桥梁设计中隔震设计的运用论文_赵彦亮

桥梁设计中隔震设计的运用论文_赵彦亮

山西路恒交通勘察设计咨询有限公司 山西太原 030006

摘要:桥梁结构因为外力的作用之下就会出现坍塌和开裂的病害问题,这对于交通设施以及社会造成严重的危害,还会造成严重的经济损失,基于此,本文从当前的减震抗震基本原理以及隔震设计方面展开分析,从而充分的了解抗震设计对于建筑结构设计的影响,希望可以全面提升结构的抗震性能,为我国桥梁工程的提升起到更加积极的作用。

关键词:桥梁设计;隔震设计;技术运用

前言

地震一旦发生之后就会给社会造成巨大的影响,同时还会产生较大的经济损失,所以在桥梁设计中应该加强结构设计,充分的分析抗震基础理论以及主要的应用,希望可以全面提升桥梁的安全性和使用寿命。

1 隔震设计原理

桥梁结构设计中,隔震主要就是为了可以避免其结构受到地震的影响而出现损坏的情况,在具体应用中,为了可以使得桥梁的结构设计达到隔震的效果,设计人员一般都会根据需要来延长桥梁的结构周期,通过该方面的因素来避免地震造成的桥梁损坏情况。但是,在设计,如果桥梁的结构设计延长了结构周期就会出现位移,从而导致了强度提升比较困难。此外,如果桥梁结构设计为柔软性质,在正常的交通运行中,也容易存在有害振动的影响。设计人员还可以通过适当的增大桥梁结构阻尼来降低地震所产生的影响,从而可以全面提升桥梁的稳定性。

2 隔震设备的分类

目前我国所常用的隔震设备主要就是两种,其一就是阻尼器,其可以通过使用粘带阻尼器来避免震动造成桥梁的影响,进而可以使得整个桥梁结构更加的安全稳定运行;其二是摆动式滑动摩擦支座和铅芯橡胶隔震支座的结构形式,该支座结构中,很多都是通过设备的使用来降低震动所产生的影响,进而可以使得整个桥梁更具抗震性能。虽然这两种结构都具有较强的隔震性能,在具体应用中还需要根据实际情况来选择合理的结构形式来提升隔震效果,以满足桥梁稳定性的需要。

2.1粘滞阻尼器

粘滞阻尼器的应用对于降低地震所产生的震动影响有着非常重要的作用,目前很多的建筑设计人员都在全面的应用该技术来提升抗震性能,以满足人们对于桥梁稳定性的需要。在具体应用中,粘滞阻尼器所具备较多的优点,首先屈服力与摩擦力是常用值,在结构出现变形情况时,就能够将二者数值同步,进而可以避免出现变形而影响桥梁结构的性能,但是在具体应用中,如果阻尼器的参数为1时,就会导致桥墩出现严重的变形,而当阻尼器变为0时,阻尼器的阻尼力是最大的,桥墩也就不会出现较大的变形。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见,选择合适的粘滞阻尼器能够全面提升桥梁结构的稳定性和安全性。根据目前的桥梁结构形式,阻尼器通常都是布置在塔梁的中间结构位置上。

2.2摆式滑动摩擦支座

目前桥梁设计人员在加大研发力度,以采取更加有效的措施来合理的布置摆动式滑动摩擦支座,以更好的提升桥梁的抗震性能。设计方案中,选择使用摆动摩擦支座的基本原理就是通过滑动摩擦支座与钟摆概念相结合的方式,从而可以达到一种较强的隔震效果,在应用中,摆动式摩擦支座的滑动面是曲面,因此,在设计过程中,需要按照实际的要求情况,通过滑动摩擦将地震所形成的能量抵消掉,然后就会使得桥梁复位,避免地震造成严重的桥梁损坏问题。在该结构的设计中,曲面半径是非常重要的技术参数,对于整体抗震性能影响也是最大的,所以在实践中应该根据滑动支座的形式来进行平面设计,这样才能降低地震所产生的影响。

2.3铅芯橡胶支座

桥梁抗震性能的设计中,应该考虑到如何选择使用铅芯橡胶支座的结构形式来提升其安全性和稳定性。铅芯橡胶隔震支座主要是通过分层橡胶与铅芯结构部分所组成的,该隔震系统中的铅芯更加具有力学性能,并且在使用中还可以更好的实现分层橡胶支座的结合。此外,铅芯橡胶支座的屈服能力较小,并且初剪切力的刚性较高,可以实现更强的弹塑性,还能够实现塑性循环以提升耐久性,所以白打了的应用到桥梁结构设计中,并且取得了非常好的效果。

3桥梁结构设计中的实际应用

某桥梁施工项目建设与2001年,在建设时就选择使用的隔震设计理念,桥墩主要是墙式结构形式,主体结构是钢板型结构,通过采用三跨连续桥梁的形式,墩高为1m。隔震结构为铅芯橡胶支座的结构形式。该桥梁在并未应用隔震设计之前,将所有支座都作为了铰接条件下,其桥向周期时间为0.3s,选择应用铅芯橡胶支座的抗震设计之后,可以提升桥向周期0.5s,即为0.8s。设计过程中,通过隔震设计可以将地震所产生的巨大能力直接传输到桥梁结构体系内,以避免造成严重损坏的情况。

对于上述结构中的刚性较强的桥梁结构体系,在地震的作用之下会存在较大的载荷影响,而选择使用隔震设计方案可以减小其对于桥梁结构的影响,实现载荷分配。

地震波不同会对于隔震支座产生不同的影响,具体区别如下:

首先,大部分的桥梁结构中,滑动橡胶支座可以达到人们所需要的效果,但是应用该种类型的结构形式就应该考虑到高频脉冲地震所产生的影响,设计中应该选择滑板橡胶支座结构,此时就要分析支座长度尺寸;

其次,大部分的施工场地中应用铅芯橡胶支座都能够达到人们所想要的效果,但是乳沟地质条件为较软的情况下,地震隔震装置效果就比较差;

最后,桥梁的结构设计选择使用板式橡胶支座是目前最佳的结构形式,但是实践效果较之铅芯橡胶支座却较差,对于桥梁结构会形成一定的负面影响。

4 总结

总而言之,桥梁结构设计中选择使用隔震设计方案可以全面提升桥梁的抗震性能,从而实现安全性与稳定性的提升,从上文中可以看出,选择不通过结构形式的支座所产生的效果也是不同的,在具体的设计过程中,要结合工程的实际情况来选择合理的结构设计方案,从而可以保证桥梁具备较强的抗震性能,满足人们的使用需要。

参考文献

[1]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)

[2]陈永乐.桥梁设计中隔震设计的重要性分析[J].科学技术创新.2017(36)

[3]郭宗丽. 桥梁设计中隔震设计重要性的分析[J].江苏科技信息.2017(35)

[4]基于全寿命设计理论的桥梁设计要点分析[J].刘伟. 科技创新与应用.2013(14)

[5]岩溶区桥梁桩基勘察与设计要点分析[J].王荣华. 铁道工程学报.2012(09)

论文作者:赵彦亮

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期

论文发表时间:2018/9/19

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