橋梁工程中隔震設(shè)計的作用及應(yīng)用
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摘要：主要闡述了隔震設(shè)計的相關(guān)概念以及特征，分析了隔震設(shè)計在橋梁工程建設(shè)中的重要性，研究了隔震設(shè)計在橋梁工程中的具體應(yīng)用，旨在保證施工階段能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，有效提高橋梁工程的施工質(zhì)量和防震的效果，提升橋梁工程隔震設(shè)計的水平。
關(guān)鍵詞：隔震設(shè)計；橋梁結(jié)構(gòu)；重要性及應(yīng)用
引言
在橋梁工程中采用隔震設(shè)計，能夠有效分解橋梁結(jié)構(gòu)支座中的地震力，并且為橋梁上部結(jié)構(gòu)提供較好的支撐力，保證橋梁結(jié)構(gòu)處于良好的平衡狀態(tài)，進(jìn)而避免發(fā)生局部變形問題，保證橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。在橋梁工程施工建設(shè)過程中，隔震設(shè)計已經(jīng)成為當(dāng)前橋梁施工的重要工藝，能夠有效延長橋梁工程的使用壽命，提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。
1.1隔震設(shè)計的概念原理
橋梁隔震設(shè)計是采用隔振器讓橋梁獲得相應(yīng)的水平支撐，通過使用阻尼器來增強(qiáng)隔震體系的阻尼效應(yīng)，最終減輕地震對橋梁損害的一種橋梁工程的抗震設(shè)計，其最終目的是保證橋梁工程結(jié)構(gòu)的整體抗震性能[1]。在橋梁工程抗震設(shè)計中，隔震設(shè)計是應(yīng)用比較好的一種減震方式，能夠有效減輕地震對橋梁造成的破壞作用。橋梁工程中的抗震設(shè)計和隔震設(shè)計具有一定的差異。隔震設(shè)計的主要目的是保證橋梁結(jié)構(gòu)的性能，減輕地震對橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊，進(jìn)而提升橋梁的抗震水平，所以隔震設(shè)計的目的不是以抵抗地震為主，而是有效阻隔地震對橋梁的沖擊。進(jìn)行隔震設(shè)計的原理是增加橋梁結(jié)構(gòu)的柔性支柱，降低橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性，在地震發(fā)生時有效阻隔掉其中的大部分能量，從而降低地震對橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊。
1.2隔震設(shè)計的特征
在橋梁工程施工建設(shè)過程中采用隔震設(shè)計能夠較好保證橋梁工程結(jié)構(gòu)的整體性能，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震效果。隔震設(shè)計主要有以下幾個特征[2]。（1）有效減輕地震的損毀程度。有效分解橋梁結(jié)構(gòu)之間的受力情況，從而在地震發(fā)生時候降低橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性，減輕地震危害。（2）有效提升橋梁工程的整體效能?？梢栽诤艽蟪潭壬咸嵘龢蛄汗こ痰恼w性能，并且有效降低橋梁工程的造價。（3）防震效果良好。在橋梁工程施工建設(shè)中采用隔震設(shè)計，與常規(guī)抗震技術(shù)相比能起到更好的防震效果，增加橋梁工程結(jié)構(gòu)中支柱的穩(wěn)定性，消除橋梁結(jié)構(gòu)中地震反彈范圍的相關(guān)反應(yīng)。
2隔震設(shè)計的重要性及基本原則
2.1隔震設(shè)計的重要性
近些年，泥石流、地震、山體滑坡等災(zāi)害對我國橋梁造成了嚴(yán)重的危害，同時也對橋梁工程施工建設(shè)提出了更高的要求。為有效增加橋梁工程的抗震效果，提升橋梁抵抗地震發(fā)生時造成破壞的能力，就需要在橋梁施工建設(shè)的過程中重視隔震設(shè)計。在橋梁工程的隔震設(shè)計中，通過設(shè)置隔振器能有效延長橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期，減輕地震對橋梁上部結(jié)構(gòu)的沖擊作用，從而達(dá)到防震的相關(guān)要求[3]。同時也可以在橋梁隔震設(shè)計中采用安裝阻尼器的方式，通過阻尼器的阻尼作用來降低地震產(chǎn)生的能量，降低地震對橋梁的破壞。隔震設(shè)計具有較多突出的優(yōu)勢。（1）應(yīng)用隔震設(shè)計能在一定程度上增強(qiáng)橋梁對地震能量的分解，有效降低地震的沖擊力對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞程度，從而起到良好的保護(hù)作用。（2）在橋梁的上部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用隔震設(shè)計，能夠在一定程度上調(diào)節(jié)橋梁的橫向剛度，避免橋梁的局部位置發(fā)生相應(yīng)的變形問題，從而改善橋梁結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)平衡問題，降低地震對橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的影響。（3）能夠提升橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益，提升橋梁工程的質(zhì)量。（4）隔震設(shè)計中的支座不會受到外界溫度的影響，在多跨連續(xù)橋中能夠有效減小橋梁的伸縮縫。
2.2橋梁工程中隔震設(shè)計的基本原則
（1）在進(jìn)行橋梁工程的隔震設(shè)計之前，需要準(zhǔn)確了解和把握整個橋梁的結(jié)構(gòu)，并判斷該橋梁工程是否適合進(jìn)行相應(yīng)的隔震設(shè)計[4]。（2）分析橋梁工程的基本狀況、周圍的地形地質(zhì)特點以及橋梁后期使用中的通行狀況，進(jìn)而確定橋梁工程設(shè)計中的震動載荷大小，從而設(shè)計適合的橋梁隔震等級，為橋梁工程隔震設(shè)計奠定一定的基礎(chǔ)。（3）在隔震設(shè)計中還要考慮橋梁主體結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題，避免相關(guān)隔震裝置對橋梁主體結(jié)構(gòu)的完整性造成影響。
3隔震設(shè)計在橋梁工程中的應(yīng)用
3.1在隔震裝置中的應(yīng)用
目前的橋梁工程中應(yīng)用隔震設(shè)計，主要是采用彈性反映譜法進(jìn)行隔震裝置的設(shè)計，以動態(tài)反映出橋梁整體結(jié)構(gòu)受到地震的影響程度。比如將阻尼器加入到隔震裝置的設(shè)計中，利用阻尼器良好的阻尼效果來降低地震的破壞作用，減少橋梁工程所受到的危害程度[5]。同時在隔震裝置的設(shè)計過程中，還要全面計算等效阻尼和隔震裝置的等效剛度。通過彈性反映譜法在橋梁工程中的實際應(yīng)用，能夠有效降低隔震裝置的變形情況，提高橋梁工程的整體施工的質(zhì)量。
3.2在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
細(xì)部結(jié)構(gòu)是橋梁的附屬結(jié)構(gòu)，通常包括防落梁裝置、伸縮縫和限位裝置等。經(jīng)過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，橋細(xì)部結(jié)構(gòu)會直接影響橋梁整體的抗震性能，同時也會影響橋梁的使用壽命。因此，相關(guān)施工單位需全面了解橋梁結(jié)構(gòu)的隔震效果和動力響應(yīng)情況。在設(shè)計橋梁橋面與支架間的連接縫時，相關(guān)設(shè)計人員需要把控好連接縫的尺寸，經(jīng)過精密計算選擇最合適的連接方式，盡量縮小縫隙以避免影響橋梁工程的整體隔震性能。同時，必須做好橋梁隔震中的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，以保證橋梁結(jié)構(gòu)之間良好的連續(xù)性，有效提升橋梁整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。
3.3合理應(yīng)用擺式滑動摩擦支座
在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮如何應(yīng)用擺式滑動摩擦支座提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。擺式滑動摩擦支座主要是結(jié)合滑動摩擦支座和鐘擺概念，形成的一種減隔震裝置。擺式滑動摩擦支座的滑動面是曲面，通過曲面滑動摩擦盡可能地消耗地震能量，為橋梁結(jié)構(gòu)自重提供必要的自復(fù)位能量，延長橋梁結(jié)構(gòu)的振動周期。
3.4合理應(yīng)用鉛芯橡膠支座
鉛芯橡膠隔震支座是在分層橡膠支座中加入一些鉛芯，從而形成一種減隔震裝置。因為鉛芯具有良好的力學(xué)性能，可以有效結(jié)合分層橡膠支座，所以鉛芯也成為較為適合的減震材料。鉛芯橡膠支座的屈服剪應(yīng)力相對偏低，但是初始剪剛度相對偏高，具有較強(qiáng)的彈塑性，其塑性循環(huán)還具有較強(qiáng)的耐疲勞性能。所以鉛芯橡膠支座是橋梁結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛的隔震裝置。
4結(jié)語
綜上所述，在橋梁工程的設(shè)計中，隔震設(shè)計是十分重要的環(huán)節(jié)，其對橋梁工程的整體抗震性能具有重要的影響。橋梁工程中采用隔震設(shè)計，能夠有效分解橋梁結(jié)構(gòu)支座中的地震力，并且為橋梁上部結(jié)構(gòu)提供較好的支撐力，保證橋梁結(jié)構(gòu)處于良好的平衡狀態(tài)，進(jìn)而保證橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。本文對隔震設(shè)計的相關(guān)概念以及特征進(jìn)行了闡述，分析了隔震設(shè)計在橋梁工程建設(shè)中的重要性，保證在施工階段能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，有效提高橋梁工程的施工質(zhì)量和防震效果，同時研究了隔震設(shè)計在橋梁工程中的具體應(yīng)用，希望能夠提升橋梁工程隔震設(shè)計的水平。
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作者：金城 單位：中交遠(yuǎn)洲交通科技集團(tuán)有限公司