橋梁工程設計中的隔震設計要點

徐劍

地震屬于一種自發(fā)現(xiàn)象，近年來發(fā)生地震的地區(qū)也在不斷的擴大，一旦發(fā)生很有可能會對橋梁的結(jié)構(gòu)造成一定的影響，為了確保橋梁工程的安全、可靠性必須要強化橋梁隔震設計，以實現(xiàn)橋梁隔震設計的有效運用。

現(xiàn)階段，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通行業(yè)在這幾年也得到了相應的發(fā)展，在整個橋梁工程中其隔振性能作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須給予足夠重視，此外也要通過不斷地優(yōu)化橋梁工程隔振設計來實現(xiàn)提升橋梁工程隔振性能的目的。本文主要對橋梁工程隔震技術(shù)的原理和技術(shù)特征及其具體要點等方面進行了重點闡述。

一、橋梁工程隔震技術(shù)的原理和技術(shù)特征

1.隔震設計基本原理

橋梁工程隔振技術(shù)及其設計形式在這幾年得到了迅速的發(fā)展，隔振設計的主要基本原理是為了能夠在地震發(fā)生時，減少對橋梁工程造成影響，以進一步達到降低主體結(jié)構(gòu)免損害以及提升橋梁抗震性能的目的。為了能夠進一步地提升橋梁工程主體結(jié)構(gòu)的抗震性能，在對橋梁工程進行設計時必須要通過不斷優(yōu)化橋梁工程的隔振設計形式，來達到提高橋梁工程的抗變形能力以及結(jié)構(gòu)強度，與此同時也可以通過運用防震設計形式或者柔性裝置來減少水平地面運動和橋梁工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)，一旦發(fā)生地震或其他災害時，地面反應加速度會顯著地高于橋梁工程的反應加速度，如此一來能夠達到橋梁工程結(jié)構(gòu)免遭損害的目的。此外，將隔震設計方式運用于橋梁工程設計中能夠消除由于地震災害帶來的負面影響，如若在地震災害產(chǎn)生時，其能量會不斷地往橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)進行傳遞，此時地震災害的負面作用力也會由此大大減小，橋梁工程隔震結(jié)構(gòu)如下圖所示。

橋梁工程隔震結(jié)構(gòu)示意圖

2.隔震設計的技術(shù)特征

為橋梁結(jié)構(gòu)設計提供強有力的支撐是橋梁工程隔震設計中最為主要的目的，在進行橋梁工程結(jié)構(gòu)隔震設計時，必須要對橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)獨立安裝隔震設備，需注意的是，必須要使用柔性支柱，從而完成對結(jié)構(gòu)的保護，進而達到減少橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件免受損害。

在隔震設計中隔震裝置作為其中最為基礎的內(nèi)容，必須要加強對隔震設備等效阻尼和等效剛度的計算進而選用適宜的隔震裝置。除此之外，在進行隔震設計時除了基礎的隔震裝置外還有輔助的附屬結(jié)構(gòu)，同樣在對其進行設計時，必須要對其細部設計做到足夠的精細化，以此來提高橋梁工程的抗震性能。其附屬結(jié)構(gòu)主要包含了以下幾種，即伸縮縫裝置、有限位裝置和防水落梁裝置。

二、橋梁隔震設計的重要意義

第一，針對傳統(tǒng)的橋梁設計必須要不斷加以改進和完善，并且要做到與時俱進，提高整個橋梁工程的抗震效果。可以通過加以優(yōu)化隔震支座來達到優(yōu)化橋梁整體應用結(jié)構(gòu)的目的，進而降低橋梁的工程造價和橋梁建造的形變環(huán)節(jié)，此外也要盡可能地減少外界因素對橋體結(jié)構(gòu)造成的影響。

第二，通過不斷地優(yōu)化橋梁隔震設計以及加強橋梁隔震設計系統(tǒng)能夠?qū)⒌卣鹆τ行У剡M行分解，進而達到保護橋梁地基的目的。橋梁隔震設計主要是指將隔震層設計在橋梁地基和橋梁的上部結(jié)構(gòu)之間，如此能夠?qū)蛄浩鸬搅己玫闹我约氨Ｗo作用。與此同時，橋梁隔震設計的優(yōu)化也能夠控制橋梁的橫向剛度，進而提升橋梁工程的綜合效益。

三、現(xiàn)代橋梁工程設計的隔震設計要點

1.橋梁的隔震設計

橋梁主要是起到了一個連接的作用，其重要性不言而喻。所以在對橋梁工程進行隔震設計時必須要科學、合理地進行設計，進而提高整個橋梁工程的安全性能以及抗震性能，為此可以從以下幾點做起。首先，必須要做好充分的準備工作。橋梁的抗震性能會受到諸多因素的影響，其中包括地質(zhì)、氣候以及人為等因素，所以在進行橋梁隔震設計時必須要對上述影響因素進行充分的調(diào)查，并且只有在得到精準的勘察數(shù)據(jù)后才能準確地計算出橋梁的隔震設計周期。其次，強化橋梁隔震裝置的使用穩(wěn)定性。隔震裝置在橋梁的隔震設計中起到了至關(guān)重要的作用，所以必須要予以足夠的重視。在對橋梁隔震裝置進行設計的過程中一旦發(fā)現(xiàn)橋梁的上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了移位現(xiàn)象，那么則表明橋梁的安全性受到了影響，很有可能會引發(fā)安全事故，所以為了能夠進一步確保抗震裝置的有效性必須要不斷完善有關(guān)設計標準，進而能設計出高性能的隔震裝置。最后，優(yōu)化橋梁的隔震性能。在對橋梁工程隔震性能進行設計的過程中應當嚴格按照有關(guān)法律法規(guī)進行設計，以確保符合實際需求，與此同時，具有抗震性能的橋梁工程的抗震設計強度必須要優(yōu)于其他的普通橋梁。

2.隔震裝置的設計

在整個橋梁工程中，隔震裝置所發(fā)揮的作用不可替代，它也是強化整體橋梁工程隔震性能的重要基石，為此相關(guān)設計人員為了能夠確保橋梁具有良好的抗震性能，就必須要不斷優(yōu)化隔震裝置的設計，依照橋梁隔震裝置的特點可以將橋梁隔震裝置分為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計和隔震裝置的設計。本文主要針對這兩種設計方式進行了重點的分析，具體如下。第一，隔震裝置的設計。在整個橋梁工程隔震設計中，其隔震裝置作為核心設計環(huán)節(jié)必須要予以相應的重視，一般而言，彈性反應譜法在目前所有的隔震裝置設計方法中是應用最為廣泛且效果最佳的設計方法，其優(yōu)點主要在于符合相關(guān)的法律法規(guī)，且計算方式較為簡單易懂，一旦自然災害發(fā)生時，也不會輕易發(fā)生變形，所以這也是相關(guān)隔震設計人員采用彈性反應譜法來設計隔震裝置的主要原因。

第二，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計。其隔震裝置內(nèi)部細部結(jié)構(gòu)的設計是否科學、合理也會對橋梁的抗震性能及其安全性能產(chǎn)生一定的影響，它也是隔震裝置設計中最為重要的環(huán)節(jié)之一。為了能夠設計出具有高性能的抗震橋梁工程，這就對相關(guān)的設計人員提出了更加高的要求，必須要加強隔震裝置內(nèi)部細節(jié)的構(gòu)造設計，以此來達到提高隔震裝置抗震性能的目的。就目前而言，在現(xiàn)代橋梁工程中，防落梁裝置和伸縮縫裝置是最為常見的，同時也是必不可少的抗震裝置，但是由于我國在起步上就要遠遠落后于某些發(fā)達國家，所以在設計的過程中難免會存在較多問題，針對設計中存在的問題必須要正確對待，并且找出切實可行的解決措施，進而科學、合理地對其內(nèi)部細節(jié)構(gòu)造進行設計，如此能夠進一步地提高其抗震性能。

四、結(jié)語

綜上所述，就目前而言，做好隔震設計在橋梁工程設計中具有非常重要的作用，特別是針對現(xiàn)代橋梁的設計，雖然我國在許多方面仍然存在諸多的不足之處，但是只要通過不懈的努力，必然會促使隔震技術(shù)所發(fā)揮的作用越發(fā)明顯。科學、合理的橋梁工程隔振技術(shù)可以有效地降低地震災害對橋梁造成的損害。