并重视细部结构设计。只有这样,才能够做好隔震设计工作并达到提升桥梁工程抗震性能的目的。本文根据笔者工作实践,对桥梁设计中隔震设计的重要性及措施进行了分析和探讨。
关键词:桥梁;设计;隔震;重要性
近些年我国自然灾害频频发生,尤其是地震灾害更是严重破坏了不少的建筑与桥梁等公共基础设施。这些基础设施的损毁坍塌,不仅给广大人民群众带来了大量的经济损失,还造成了一定的人员伤亡。再者,桥梁具有很强的社会公共性,其建设规模庞大,后期的运营管理难度系数大。为了减少人民的经济损失,确保其人身安全,完善桥梁隔震设计,提高其抗震性能是当下桥梁工程建设的核心。
1隔震设计在桥梁设计中的重要性
1.1隔震技术优势
隔震技术作为一种新兴的技术,在建筑行业中备受关注,尤其在工程抗震减振中它具有非常显著的优势与作用。一方面,采用隔震技术可以加强对桥梁基础结构的保护与固定作用,加强桥梁本身承载能力和抗震性能,进而减轻地震等自然灾害对桥梁产生的冲击;另一方面,从经济安全角度考虑,借助隔震设计,可以实现降低工程造价,降低桥梁坍塌断裂等现象发生的概率,有效减少桥梁结构的变形以及因桥梁受力不等导致的扭力不平衡等问题。如此,从根本上提高桥梁工程的质量,确保其安全性能,延长桥梁使用寿命。
1.2采用隔震技术好处
桥梁建设工程及单位进行桥梁建设不仅是为了满足广大人民群众的需求,同时还需要为了企业本身带来利润,确保其长期稳定的生存。换而言之,从市场竞争的角度去看,实施采用隔震设计技术能够提高企业的综合竞争能力,不断增加企业的经济效益,保障企业健康快速发展。就目前看,在桥梁设计中隔震技术应用越来越广泛,其显著的优势与作用不容替代,由此可见它也成为了未来桥梁设计的主流内容。尤其是桥梁抗震方面,隔震技术的引入能够在最大程度上丰富加强抗震系统的功能,完全吻合现代桥梁建设设计施工经济与安全性能要求。
2隔震设计相关理论分析
由于桥梁设计的质量最终决定整个桥梁工程的施工以及竣工情况。而在这个工程中,需要谨慎处理,综合考虑各种能够影响桥梁质量的因素,确保其设计的有效性和可执行性。换而言之,隔震设计就成为了桥梁设计的重要内容。
2.1隔震设计原理
在桥梁工程中,抗震设计与隔震设计大不相同。隔震设计的具体作用是保护桥梁结构,降低震害对结构的冲击,促使桥梁的抗震水平得到提升。由此,其设计并不以抵抗地震为主要目的,而是以阻隔地震对桥梁的冲击为要素。故而,隔震设计的原理就是通过增加桥梁结构的柔性支柱,减弱桥梁结构之间的关联性,当地震发生时提升桥梁反应的加速度,消耗掉地震携带的大部分能量,降低其对桥梁结构的冲击与破坏力。
2.2隔震技术实现途径
由于隔震设计亦是以最大限度消耗地震携带能量,这点与阻尼设计目标一致,
故而对于桥梁设计中的每个构件都有良好的弹性和可塑性要求较高。相应的技术实现的途径也有所不同。比如(1)通过延长桥梁结构的自振周期,可以避开桥梁结构的自振周期与地震周期吻合产生的共振,进而减少震害;(2)根据阻尼原理,通过增加阻尼装置,加大桥梁结构阻力,快速分散震力;(3)通过控制桥梁固定墩,分散桥梁结构的水平地震力,使得桥梁结构的内力重新合理分布,进而达到保护桥梁的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3隔震设计原则
虽然隔震技术还是一个新兴的技术,但是它已然成为抗震系统的重要组成部分。桥梁隔震设计也是加强桥梁抗震性能的重要指标。但是,在进行隔震设计时仍然需要遵守以下几点原则:(1)全面科学考察,因地适宜,结合实际情况判断周期加长后隔震系统能够有效地提高吸收地震能量,针对不合适的抗震结构,不能盲目地进行施工,确保隔震技术的适合性与适用性;(2)在设置隔震装置时,辅助使用其他技术措施,对周边桥梁附近的地质环境进行科学的考察,尽量采用一些结构简单,力学性能良好的装置,便于震后桥梁上部结构的修复工作。
3隔震设计主要措施
3.1隔震装置设计
在隔震设计中,隔震装置可以说是整个设计的核心。目前来看,弹性反应谱设计法和时程分析法是桥梁隔震设计应用中采用的最多的方法。不过,这两种方法无论是在使用规范、计算公式方面都有所差异。有些侧重隔震装置的等效刚度,有些侧重隔震装置的等效阻尼,所以在进行设计时需要根据实际情况选择计算的对象。不过,最大振幅的研究是这两种方法必须要考虑的,针对结构相对复杂或不规则的桥梁则需要采用时程分析法和弹性反应谱法,对其弹性性能进行计算,准确估算出弹性变化的范围。这样简单、规范、易于接受方法,被很多国家防范使用。但是,在具体的计算过程中需要设计人员对桥梁结构地震响应的程度具备较强的掌握和预估能力,根据自己的娴熟的经验制定设计方案,便于后期验证是否合理。
3.2细部构造的设计
单独的隔震装置是不能完全阻隔地震,为了达到较好的隔震效果还需要一定的细部构设计来实现,这些细部构造就可以称为附属结构。虽然,限位装置、防落梁装置、伸缩缝等这些附属结构属于一种辅助条件,但是它们的作用却是非常重要,不可或缺。事实上,根据以往大量地震灾害的实例分析与时程分析,我们发现,桥梁结构的隔震效果以及对对地震的反应能力和附属结构细部设计存在着密切的关系。但是,绝大多数的设计师尚且没能够注意到这些关联,导致细部设计粗糙、不够精细,加上计算方法复杂,致使桥梁结构隔震效果差。所以,不断优化其计算方法,确保附属结构持续性能至关重要。细部结构,即桥梁的附属结构,主要内容是防落梁装置、伸缩缝以及限位装置等。通过对众多地震及其对桥梁工程的影响的研究发现,桥梁的细部结构也会对桥梁整体的抗震性能产生重大影响,会威胁到桥梁工程的使用时长。然而在隔震设计中,部分设计人员并没有给予细部结构应有的重视,使得桥梁工程的抗震性能不佳。为了全面提升桥梁工程的抗震性能,必须要重视桥梁细部结构的设计,对防落梁装置、伸缩缝以及限位装置进行深入研究,并结合隔震装置的结构对这些细部结构进行科学设计,以保证细部结构自身的抗震性能。比如,在设计桥面与支架间的连接缝时,设计人员要注意把控好连接缝的尺寸,通过精密的计算,采用最恰当的连接方式,尽可能缩小缝隙,避免缝隙间距过大而影响桥梁工程的整体隔震性能。在细部结构设计中,设计人员会面临较多的困难,这主要是因为细部结构包含的内容比较复杂,计算过程冗杂枯燥。但是,隔震设计人员绝对不能够因为细部结构设计的复杂性就对其弃之不管。只有做好了桥梁隔震中的细部结构水工作,桥梁工程的各部分构建之间才能够具备良好的连续性,才能够有效提升桥梁工程的抗震性能。
4结束语
综上可见,在现代一个桥梁工程设计的成功,隔震设计所体现的重要性是显而易见的。这不仅对桥梁隔震技术的采用手段、实施设计、原则要求等都有一定的标准,同时隔震技术应用目前在我国尚未成熟,还有很大的发展空间。如何提升较好地应用此技术,提高桥梁结构承载能力与抗变形能力值得每位从业人员去探索研究,不断创新,因此隔震设计技术会在未来的桥梁设计中发挥巨大的作用。
参考文献
[1]王翰哲.桥梁设计中隔震设计的重要性分析[J].交通世界,2017,(11):88-89.
[2]陈夏雨,王晋川.刍议桥梁设计中隔震设计的重要性[J].工程建设与设计,2016,(09):107-109.
[3]吴怡.桥梁设计中隔震设计的重要性分析[J].建材与装饰,2016,(26):253-254
论文作者:徐品
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
标签:桥梁论文; 结构论文; 细部论文; 装置论文; 性能论文; 技术论文; 桥梁工程论文; 《基层建设》2017年第36期论文;