摘要:在桥梁工程建设中,隔震设计是免不了的,而且有很多施工单位把隔震设计视为重中之重。桥梁设计繁杂,涉及非常多的物理知识,以及其他学科的知识,而桥梁连接的不仅仅是大陆,实际上,桥梁支撑的是运输业的发展,支撑的是国民经济的发展。因此,桥梁工程建设一定要确保质量,不仅是对国民经济负责,也是对生命负责。本文旨在提高桥梁隔震设计水平,减小震动灾害。
关键词:桥梁设计;隔震设计;重要性
前言
众所周知,桥梁是人类历史上最伟大的设计之一。桥梁的建设促进了国家经济的流通,也为运输业做出了巨大的贡献。在桥梁设计中,设计师需要考虑的东西很大,比如说桥梁的结构、桥梁的受力分析、桥梁的基座等等,任何一个环节有问题,则会大大降低桥梁的使用寿命。而震动是桥梁建成后面临的第一个问题,如果桥梁的隔震效果不好,则会大大降低其安全性和耐用性,甚至会造成安全事故。所以说,桥梁隔震设计是非常重要且必要的。
1 桥梁工程震动灾害
桥梁震动到底会造成什么样的后果呢,这是我们首先需要了解的内容。下面就主要介绍几种常见的震动灾害类型以供了解:
1.1上部结构震害
实际上,桥梁是连接两处不连贯空间的重要枢纽,有利于减小不同区域间的距离,实现便利的交通。如果一个桥梁工程的隔震设计有问题,在桥梁投入使用之后,随着日积月累的震动的影响,桥梁的结果就会发生缓慢地改变,久而久之,自然成为安全隐患。
上部结构震害是比较常见的一种震动灾害。桥梁上部结构受到震动之后,会引发一系列的连锁反应,像是结构震害、碰撞震害和位移震害,这种种现象会造成桥梁出现裂缝、混凝土脱落的状况,严重的时候桥梁还会发生位移现象。要知道,一旦发生位移,桥梁是不能再继续使用的了,为避免人员伤害,必须要进行整修和补救。
1.2支座震害
支座的破坏形式主要是支座位移、锚固螺栓拔出和活动支座脱离等。支座发生位移,桥梁的整体结构会遭受破坏,无法支撑起桥梁。而脱离,更是会导致桥梁的坍塌,异常危险。
1.3下部结构和基础震害
一般下部结构和基础震害是由于地震引起,因为地震的力度较大,且会从下往上发生震动,造成桥墩、桥台和系梁受到不同程度的损伤,导致桥梁的功能受到影响。此外,地震还会使得桥梁的防护结构受到损害,无法实现其保护作用。
2 桥梁设计中隔震设计分析
桥梁一旦遭受震动,带来的负面后果是不可预估的,因此为提高桥梁的质量,实现高质量的桥梁使用,必须要做好隔震设计。
2.1桥梁隔震设计原理
隔震设计的大方向是降低震害,保护桥梁,具体的做法有如下几点:
首先,隔震设计可延长桥梁结构的自振周期,以此减少震害干扰。在进行隔震设计的时候,设计师要注意适当更改桥梁的自振周期,这样可以确保在发生外界震动的时候,桥梁的自振不会与地震周期产生共振现象,大大增加了桥梁的损坏可能。
其次,隔震设计是通过增大桥梁结构的阻尼实现隔震的目的。设计人员可以在桥梁上增加阻尼装置,以此来提高桥梁内部结构之间的阻力,分散震动时候桥梁所受到的震动,从而降低震动影响。
最后,隔震设计能够有效地分散桥梁结构所受到的水平震动。实际上,水平震动比垂直震动对桥梁的危害更大,因此需要格外注意。在隔震设计中,桥墩被牢牢控制,借助外力调整桥梁结构内力分布,使之符合隔震要求。
2.2隔震设计的原则
桥梁隔震设计并不是随便设计出来的,在进行隔震设计的时候,是需要遵循一定的原则的,只有依照这些原则办事,才能实现真正的桥梁隔震。
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(一)在开始隔震设计之前,一定要对桥梁建设场地进行勘察,勘察的内容包括其地质条件、地表状况、周围环境等等,目的是确保隔震设计的可行性和实用性。
(二)在刚开始进行隔震设计的时候,工作人员必须要仔细分析和解剖桥梁项目工程的可行性,根据桥梁设计方案图纸,进行实地考察,对桥梁结构中的各个部件和部位进行详细地分析,选择最适当的位置进行隔震设计,不可盲目行事,反而适得其反。
(三)要选择合适的、合理的隔震设备。隔震设备的质量必须确保,但同时也要注意设备的数量不宜过多或者是过少,要适量,选择匹配度高、适用性强的隔震设备,而不是一味图数量。隔震设备要满足结构力学的需要,且质量可以保证。
(四)虽然桥梁采用了隔震设计,但是在遭受震动时候,或多或少会发生一些偏移或者是位移,这是正常现象,但是对于桥梁施工单位而言,在完成桥梁隔震之后,并不代表工作的结束,而应该经常安排检测人员进行检测,在发生震害之后,对桥梁结构进行调整,以确保桥梁的安全和可靠。
3 桥梁设计中隔震设计的重要性
震害类型、隔震设计、隔震原则其实都是为了说明桥梁隔震是有实现的可能性的,而这也正突出了桥梁隔震设计的重要性。
3.1 隔震设计有利于控制工程造价
也许工程造价和隔震设计听上去并没有太大的关联性,但实际上,隔震设计是有利于实现桥梁整体观察造价控制的。在桥梁建设初期,如果设计人员仔细考虑了桥梁各方面的因素,将隔震设计纳入桥梁设计之中,并且合理安排隔震设备的安装部位,使之与桥梁结构完美契合,实现对桥梁隔震设计中各个隔震装置的优化,这其实也是一种检验桥梁结构的放过,能够实现对桥梁工程的造价控制,有效提高桥梁的结构稳固性。
3.2隔震设计能够保护桥梁结构
隔震设计虽然重在隔震,但是实际上,隔震设计能够很好的保护桥梁内部结构。隔震设备的使用,能够解决桥梁内部结构之间的受力不均情况,实现桥梁结构的平衡,从而大大增强桥梁的抗震能力,使其免受震动的损害。[6]隔震设备可以缓解桥梁在受外力发生位移的状况下,能够尽量保证桥梁结构的完整和坚固,起到桥梁结构的保护。
3.3隔震设计能够提高桥梁承载力
在实际操作中,桥梁不可能不受到震害,这是由于桥梁的使用途径和建设地点所决定的。一般在桥梁遭受震害之后,工作人员会采取措施对其进行修补,并且还会检测其结构稳固性。通过实践可以发现,安装了隔震设备的桥梁在遭受震动之后收到的影响较小,内部结构也会保持稳定。由此可见,桥梁隔震设计能够提高桥梁的震动承载力,减小震动损坏。
3.4隔震设计能够减小结构变形
隔震设计可有效改进桥梁上、下部结构之间的衔接。借助隔震设计,有效地减少了桥梁工程上、下部结构超出弹性范围的变形,达到了保护桥梁上、下部结构的目的,且效果显著。
结语:
桥梁在联系分离区域的重要纽带,承载着千千万万来往的人流和车流。虽然桥梁看上去坚固非凡,但是每个人、每辆车的压载都会对桥梁造成伤害,人流车流的经过会使得桥梁发生微弱的震动,这种震动不太容易感知到,但确实存在。桥梁使用时间久了,难免面临损坏,而前期建设中,桥梁隔震设计为达到要求,则会大大降低桥梁使用寿命,甚至造成不可挽回的损失。从这个角度来看,桥梁隔震设计绝不能少,且必须要认真做好、做仔细。
参考文献
[1]周月慧浅论桥梁设计中隔震设计的重要性[J].城市地理,2015(10):223
[2]秦雪涛浅谈桥梁设计中隔震设计的重要性[J].中国新技术新产品,2015,8 (8):130
[3]于微微,冯家骏,王冀市政桥梁设计中隔震设计的重要性论述[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(24):23-24
[4]左自伟,袁智隔震设计在桥梁设计中的应用分析[J].现代工业经济和信息化,2016,6(7):72-73
论文作者:宋广龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签:桥梁论文; 结构论文; 位移论文; 支座论文; 发生论文; 设备论文; 重要性论文; 《基层建设》2017年第18期论文;