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摘要:社会经济的快速发展带动了我国城市交通事业迅猛发展,桥梁在城市发展中的作用日益显现和提高,为了提高桥梁的使用效率,保障市民的生命安全,因此必须加强市政桥梁的隔震设计。本文从三个方面来介绍桥梁设计中的隔震设计:第一部分论述了加强桥梁隔震设计的重要性,第二部分介绍了桥梁隔震的设计特点,在第三部分着重介绍了桥梁隔震设计的措施。
关键词:市政桥梁;隔震设计;措施
近年来,地震灾害频发,根据过往的经验发现地震对道路桥梁的破坏相当大。地震是一种实发性、毁灭性的自然灾害,对人类社会构成严重威胁。因此,如何减少工程结构在地震中遭受的损害,是一个现实而又重大的问题。但是由于我国传统的结构抗震方法,往往是通过结构自身弹塑性变形来耗散地震能量的方式,这也会给工程结构带来损伤。
1.桥梁隔震设计的重要性
桥梁的隔震设计能够在一定程度上保障市民的安全,延长桥梁的寿命。隔震的最终目的是将桥梁结构与可能破坏桥梁结构的地面运动尽可能的隔离开来。一般情况下,桥梁结构设计人员为了实现这个目标,可以延长桥梁结构的周期,从而避开地震的卓越周期,能够有效的减少地震能量传入到桥梁结构中。但是,如果桥梁结构设计人员延长桥梁的结构周期,就会增加桥梁结构的位移反应,很可能会增加桥梁结构设计的难度。总的来说,通过桥梁的隔震设计有以下几个好处:
①通过设计隔震系统,可改善降低后的地震力在下部结构各支座间的分布,以保护基础、桥墩、桥台等,必要时还保护上部结构。
②对结构横向地震反应采用隔震,可以调节横向刚度,因而可改善结构的扭转平衡,全面降低地震力。
③上部结构隔震可用来减少或消除在设计水准地震上下部结构超出弹性范围的现象,在难以检查或修复的地方,如部分埋置的桥墩和它们的基础,可避免在这些部位发生严重的非弹性变形。
④采用隔震系统后,在同等造价情况下可获得比传统抗震设计高的抗震性能,如保护墩柱,降低其延性需求等。
⑤这些隔震支座在正常使用条件下,由温度、收缩、徐变等变形引起的抗力很小,这为城市高架桥梁中超多跨连续梁桥的采用,即减小伸缩缝的使用提供了可能。
⑥同传统非隔震桥梁相比,在经历较大地震后,隔震装置的更换比较容易,维修时间和费用均比较低,而传统桥梁的抗震加固在时间、费用上一般比较高。
2. 桥梁隔震的设计特点
只有在充分掌握桥梁隔震设计的特点的基础上,选择正确的设计方法,才能更好地发挥桥梁的抗震效果。桥梁的减隔震就是把相关的隔震技术引入到桥梁的抗震设计中,在保证桥梁正常的使用功能的前提条件下,通过对隔震装置的利用使其结构周期得到一定程度的延长,对大多的地震能量进行消耗,从而使结构的响应得到降低。桥梁减隔震设计是根据近几年对地震的特性、地震时产生的机理以及结构动力在地震作用下的构件能力、响应特性、破坏机理的具体认识和研究,针对桥梁的抗震设计提出的设计方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以,在对桥梁进行隔震设计的时候,要对其相关的隔震装置进行科学合理的设计,增强可靠性,从而使其在地震发生时发挥出重要作用。在对桥梁进行研究、建设的过程中,其塑性变形以及耗能大多集中在相关的隔震装置上,在地震发生的时候,允许这些装置在地震能量的作用下产生相对较大的位移以及塑性变形。区别于传统的钢支座,现代桥梁的隔震装置大多是采用高阻尼橡胶以及铅芯橡胶支座,桥梁受弹性条件的约束,这种情况也使桥梁相应的结构振动具有了一定的整体性。在桥梁结构中对隔震装置进行使用,为桥梁带来的有利影响。
其一,在桥梁结构中对隔震系统进行采用之后,在同等造价的桥梁中,其相关抗震性能相对较高,在一定程度上对墩柱进行保护,使其相应的延性需求得到降低。同时,地震发生时,桥梁可以通过隔震系统对得到降低后的地震力进行各个支座之间的分配,从而使桥梁的基础、桥台以及桥墩等得到有效的保护,进而对桥梁的上部结构也有一定的缓冲保护作用。
其二,局部方向,在结构横桥向对隔震系统进行采用,在一定程度上可以对横向刚度进行调节,从而对可改善结构进行扭转平衡,以达到对地震作用全面降低的目的。
3 市政桥梁设计中的隔震设计措施
3.1 隔震装置的设计工作
隔震装置的设计工作是一项非常重要的内容,同时其也是隔震设计的核心内容。现阶段在桥梁的隔震设计中,弹性反应谱法是应用最为广泛的方法,但是在不同的国家其都是有着各自的规范的,我们通常的采用的方法都是时程法。
目前弹性反应谱法能够得到最为广泛的应用,其主要有两个方面的原因,一是其施工时的计算更为简单;二是其更加接近于现有的规范计算方法,更易被行业接受,在计算的过程中,我们应认识到所计算的隔震装置的等效阻尼和等效刚度与地震发生过程中的隔震装置的最大变成程度是密切相关的,那么其与整个桥梁的地震响应程度就也是有一定关系的,因此,进行隔震设计时我们采用的弹性反应谱法也应是不断完善的。在实际的计算工作中,我们是无法采用直接的公式来实现目标的,这就要求了设计人员应能够准确的预估出地震发生时桥梁结构的响应程度。
3.2 细部构造的设计
市政桥梁设计是一个整体工程,设计中的每一个部分都会对工程造成影响。在市政桥梁的隔震设计工作中,附属结构所发挥的作用也是十分重要的,主要包括伸缩缝、限位装置以及防落梁装置等附属结构,在对它们进行了相应的动力时程分析和震害调查和分析后,我们认为这些细部构造对桥梁的隔震效果以及结构动力响应程度都是有着直接的影响的,然而实际的情况却是,很多设计人员都忽略了对细部构造的设计工作。
3.3先整体后细节的建造模式
桥梁防震设计是一项高科技技术,包含了各领域的科学知识,也需要各个领域的科学技术人才,利用先整体后细节的建造模式,先营造整体结构体系,再对各个体系中逐个问题分项分解处理。在建造时,可将每一个步骤分解并进行校验,查看检验效果,遇到问题时,无论大小,都需要快速解决,并积极处理问题。时刻观察整个材料的安装过程,并在每一个步骤前都要思考一些细节性问题,如许多支架的拆迁时间或安装时间,固定处做的稳度是否合适,卸下支座时需要平稳的进行,还有许多的打孔问题,如位置、大小等,整个建造过程的每一个步骤都是环环相扣,如果不小心漏掉或者做错某一个步骤,将来都面临着不可估计的经济损失和人力损失。
结束语:简而言之,市政桥梁的隔震设计是非常必要的,它能够在很大程度上提高桥梁的整体质量,很好的保证人们的生命和财产的安全。就目前来看,我国在相关隔震设计方面的研究还处于初级阶段,希望在今后的研究之中,各位设计人员应该要适当地借鉴以及学习国外的先进技术以及设计方面的经验,提高国内的隔震设计技术,从而提高市政桥梁的整体结构的抗震性能。
参考文献
[1]刘鹏.桥梁抗震的减隔震技术[J].科技资讯.2010.
[2]李承安.市政桥梁抗震设计的重要性综述[J].山西建筑.2012.
[3]张雪峰.市政桥梁设计中隔震设计的探讨[J].黑龙江科技信息.2013.
论文作者:林喜珍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/8/21
标签:桥梁论文; 结构论文; 装置论文; 支座论文; 市政论文; 弹性论文; 都是论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;