簡述橋梁設(shè)計(jì)中的減隔震設(shè)計(jì)

1、<p>　　簡述橋梁設(shè)計(jì)中的減隔震設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的不斷深化，社會對于橋梁工程的關(guān)注程度也愈加重視。橋梁作為城市中一道靚麗的風(fēng)景線，在面對地震等不定因素的到來時，如何能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁的抗震功能，這對發(fā)展現(xiàn)代交通系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)城市的繁榮穩(wěn)定非常具有研究意義。本文對隔震設(shè)計(jì)的作用及其特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：

2、橋梁 隔震 減震 設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號：K928文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　正文： </b></p><p>　　隔震裝置在橋梁隔震設(shè)計(jì)中非常重要，通過安裝橋梁隔震裝置，使得橋梁的上部結(jié)構(gòu)能夠在發(fā)生地震時避免產(chǎn)生或者減少相對位移，從而減輕橋梁后期的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，使橋梁的使用功能得到一個穩(wěn)定的保證。另外，安裝阻尼

3、器的目的也是通過提高阻尼效果來以此減輕地震作用力對橋梁產(chǎn)生的危害。 </p><p>　　一、 隔震設(shè)計(jì)的作用及其特點(diǎn) </p><p>　　1.橋梁隔震設(shè)計(jì)的作用 </p><p>　　橋梁隔震設(shè)計(jì)的好處體現(xiàn)在很多方面，其主要有以下幾點(diǎn)。（1）調(diào)整橋梁水平方向上剛度的作用，從而提高扭力平衡的問題，有效降低地震力。（2）加強(qiáng)對橋梁隔震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使得其抗震性能優(yōu)于沒

4、有采用抗震裝置的橋梁。這樣做既不影響工程造價，又對橋梁的質(zhì)量有一個很好的保障，進(jìn)而提高了橋梁的性價比。（3）加強(qiáng)橋梁隔震設(shè)計(jì)可以保護(hù)橋梁的基礎(chǔ)部位，提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和逐漸衰減地震后地震力對橋梁結(jié)構(gòu)各支座間的受力。（4）地震后，橋梁的上下部結(jié)構(gòu)很有可能會出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)彈性范圍的現(xiàn)象，而采用隔震設(shè)計(jì)可以很好的避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。即使是說消除也不為過，從而有效避免橋梁結(jié)構(gòu)的變形。 </p><p>　　2. 隔震技術(shù)

5、的特點(diǎn) </p><p>　　橋梁中安裝隔震裝置的目的是為了延長橋梁的壽命周期，通過安裝隔震裝置，可以使得橋梁在面臨地震時能夠很好的消耗地震能量，降低因地震所引起的一系列結(jié)構(gòu)破壞及橋梁主體發(fā)生變化所帶來的影響。因此，在對橋梁隔震的設(shè)計(jì)中，一定要保障設(shè)計(jì)的合理性，巧妙的運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)橋梁抗震系統(tǒng)相關(guān)的構(gòu)件能夠擁有很好的彈性及可塑性。關(guān)于該項(xiàng)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的使用性，其不僅僅能夠發(fā)揮出降低成本的功效，還能夠顯著的提升構(gòu)件

6、的使用壽命，其較之于一般的設(shè)計(jì)更加的具有效益。對于橋梁墩柱的維護(hù)，此舉能夠起到減弱延性需要的意義。另外，地震時很有可能會造成橋梁下部結(jié)構(gòu)超出設(shè)計(jì)所允許的最大彈性變形范圍，這一點(diǎn)在地震后都是難以修復(fù)或者很難發(fā)現(xiàn)的地方。因此，加強(qiáng)對橋梁上部構(gòu)造的抗震性能的設(shè)計(jì)，可以很好的消除橋梁上部構(gòu)件因非彈性變化所帶來的負(fù)面影響。 </p><p>　　二、 隔震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理及其基本原則 </p><p>

7、;　　橋梁設(shè)計(jì)的隔震設(shè)計(jì)的主要原則是在橋梁設(shè)計(jì)階段，使用隔震裝置，以便橋梁面對地震時能夠使得水平方向上獲得較溫和的力，減少縱向橋梁構(gòu)件的壓力。另外，施工中想要做好橋梁的隔震還需要設(shè)置阻尼器，可通過提高阻尼器的反應(yīng)力來減緩橋梁縱向所受到的地震力。 </p><p>　　1. 設(shè)計(jì)原理解析 </p><p>　　隔震設(shè)計(jì)是由防震措施發(fā)展到一定時期演變而來的產(chǎn)物，隔震設(shè)計(jì)的原理恰如其名“隔震”，

8、即為減小地震對橋梁構(gòu)造產(chǎn)生的一些不安定的影響。在平時的設(shè)計(jì)和建設(shè)時期，提升抗地震力的措施一般是提升其總體的強(qiáng)度等。比對來看，隔震設(shè)計(jì)關(guān)鍵是添加了柔性要素。使能夠確保橋梁關(guān)鍵的構(gòu)件能夠和橫向的活動在特定的時期之中降低關(guān)聯(lián)，確保關(guān)鍵的構(gòu)造在震后不會出現(xiàn)破損性的現(xiàn)象。此時，構(gòu)造的相應(yīng)速率會較之于地表的速率要低一些。此外，由于阻尼的設(shè)計(jì)，阻尼有效地將地震所產(chǎn)生的能量消耗掉。當(dāng)能量被轉(zhuǎn)移到上橋和隔離結(jié)構(gòu)力的時候，地震作用力已經(jīng)被大大降低，從而達(dá)到

9、保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的目的。 </p><p>　　2. 隔震設(shè)計(jì)原則分析 </p><p>　　橋梁隔震設(shè)計(jì)是有效提高橋梁隔震效果的主要措施，借此來充分提升橋梁抗震的水平或是加強(qiáng)橋梁的抗震功能。但是在實(shí)施這項(xiàng)措施的時候，要有一些確實(shí)可行的方法來實(shí)現(xiàn)，否則就不可能達(dá)到理想中的效果。為了實(shí)現(xiàn)以上這些，就必須要做到以下幾點(diǎn)的分析。針對橋梁是否適合加上抗震裝置這點(diǎn)，應(yīng)在設(shè)計(jì)初期就做好認(rèn)真的分析。如若不適

10、合安裝隔震裝置，就早期做好預(yù)算，避免不必要的建設(shè)浪費(fèi)，這可以依照地震之后橋梁隔震效果作為參考信息。在橋梁設(shè)計(jì)時，應(yīng)該對施工附近的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)的勘察。尤其是橋梁施工地點(diǎn)的地基勘測，從數(shù)據(jù)報(bào)告上仔細(xì)分析，全面考慮，一個隔震性能良好的橋梁必須要有一個堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)條件為基礎(chǔ)。另外，隔震裝置的選擇上，應(yīng)盡可能選擇那些抗震性能良好的隔震裝置。在滿足隔震效果的同時，還應(yīng)清楚了解隔震裝置為橋梁緩解的受力大小范圍，從而科學(xué)的選用隔震裝置。 </p

11、><p>　　三、 橋梁的隔震設(shè)計(jì) </p><p>　　1. 隔震裝置的設(shè)計(jì) </p><p>　　在橋梁的隔震抗震設(shè)計(jì)中，其中最主要的兩點(diǎn)是對隔震裝置的設(shè)計(jì)和其他相關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中，前者是隔震的設(shè)計(jì)中心。目前，彈性反應(yīng)譜方法越來越廣泛地被應(yīng)用于橋梁的隔震設(shè)計(jì)，已被大多數(shù)國家所采用，包括日本、法國、美國、中國等。由于文化的差異，各個國家之間對于橋梁隔震設(shè)計(jì)的規(guī)范

12、也略有不同。這樣一來，對于隔震裝置中等效阻尼的計(jì)算和等效剛度的計(jì)算也會因?yàn)樗麄兯褂糜?jì)算公式的差異而有所差別。而對于一些構(gòu)造復(fù)雜和不規(guī)則的橋梁，則現(xiàn)階段通常采用的方法基本上都是時程方法。彈性反應(yīng)譜方法之所以能夠在現(xiàn)階段的橋梁隔震設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用，主要是因?yàn)閺椥苑磻?yīng)譜方法的計(jì)算較為簡單。另一個原因，是因?yàn)樵摲椒ǖ挠?jì)算與現(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算方法較為接近，這樣容易讓人接受。此外，在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時，還應(yīng)該注意隔震裝置中的最大變形程度與隔震裝置的等效

13、阻尼和等效剛度的大小有著密切關(guān)聯(lián)。與此同時，還應(yīng)考慮地震導(dǎo)致隔震裝置所引起的變形和此時橋梁的地震響應(yīng)程度之間的關(guān)聯(lián)。從這里來看，現(xiàn)階段我國橋梁隔震設(shè)計(jì)還處于萌芽階段。參照國外的案例，采用彈性反應(yīng)譜方法對橋梁隔震進(jìn)行設(shè)計(jì)還需要不斷的完善和后期對數(shù)據(jù)歸納總結(jié)。上文中也有提及各個國家的計(jì)算方式各</p><p>　　2. 細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì) </p><p>　　由防落梁裝置、伸縮縫和限位裝置組成的

14、橋梁附屬結(jié)構(gòu)在橋梁的隔震設(shè)計(jì)中擁有著非常大的作用。通過對大量地震調(diào)查和動態(tài)時程分析我們可以看到，這些結(jié)構(gòu)是橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)和振動隔離效果的主要方面。可是許許多多的設(shè)計(jì)人員會把細(xì)部結(jié)構(gòu)忘記甚至是忽略不計(jì)，出現(xiàn)這樣的問題也是因?yàn)橛?jì)算附屬結(jié)構(gòu)的方法太復(fù)雜而產(chǎn)生出來。因此，對于細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視起來，加強(qiáng)這方面的設(shè)計(jì)，使橋梁的抗震能力大幅度的提高。 </p><p>　　四、橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)需要注意的問

15、題 </p><p>　　為了協(xié)調(diào)基礎(chǔ)隔震橋梁的基部體積，在建造有隔震功能的橋梁時，和普通的橋梁一樣，讓基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)與地基直接結(jié)合，在隔震層下再做一些抗震措施。即在設(shè)計(jì)橋梁的隔震結(jié)構(gòu)時，需要注意保持橋梁結(jié)構(gòu)和隔震層平移一致，然后設(shè)計(jì)成水平縫，還要注重橋梁美感。在布置隔震裝置時要做到: </p><p>　　① 隔震層的水平剛度要適應(yīng)水平方向的地面震動的影響。不管橋梁遇到強(qiáng)風(fēng)狀況，

16、還是遇到劇烈的地面震動，橋梁的隔震層都要保持足夠的剛度，可以發(fā)生柔軟性的變形。 </p><p>　　② 水平剛度中心位置與隔震層上部結(jié)構(gòu)保持重心一致，防止兩者之間發(fā)生偏差。 </p><p>　?、?根據(jù)隔震裝置的豎向剛度，設(shè)計(jì)好隔震裝置豎向承載的效果，使隔震裝置的豎向水平移動值可以在一定的范圍內(nèi)波動。 </p><p>　?、?在隔震裝置設(shè)備水平變形能力的基礎(chǔ)上

17、，還要加大其豎向的承受能力，只有這樣，才能在橋梁遇到強(qiáng)烈的地面震動時具有強(qiáng)大的橋梁隔震效果，使橋梁可以保持堅(jiān)固，避免橋梁受到地面震動的影響而倒塌。 </p><p>　?、?保持橋梁隔震裝置的自動復(fù)位功能，在橋梁經(jīng)受了強(qiáng)烈的地面震動后，可以在一定程度上還原到原來的位置，也能防止余震的影響。 </p><p>　　⑥ 設(shè)置好隔震裝置的阻尼，使之保持一定的穩(wěn)定性，削弱橋梁受到承載力以及溫差的影

18、響。 </p><p>　?、?保持橋梁隔震裝置的耐久性，可以讓隔震裝置在橋梁的使用年限內(nèi)發(fā)揮出較高的隔震效果，此外還要注意隔震裝置的抗老化性、抗變異性以及抗勞損性。例如，某橋梁內(nèi)采用了隔震技術(shù)，用橡膠墊疊層來構(gòu)成橋梁的隔震裝置，在模擬地面震動的作用下，有關(guān)人員計(jì)算出了該橋梁的剪力地震效果，得出隔震結(jié)構(gòu)大大延長了第一抗震周期，延長后的第一抗震周期差不多是原來的 4 倍; 橋梁的隔震結(jié)構(gòu)振型參與指數(shù)很大; 橋梁隔震

19、結(jié)構(gòu)的層間位移以及地震潛力和原來相比明顯減小。 </p><p><b>　　五、 結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，橋梁作為城市建設(shè)中一道靚麗的風(fēng)景線，其工程質(zhì)量一定要有嚴(yán)格的保證。為了實(shí)現(xiàn)橋梁工程質(zhì)量的提升，促進(jìn)橋梁設(shè)計(jì)體系的健全，對橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化是非常必要的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) &