公路橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的探討

李建玲

摘 要：公路橋梁作為現(xiàn)代城市化建設(shè)過程中的最主要的基礎(chǔ)設(shè)施，公路橋梁具有很強(qiáng)的社會公共性，在其建設(shè)的過程中投資的規(guī)模很大，并且其后期的運營養(yǎng)護(hù)管理工作也是具有一定難度的。作為危機(jī)管理系統(tǒng)的核心組成部分，公路橋梁工程是必須具備較高的抗震性能，因此，在橋梁設(shè)計的過程中進(jìn)行有效的隔震設(shè)計是十分重要的，這樣當(dāng)?shù)卣饋砼R時才能盡可能的降低經(jīng)濟(jì)損失。文章針對公路橋梁進(jìn)行隔震設(shè)計的優(yōu)勢和重要性、公路橋梁隔震設(shè)計理論概述以及公路橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計措施三個方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，從而詳細(xì)的論述了如何做好公路橋梁工程的隔震設(shè)計工作。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；隔震設(shè)計；有效措施

1 公路橋梁進(jìn)行隔震設(shè)計的優(yōu)勢和重要性

1.1 公路橋梁進(jìn)行隔震設(shè)計的重要性

在公路橋梁工程的設(shè)計工作中，所謂的隔震設(shè)計指的就是在橋梁結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的階段安裝隔震器，這樣橋梁結(jié)構(gòu)在水平方向上就能夠得到柔性支承，從而有效的延長結(jié)構(gòu)在水平方向上的周期。另外，在公路橋梁的建設(shè)時還應(yīng)安裝阻尼器，從而有效的提升其阻尼效應(yīng)，即使是發(fā)生了地震，也能夠最大限度的降低地震的影響。近些年來，歐美等發(fā)到國家在研究公路橋的隔震設(shè)計工作中取得了很多的重大突破，而我國仍然處于剛起步的階段，研究工作進(jìn)行的也不夠全面和系統(tǒng)，主要還都是借鑒國外的研究成果和經(jīng)驗。

1.2 公路橋梁進(jìn)行隔震設(shè)計的優(yōu)勢

如果能夠做好公路橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計工作，那么就能夠更好的分解并改善各個結(jié)構(gòu)支座間地震力分布情況，有效的保護(hù)了橋梁的基礎(chǔ)部位，并穩(wěn)定的支撐了橋梁的上部結(jié)構(gòu)。公路橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計能夠有效的調(diào)節(jié)橫向剛度，能夠預(yù)防橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)平衡的問題，當(dāng)?shù)卣饋砼R時，也能最大限度的降低地震力。設(shè)計橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)時，進(jìn)行隔震設(shè)計能夠有效的避免地震發(fā)生后橋梁上下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的超出建設(shè)彈性范圍的問題，橋梁的局部部位也就不會輕易的發(fā)生變形了。

進(jìn)行隔震設(shè)計時，工程項目的造價是不會增加的，而其抗震效能卻是更好的，工程的質(zhì)量也就得到了更充分的保證。隔震支座是我們最常采用的隔震裝置，在正常的使用過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變或是外界溫度變化時，隔震支座的形變是非常小的，這就為減少橋梁建設(shè)過程中的伸縮縫提供了方便。如果對公路橋梁進(jìn)行了隔震設(shè)計，那么即使發(fā)生了很大的地震，我們對橋梁的維修也是很方便的，維修的成本很低，并且能夠迅速的更換隔震設(shè)計和隔震裝置。

2 公路橋梁隔震設(shè)計理論概述

2.1 隔震技術(shù)的原理

作為抗震方式近些年發(fā)展起來的一種新的趨勢，隔震設(shè)計的最主要作用就是其不是抵抗地震而是減小地震的作用從而有效的保護(hù)橋梁的結(jié)構(gòu)，并且增強(qiáng)橋梁的抗震能力。在傳統(tǒng)的橋梁工程的設(shè)計和施工工作中，我們主要采用的是以提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗變形能力和整體強(qiáng)度的方法來提升其抗震效果的，而在進(jìn)行抗震設(shè)計工作時，我們會設(shè)計柔性裝置，那么就會大大的減少橋梁的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件與水平地面運動之間的關(guān)聯(lián)性，這樣當(dāng)發(fā)生了地震后，主要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件也可能不發(fā)生破壞性的損傷，橋梁結(jié)構(gòu)的反應(yīng)加速度是要明顯小于地面的加速度的。同時還安裝了阻尼器，那么就會消耗一部分地震產(chǎn)生的能量，從而大幅度的降低傳到橋梁上部結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)上的作用力。

2.2 隔震技術(shù)的特點

在橋梁設(shè)計中運用隔震技術(shù)，其不但能夠在保證工程質(zhì)量的前提下降低工程的造價，同時其還能具備更好的抗震性能，從而降低橋梁墩柱的延性需求，以起到保護(hù)橋梁墩柱的作用。另外，在上部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用隔震措施，便能夠有效的避免地震發(fā)生后橋梁下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)超出彈性范圍的問題，即使是那些難以修復(fù)和難以檢查的地方，采用隔震措施也能夠避免這些部位出現(xiàn)嚴(yán)重的非彈性變形。

2.3 橋梁隔震設(shè)計的主要原則

作為提升公路橋梁抗震性能的重要要求，在對其進(jìn)行隔震設(shè)計工作時，我們應(yīng)主要遵循以下的原則：（1）應(yīng)確定橋梁是不是可以采用隔震設(shè)計，判斷的依據(jù)應(yīng)是以橋梁周期增長后系統(tǒng)能不能有效的提高地震時能量的吸收，如果某些橋梁地段是不應(yīng)該采用抗震結(jié)構(gòu)的，那么就不應(yīng)進(jìn)行施工。如果橋梁設(shè)計中安裝了隔震裝置，那么當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，橋梁的上部結(jié)構(gòu)就一定會產(chǎn)生相對位移，所以，在地震后應(yīng)修補(bǔ)相應(yīng)的隔震裝置；（2）如果對公路橋梁運用了隔震設(shè)計，那么就應(yīng)保證橋梁的抗震性能是要高于采用普通抗震設(shè)計的橋梁的抗震性能的；（3）應(yīng)盡可能的選擇符合橋梁結(jié)構(gòu)實際需求的并且結(jié)構(gòu)較為簡單的隔震裝置，同時應(yīng)用時應(yīng)符合其力學(xué)性能的范圍要求；（4）應(yīng)詳細(xì)的勘察并且研究橋梁的地基條件以及橋梁附近的地質(zhì)環(huán)境，確保隔震橋梁附近的地質(zhì)條件是足夠堅實的。

3 公路橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計措施

3.1 隔震裝置的設(shè)計工作

在隔震橋梁的抗震設(shè)計工作中，對隔震裝置的設(shè)計工作是一項非常重要的內(nèi)容，同時其也是隔震設(shè)計的核心內(nèi)容。現(xiàn)階段在橋梁的隔震設(shè)計中，彈性反應(yīng)譜法是應(yīng)用最為廣泛的方法，但是在不同的國家其都是有著各自的規(guī)范的，如歐洲的規(guī)范、美國的規(guī)范和日本的規(guī)范，它們之間最主要的區(qū)別就是計算公式的差異，其具體就是指隔震裝置的等效阻尼的計算和等效剛度的計算，而如果橋梁本身是不規(guī)則的或是其復(fù)雜的程度較高，那么我們通常的采用的方法都是時程法。

之所以彈性反應(yīng)譜法能夠得到最為廣泛的應(yīng)用，其主要有兩個方面的原因，一是其施工時的計算更為簡單；二是其更加接近于現(xiàn)有的規(guī)范計算方法，更易被行業(yè)接受，在計算的過程中，我們應(yīng)認(rèn)識到所計算的隔震裝置的等效阻尼和等效剛度與地震發(fā)生過程中的隔震裝置的最大變成程度是密切相關(guān)的，那么其與整個橋梁的地震響應(yīng)程度就也是有一定關(guān)系的，因此，進(jìn)行隔震設(shè)計時我們采用的彈性反應(yīng)譜法也應(yīng)是不斷完善的。在實際的計算工作中，我們是無法采用直接的公式來實現(xiàn)目標(biāo)的，這就要求了設(shè)計人員應(yīng)能夠準(zhǔn)確的預(yù)估出地震發(fā)生時橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)程度，并且當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，那么有豐富經(jīng)驗的工程師就能夠制定出初步的設(shè)計方案，之后采用時程分析的方法來確認(rèn)方案是不是合理的。

3.2 細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計

在公路橋梁的隔震設(shè)計工作中，附屬結(jié)構(gòu)所發(fā)揮的作用也是十分重要的，主要包括伸縮縫、限位裝置以及防落梁裝置等附屬結(jié)構(gòu)，在對它們進(jìn)行了相應(yīng)的動力時程分析和震害調(diào)查和分析后，我們認(rèn)為這些細(xì)部構(gòu)造對橋梁的隔震效果以及結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)程度都是有著直接的影響的，然而實際的情況卻是，很多設(shè)計人員都忽略了對細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計工作，認(rèn)為其是次要的，同時計算附屬結(jié)構(gòu)時所采用的方法又是較為復(fù)雜的，在設(shè)計細(xì)部構(gòu)造時應(yīng)具備良好的連續(xù)性。

4 結(jié)束語

通過以上的論述，在我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制逐步完善的新形勢下，我國城市公路交通事業(yè)的發(fā)展是十分迅速，橋梁工程是城市現(xiàn)代化設(shè)施的重要組成部分，而要想充分的保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，就必須做好其隔震設(shè)計的工作，我們可以適當(dāng)?shù)慕梃b國外的一些先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗，不斷的改進(jìn)我國橋梁設(shè)計的隔震設(shè)計工作，充分的提升公路橋梁的抗震性能。

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