桥梁设计中隔震设计的重要分析论文_张海鸥

桥梁设计中隔震设计的重要分析论文_张海鸥

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摘要:随着经济的快速发展,人们生活水平的日益提高,城市中的交通压力越来越大,而在这种压力中起到非常重要缓冲作用的就是桥梁的建设,桥梁建设作为现代化城市建设的一项重要设施,具有较高的社会公益性,因此,提高桥梁设计中的隔震设计要求对今后的社会发展将会至关重要,虽然我国目前的桥梁隔震设计才刚刚起步,还不完善,但我相信,通过我国的不断努力,桥梁隔震设计总有一天会与世界接轨的。本文就桥梁设计中隔震设计的重要性进行分析。

关键词:桥梁设计;隔震设计;重要性

近几年,我国自然灾害发生频繁,地震灾害的发生往往伴随着公共基础设施的严重破坏,建筑、桥梁的损毁坍塌,不仅造成了经济的大量损失,而且造成了人员的一定伤亡。基于这方面考虑,为了保证救灾工作的顺利进行,保障交通正常运转,重视并做好桥梁设计中的隔震设计至关重要,对维护社会稳定具有重要重要意义。

1 桥梁隔震设计理论概述

1.1 隔震技术的原理

隔震是抗震方式发展的一种新形式和新趋势,它的作用是通过减小而并非抵抗地震的作用来起到桥梁的保护结构不受损、桥梁的抗震能力增强的效果。在通常的桥梁设计和施工中,提高桥梁抗震效果的方法通常是通过提高桥梁结构的整体强度和变形能力。与之相对比,桥梁的隔震设计主要特点在于引入了柔性装置的设计,这样做就使桥梁的重要结构构件可以与水平地面运动在一定程度上的关联性减少,使重要构件在地震后不会发生破坏性的损伤,使结构的反应加速度比地面的加速度小,另外,由于采用了阻尼设计,这样阻尼就有效地将地震带来的能量得到消耗,当能量传递到桥梁上部以及隔震结构时作用力已大大减小。

1.2 隔震技术的特点

隔震技术在桥梁抗震设计中的的应用,主要目的就是为了利用这些隔震装置达到延长结构周期、消耗地震能量和降低地震后结构毁坏和变化的效果。在桥梁进行隔震设计时,最关键的因素就是要求要有合理的设计,使相关的抗震系统构件能够具有较强的弹性和可塑性。隔震技术在桥梁设计中的采用,可以提高地震时结构的安全性,使上部结构设计更加灵活,抗震措施简单明了;防止附属构件的振动、移动、翻倒,减少了次生灾害;以及可以防止非结构构件的损坏;抑制了振动时的不舒适感,提高了安全感和居住性;可以保持机械、仪表、器具的功能;震后无需修复、具有明显的社会和经济效益;经合理设计,可以降低工程造价。

1.3 桥梁隔震设计的基本原则

桥梁隔震设计是加强桥梁抗震性能的重要要求,但在进行隔震设计时应当遵守以下几个基本原则,只有认真遵守这些原则,才能有效地、切实地提高桥梁抗震效能,这些原则分别是:

第一,应对桥梁是否适宜采用隔震设计进行科学的考察,考察应当以其周期增长后系统能否有效地提高地震时能量的吸收,且以这个为判断的依据。对于不适合进行抗震结构的桥梁地段,不能盲目地进行施工。

第二,隔震装置在桥梁设计中若被采用,则它的上部结构在地震后会产生相对的位移,这将对桥梁的后期使用和功能产生影响,因此在地震后,应当加强对隔震装置的修补和完善。

第三,若在桥梁设计时采用了相关的隔震措施,那么应当保证桥梁的抗震性能不低于那些采用普通抗震设计所起到的抗震性能的大小。

第四,深入了解当地地质条件,并明了桥梁的下层土壤具有的性质,以及在地震中会表现的状态,从而科学严谨地进行研究探索,找到隔震装置安装的必然要素。

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第五,选用隔震设备的使用最好选择构造简洁并能达到要求的抗震装置,保证各项力学之间具有科学性,提倡节约与效果并用的方针。

2 隔震设计在桥梁设计中的重要性

隔震技术是建筑行业新发展起的一种技术,在工程抗震减振中发挥着重要作用,具有多种优点:在桥梁设计中应用隔震技术通过隔震设计可以对桥梁基础结构起到良好的保护与固定作用,增强桥梁结构的承载力与抗震能力,削弱地震对桥梁的冲击;优化桥梁抗震系统,降低工程造价,提高桥梁施工质量;采用隔震装置可以有效减小桥梁结构在地震中的变形;通过调整桥梁水平方向上的受力,解决桥梁扭力不平衡问题。

从隔震技术所具有的诸多优点考虑,桥梁设计应该增加隔震设计环节。从安全与经济层面考虑,桥梁设计实施隔震设计,能够有效提高桥梁抗震能力,降低在地震中坍塌断裂等现象发生的概率,提高桥梁行驶安全性;不仅有利于降低工程造价,而且通过减少坍塌等事故的发生可以在一定程度上减少桥梁检修维护费用的投入,延长桥梁使用寿命,具有经济性作用。从企业竞争层面考虑,实施隔震设计,有利于提升企业综合竞争力,提高企业桥梁设计水平,推动企业健康快速发展,增加企业经济效益。从我国当前桥梁设计情况来看,隔震技术应用越来越广,在桥梁中的作用越来越显著,是当前及未来桥梁设计的主要内容。同时,社会各界对桥梁设计要求越来越高,尤其是抗震方面的设计,而隔震设计的引入能够在一定程度上优化与完善桥梁抗震设计,丰富与增强抗震系统功能,从另外一种渠道提高桥梁结构对地震的抵抗能力。因而综合各方面考虑,隔震设计在桥梁设计中都是十分重要和必要的,其符合现代桥梁设计施工的经济性、安全性要求。

3 桥梁的隔震设计

3.1 隔震装置的设计

隔震装置是设计的出发点,设计出来的隔震装置是桥梁隔震最主要的措施,隔震装置的设计是隔震设计的中心,当前,在桥梁的隔震设计中较为普遍采用的方法是弹性反应谱法,这种方法被大部分国家采用,但有不同的规范,主要有美国的、日本的和欧洲的规范,它们之间区别不大,主要在于计算公式的不同,这些计算公式是指隔震装置等效刚度的计算和和等效阻尼的计算,与之相对比,那些复杂性强或较为不规则的桥梁,较为常用的方法是时程方法。通过分析我们得知,弹性措施能够得到有序使用的原因有两类。

第一是由于建设时期计算非常的简便。另外是由于其和目前的规范的运算措施很相似,此时就可以更加的便于接受,除此之外,隔震装置的等效刚度和等效阻尼的计算是与隔震装置在地震中的最大变形程度有关的,继而隔震装置的变形又与整个桥梁的地震响应程度有关系,所以客观上要求我们对于采用弹性反应谱方法进行的隔震设计应当是一个不断完善和变化的过程。由于在具体的计算中,对于目标的实现和达到没有直接的公式可采用,因此这就要求设计人员对桥梁结构地震响应的程度有较好的掌握和预估,地震发生后,较为熟练的工程师可以依据其长期工作的经验初步地制定设计方案,方案完成后,再用一系列的时程来分析和验证其设计是否合理。

3.2 细部构造的设计

根据实际检验来看,桥梁的的细部结构对于桥梁隔震来说有着非常重要的作用,这些附属结构和构件主要包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等,通过对诸多震害调查的分析和动力时程分析我们发现这些细部构造是影响桥梁结构动力响应和隔震效果的重要方面。不过现在面对较多的不利现象是很多的设计工作者不关注细节性的设计,把它放到一种不关键的地位之中分析,除此之外,其亦是由于在开展响应分析的时候,其运算措施较为繁琐而导致的。在开展细部的分析的时候,其要具有非常优秀的持续性特点。

结束语:

桥梁设计中的隔震设计是提高桥梁工程质量的重要方面,虽然目前我国的隔震技术还处于初级阶段,但我们应当科学地吸收和借鉴国外的一些技术经验,完善我国国内桥梁设计中的隔震设计,提高桥梁的抗震性能。

论文作者:张海鸥

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

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