淺論橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性

1、    淺論橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性    郭曉慧 史同振摘要：橋梁是現(xiàn)代城市化建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它具有極強的社會公共性，建設(shè)時其投資較大且后期運營管理中也相對困難。另外橋梁作為危機管理系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，應(yīng)當具備較強的抗震性能，因為橋梁抗震性能的提高可以有效地減少地震后的損失。本文主要對橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計進行了簡要分析。關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計；隔震設(shè)計；重要性：tu997 ： a一、橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的重要性1、橋梁隔震設(shè)計的重要性所謂的隔震設(shè)計就是指在橋梁施工建設(shè)的過程中安裝相應(yīng)的隔震器和阻尼器,既要保證橋梁在水平方向上得到足夠的柔性支承,同時也要充

2、分的提高橋梁的阻尼效應(yīng),這樣在地震來臨時,就可以最大限度的減少損壞。這幾年來,歐美等眾多的發(fā)達國家對隔震設(shè)計方面的工作都在不斷的研究和探索,并且也取得了一定的成績。而我國在這方面還是有一定差距的,目前所應(yīng)用的設(shè)計方法還都是借助于國外的研究經(jīng)驗。2、橋梁隔震設(shè)計的好處做好橋梁的隔震設(shè)計工作,在地震到來時,可以有效的分解和改善地震力在橋梁各結(jié)構(gòu)間的分布情況,從而有效的保護橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)。另外,做好了隔震設(shè)計工作,還能夠合理的調(diào)節(jié)橫向的剛度,解決了橋梁結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)平衡的問題,也就是降低了地震力。與普通的抗震設(shè)計相比,隔震設(shè)計后的抗震效果明顯更好,在沒有增加施工成本的前提下也充分的保證橋梁的整體質(zhì)量。

3、在隔震設(shè)計中采用隔震支座后,其受溫度等外界因素的影響較小,并且在震后更換相應(yīng)的隔震裝置是很容易的,維修橋梁費用較低,維修的時間也很短。二、橋梁隔震設(shè)計的理論1、隔震技術(shù)的原理橋梁隔震的原理可以用建筑物的地震反應(yīng)譜來說明，建筑物的地震反應(yīng)取決于自振周期和阻尼特性兩個因素。一般中低層鋼筋混凝土建筑物剛度大、周期短，基本周期正好與地震動卓越周期相近，所以，建筑物的加速度反應(yīng)比地面運動的加速度放大若干倍，而位移反應(yīng)則較小，采用隔震措施后，建筑物的基本周期大大延長，避開了地面運動的卓越周期，使建筑物的加速度大大降低，若阻尼保持不變，則位移反應(yīng)增加，由于這種結(jié)構(gòu)的反應(yīng)以第一振型為主，而該振型不與其他振型耦

4、聯(lián)，整個上部結(jié)構(gòu)像一個剛體，加速度沿結(jié)構(gòu)高度接近均勻分布，上部結(jié)構(gòu)自身的相對位移很小。若增大結(jié)構(gòu)的阻尼，則加速度反應(yīng)繼續(xù)減少，位移反應(yīng)得到明顯抑制。因此橋梁隔震的原理就是通過設(shè)置隔震裝置系統(tǒng)形成隔震層，延長結(jié)構(gòu)的周期，適當增加結(jié)構(gòu)的阻尼，使結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)大大減小，同時使結(jié)構(gòu)的位移集中于隔震層，上部結(jié)構(gòu)像剛體一樣，自身相對位移很小，結(jié)構(gòu)基本上處于彈性工作狀態(tài)，從而使得橋梁不產(chǎn)生破壞或倒塌。2、隔震技術(shù)的特點隔震技術(shù)在橋梁抗震設(shè)計中的的應(yīng)用，主要目的就是為了利用這些隔震裝置達到延長結(jié)構(gòu)周期、消耗地震能量和降低地震后結(jié)構(gòu)毀壞和變化的效果。在橋梁進行隔震設(shè)計時，最關(guān)鍵的因素就是要求要有合理的設(shè)計，使

5、相關(guān)的抗震系統(tǒng)構(gòu)件能夠具有較強的彈性和可塑性。隔震技術(shù)在橋梁設(shè)計中的采用，可以提高地震時結(jié)構(gòu)的安全性，使上部結(jié)構(gòu)設(shè)計更加靈活，抗震措施簡單明了；防止附屬構(gòu)件的振動、移動、翻倒，減少了次生災害；以及可以防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；抑制了振動時的不舒適感，提高了安全感和居住性；可以保持機械、儀表、器具的功能；震后無需修復、具有明顯的社會和經(jīng)濟效益；經(jīng)合理設(shè)計，可以降低工程造價。3、橋梁隔震設(shè)計的基本原則橋梁隔震設(shè)計是加強橋梁抗震性能的重要措施，但在進行隔震設(shè)計時應(yīng)當遵守以下幾個基本原則，才能有效地、切實地提高橋梁抗震效能。即對橋梁是否適宜采用隔震設(shè)計進行科學的考察，考察應(yīng)當以其周期增長后系統(tǒng)能否有效地提

6、高地震時能量的吸收，以這個為判斷的判據(jù)。地震區(qū)橋梁設(shè)計應(yīng)力求結(jié)構(gòu)形式簡單，墩臺不宜設(shè)計成帶孔者，盡量避免帶有突變部分的橋墩臺，除非在托盤與墩臺身連接處設(shè)有適當?shù)呢Q向抗震鋼筋以減少應(yīng)力集中的可能。還應(yīng)盡量采用對稱式的結(jié)構(gòu)，以免地震時結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扣力。地震時，重力式墩臺較好，墻式橋臺的耳墻與臺身連接處容易破壞。為了減小地震力和它的影響，橋梁的梁部結(jié)構(gòu)和墩臺均宜采用自重輕，重心低、剛室勻稱的結(jié)構(gòu)。三、隔震技術(shù)方案的優(yōu)化1、在當下橋梁設(shè)計模塊中，隔震技術(shù)是重要的應(yīng)用技術(shù)，有利于實現(xiàn)工程造價的控制，也有利于實現(xiàn)工程效能的提升，其相對于常規(guī)的抗震設(shè)計，具備更好的抗震性能，更有利于進行橋梁墩柱的保護，滿足橋梁柱

7、延性需求的需要，保證地震后橋梁下部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，避免其超出彈性范圍，有利于進行地震的積極檢查及其修復，保證其關(guān)鍵部位的非彈性變形的產(chǎn)生。2、通過對橋梁隔震設(shè)計體系的優(yōu)化，不僅有利于增強橋梁的整體抗震性，更有利于提升經(jīng)濟效益。這需要進行相關(guān)隔震設(shè)計原則的應(yīng)用，保證這些原則的有效操作，實現(xiàn)橋梁整體抗震效能的優(yōu)化，比如進行橋梁設(shè)計的科學性考察，進行其周期增長系統(tǒng)的優(yōu)化，避免其地震結(jié)構(gòu)的橋梁地段的不良設(shè)置，保證其有效施工。隔震裝置在橋梁設(shè)計中若被采用，則它的上部結(jié)構(gòu)在地震后會產(chǎn)生相對的位移，這將對橋梁的后期使用和功能產(chǎn)生影響，因此在地震后，應(yīng)當加強對隔震裝置的修補和完善。若在橋梁設(shè)計時采用了相關(guān)的隔震措

8、施，那么應(yīng)當保證橋梁的抗震性能不低于那些采用普通抗震設(shè)計所起到的抗震性能的大小。在橋梁抗震設(shè)計模塊中，進行隔震裝置的設(shè)計及其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是必要的，這樣可以提升隔震橋梁抗震設(shè)計的性能，保證現(xiàn)階段隔震裝置的有效設(shè)計。這需要進行彈性反應(yīng)譜法的應(yīng)用，這需要針對各個地區(qū)的實際情況，展開相關(guān)施工規(guī)范的優(yōu)化。它們之間區(qū)別不大，主要在于計算公式的不同，這些計算公式是指隔震裝置等效剛度的計算和和等效阻尼的計算，與之相對比，那些復雜性強或較為不規(guī)則的橋梁，較為常用的方法是時程方法。3、在彈性反應(yīng)譜法應(yīng)用過程中，進行施工計算模塊的控制是必要的，從而保證其規(guī)范設(shè)計體系的健全，保證其內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。這需要進行隔震裝置

9、體系的健全，進行等效阻尼的積極計算，保證順應(yīng)地震過程中隔震裝置的應(yīng)用需要，進行隔震裝置的變形模塊及其地震響應(yīng)程度的控制。對于目標的實現(xiàn)和達到?jīng)]有直接的公式可采用，因此這就要求設(shè)計人員對橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的程度有較好的掌握和預估，地震發(fā)生后，較為熟練的工程師可以依據(jù)其長期工作的經(jīng)驗初步地制定設(shè)計方案，方案完成后，再用一系列的時程來分析和驗證其設(shè)計是否合理。在現(xiàn)階段橋梁隔震設(shè)計模塊中，進行橋梁附屬結(jié)構(gòu)的分析是必要的，這是隔震設(shè)計工作的重要基礎(chǔ)，通過對附屬結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件設(shè)計體系的健全，更有利于當下問題的解決，進行限位裝置模塊、防落梁裝置模塊、伸縮縫模塊等的優(yōu)化，進行多種方式的地震調(diào)查模塊及其動力分析模塊

10、的優(yōu)化，滿足現(xiàn)階段的細部構(gòu)造的應(yīng)用需要，進一步的提升橋梁的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)，保證其隔震效果的提升。這就需要相關(guān)人員的重視，進行細部構(gòu)造設(shè)計模塊的優(yōu)化，擺正當下的設(shè)計工作思維，實現(xiàn)地震響應(yīng)模塊的有效計算，簡化其計算的復雜步驟。另外一方面這也是由于在地震響應(yīng)的計算時附屬結(jié)構(gòu)的計算方法較為復雜造成的。在細部構(gòu)件的設(shè)計時應(yīng)當具有良好的連續(xù)性。橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計是提高橋梁工程質(zhì)量的重要方面，雖然目前我國的隔震技術(shù)還處于初級階段，但我們應(yīng)當科學地吸收和借鑒國外的一些技術(shù)經(jīng)驗，完善我國國內(nèi)橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計，提高橋梁的抗震性能。四、結(jié)束語同傳統(tǒng)橋梁抗震相比，隔震橋梁的設(shè)計可以延長結(jié)構(gòu)的周期，從而達到改變結(jié)構(gòu)動力特性的目的，以避開地震能量相對集中的頻段，并利用耗能裝置來抑制結(jié)構(gòu)的位移，從而達到全面降低結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的目的。因