桥梁设计中隔震设计的重要性分析论文_郑志峰

桥梁设计中隔震设计的重要性分析论文_郑志峰

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摘要:文章通过简要阐述桥梁隔震设计的重要性,重点就桥梁隔震设计的理论与内容进行探讨。设计人员可以从合理设计隔震装置、优化设计细部构造等方面入手,以建设具备良好隔震性能的桥梁。

关键词:桥梁设计;隔震设计;重要性

1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。

2桥梁隔震设计的基本理论

2.1隔震设计的基本原理

隔震设计是一种新型的抗震设计形式,其机理并非在于抵抗地震作用力或消除地震作用影响,而是要在立足于对桥梁各部分结构进行全面保护的基础上,减小地震的影响以及损害。为了提高桥梁抗震能力,需要注重桥梁设计和桥梁施工阶段过程中整体强度和抗变形能力两个指标,通过提升这两个指标来达到增强桥梁抗震能力。但是在隔震设计过程中,需要在桥梁结构中引入与应用柔性装置来减少桥梁结构和水平地面运动二者之间的关联作用。地震发生时地面加速度需要高于桥梁结构的反应加速度,这样可以有效避免桥梁结构出现破坏情况。另外,在桥梁隔震设计中,加以阻尼设计技术,有助于在一定程度上消耗地震时产生的能量,进而可以减少桥梁上部结构和隔震结构受到的地震作用力,达到隔震的作用。

2.2隔震技术的基本特征

在进行桥梁隔震设计的过程中,需要通过合理设置隔震装置来延长桥梁结构构件的使用周期,最大限度地消耗地震能量,但是需要确保隔震设计的合理性与适宜性,确保所设计桥梁隔震系统中各个构件具备良好的弹性与可塑性。在引入与应用隔震技术后,需要采取恰当的隔震措施来加固桥梁上部结构,避免桥梁下部结构在地震作用下出现超出弹性范围的问题。在隔震技术的应用下,那些以前很难检查或修复的部位也不会再出现比较大的非弹性变形,相应的抗震性能更强,可以有助于更好地保护桥梁墩柱,降低其延性需求。

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2.3隔震设计中遵循的原则

为了提高桥梁整体抗震性能,必须要注意做好相应的隔震设计工作,具体设计环节中需要遵从如下原则,即:(1)对桥梁工程项目的实际情况进行实地考察,看当地条件是否适宜进行隔震设计,避免盲目施工带来的施工质量问题。(2)在桥梁设计过程中,采用隔震设计的桥梁抗震性能要优于没有采用隔震设计的桥梁结构。(3)选择桥梁隔震装置时,需要选择那些结构简单且满足桥梁结构整体抗震性能规定与要求的装置,尤其是要确保抗震要求要处于隔震装置力学性能范围内,否则就无法真正起到隔震作用。(4)在桥梁结构中增加隔震装置后,如果地震来临,那么桥梁上部结构会出现一些影响结构使用性能的相对位移,所以必须要注意在地震结束后对桥梁结构进行修补,包括完善隔震装置使用性能。(5)在进行桥梁隔震设计前,设计人员需要对桥梁工程现场进行实地考察,包括地质环境、地基施工条件等,确保地质条件满足桥梁隔震设计规定。

3隔震设计主要内容

3.1隔震装置

隔震装置是隔震设计中的核心与关键。目前,隔震设计应用较多的设计方法是弹性反应谱设计法和时程分析法。关于这两种设计方法不同国家制定了不同规范,区别在于计算公式存在一定差异,有些公式计算的是隔震装置的等效刚度,有些公式计算的则是隔震装置的等效阻尼。在设计中,需要依据实际情况来选择计算对象。考虑到桥梁对地震的反应与隔震装置振幅之间存在着某种必然的联系,因而在对隔震装置进行设计时,需要对其最大振幅进行深入考虑,在此基础上选择适合的设计方法。对于结构复杂或不规则的桥梁隔震装置设计,适合采用时程分析法,实施时需要对弹性性能进行计算,考虑弹性变化范围,保证隔震装置具有良好弹性。弹性反应谱法具有计算简单、操作方便、规范性高的特点,广泛应用于现代桥梁隔震设计中。

3.2附属结构

隔震装置作为一种隔震措施并不能完全阻隔地震,因而还需要设计一些附属结构。虽然作为一种附属结构,辅助条件,但附属结构在桥梁设计中同样占有重要地位,是不可缺少的一个设计部分,包括限位装置、防落梁装置、伸缩缝等。根据大量地震灾害实例分析与时程分析发现,桥梁结构的隔震效果和对地震的反应能力与附属结构的细部构造之间有着十分紧密的联系,但当前大多设计师均未充分意识到附属结构细部设计的重要性,细部设计不够充分精细,相关计算方法较为复杂,导致桥梁结构隔震效果差,对地震的反应能力慢。通过历史经验总结,对于桥梁隔震设计中附属结构的细部设计,应保证其具有良好的连续性。对于桥梁及其附属结构地震响应的计算方法,还需要继续不断的优化改进。

4结束语

总之,桥梁工程作为我国一种重要的交通基础设施,是区域之间联系的“大动脉”,其安全性和稳定性直接关乎我国交通运输业的发展。为了有效提升桥梁整体结构的抗震性能,必须要在充分意识到隔震设计重要性的基础上,结合现场施工实际情况,采取科学、合理的隔震设计理念和方法,做好主体结构和细部结构的隔震设计,从而不断提升我国桥梁工程的整体质量。

参考文献:

[1]唐跃朋.桥梁结构设计中的减隔震技术研究.交通世界(运输.车辆),2015.11.98-99.

[2]熊荣.浅析市政桥梁设计中隔震设计.四川水泥,2015.10.284.

[3]涂海.桥梁工程隔震设计探究.中国新技术新产品,2015.18.126.

论文作者:郑志峰

论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/14

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