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隔震设计在桥梁工程中的重要性及应用分析

摘要】在桥梁工程的设计中,隔震设计是其中十分重要的环节,会直接影响桥梁工程的整体抗震性能。隔震设计在桥梁工程中的应用,能够实现对桥梁结构支座中地震力的有效分解,并且为桥梁上部结构提供较好的支撑力,保证桥梁结构处于良好的平衡状态,进而保证桥梁工程结构的安全性和稳定性。本文则关于隔震设计在桥梁工程中的重要性和应用展开分析。

【关键词】隔震设计;桥梁工程;重要性

作者简介:刘明捷;安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司

doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.02.1708

随着社会经济的不断发展,我国的交通事业得到了极大的发展,在交通网络中桥梁发挥的作用越来越突出,在我国现代化建设中成为了重要的基础设施,对人们的生活出行有着重要的影响。保证桥梁的施工建设质量,才能很好保障人们出行的安全,但是在桥梁的正常使用过程中,地震的发生往往会对桥梁造成严重的破坏,为了避免地震发生时对桥梁造成影响或者将地震产生的危害控制在一定的安全范围内,在进行桥梁施工建设的过程中,就要做好桥梁工程的隔震设计。在桥梁工程中采用隔震设计,能够有效分解桥梁结构支座中的地震力,并且为桥梁上部结构提供较好的支撑力,保证桥梁结构处于良好的平衡状态,进而避免发生一些局部変形的问题,保证桥梁工程结构的安全性和稳定性。在桥梁工程施工建设的过程中,隔震设计已经成为当前桥梁施工的重要工艺,能够有效延长桥梁工程的使用寿命,提高桥梁结构的整体抗震性能。

1桥梁工程中隔震设计原理及重要性

1.1隔震设计的概念原理

桥梁工程中的隔震设计是采用隔振器让桥梁获得相应的水平支撑,增长桥梁在水平方向上的固有周期,通过使用阻尼器来增强隔震体系的阻尼效应,最终减轻地震对桥梁损害的一种桥梁工程的抗震设计,主要是提升桥梁工程结构的整体抗震性能。在桥梁工程抗震设计中,隔震设计是应用比较好的一种减震方式,在桥梁设计中应用隔震设计能够很好减轻地震对桥梁造成的破坏作用。

桥梁工程中的抗震设计和隔震设计具有一定的差异,采用隔震设计的主要目的是保证桥梁结构的性能,减轻地震对桥梁结构的冲击,进而提升桥梁的抗震水平,所以隔震设计的目的不是以抵抗地震为主,而是有效阻隔地震对桥梁的冲击。进行隔震设计的原理是增加桥梁结构的柔性支柱,降低桥梁结构之间的关联性,在地震发生时有效阻隔掉其中的大部分能量,从而降低地震对桥梁结构的冲击。

1.2隔震设计在桥梁工程中的重要性

我国近些年来出现的地质灾害比较多,例如泥石流、地震、山体滑坡等,尤其是地震灾害的发生对我国的桥梁造成了严重的危害,同时对于桥梁工程设计及施工要求也更高。想要进一步提升桥梁工程的抗震效果,提升桥梁抵抗地震发生时造成破坏的能力,就需要在桥梁施工建设的过程中重视隔震设计。一般在桥梁工程的隔震设计中,重点是设置隔振器,以能够实现对桥梁结构自振周期的延长,减轻地震所致桥梁结构冲击力,从而提升桥梁结构的抗震性能。在桥梁抗震设计中也能够设置应用阻尼器,以此减少地震带来的能量,减少地震对桥梁的损害作用。隔震设计在桥梁工程中的应用具有较多突出的优势,所以相关施工单位要特别的重视,加大资金投入。

隔震设计在桥梁工程中的应用可以有效分解地震造成的冲击力,有效降低地震的冲击力对桥梁结构的破坏程度,从而对于桥梁工程起到保护作用。隔震设计在桥梁上部结构中的应用,对于桥梁横向刚度能够产生调节作用,以免桥梁局部位置出现变形,也可以实现对桥梁结构扭转平衡的显著改善,减少地震所致不良影响。隔震设计在桥梁工程中的应用,也有助于显著提升桥梁工程的经济效益,不但能够降低桥梁工程的造价成本,也能够很大程度上提升桥梁工程的质量。外界温度杜宇桥梁工程隔震设计中的支座不会产生较大影响力,尤其是在多跨连续桥梁中的应用,可以显著降低工程伸缩缝的出现。

2隔震设计在桥梁工程中的应用策略

2.1在隔震装置中的应用

在桥梁工程的设计中需要使用良好的隔震技术,通常表现在隔震装置的设计应用和一些结构和其他构件的应用,隔震技术在隔震装置的设计应用中能够充分发挥良好的作用。在目前的桥梁工程中应用隔震设计,主要是采用弹性反应谱法设计隔震装置,动态体现出地震作用下的桥梁整体结构变化。例如在隔震装置中应用阻尼器,通过阻尼作用可以明显减少地震所致破坏作用,降低桥梁工程的危害性。其中最为应用广泛的为橡胶隔震支座,具体结构示意图见图1

1隔震支座结构图

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同时在隔震装置的设计过程中,还要全面计算等效阻尼和隔震装置的等效刚度,这些计算方式在桥梁工程中都是常用的准则。通过弹性反应谱法在桥梁工程中的实际应用,能够有效降低隔震装置的变形情况,并且还能够提高桥梁工程的整体施工的质量。

2.2在细部结构设计中的应用

细部结构是桥梁的附属结构,通常包括防落梁装置、伸缩缝和限位装置等。经过相关的研究发现桥梁的细部结构极大影响到桥梁整体的抗震性能,同时也会影响到桥梁的使用寿命。做好桥梁细部结构的设计工作能够有效提高桥梁工程的隔震效果。对于桥梁工程由于地震影响产生的相关问题,相关施工单位需要全面了解桥梁结构的隔震效果和动力响应情况,全面分析和调查地震危害的原因。

桥梁桥面和支架间连接缝设计过程中,需要注重有效把握连接缝尺寸,连接方式选择中要实施精密的计算,最大化减少连接缝,以免对桥梁整体隔震性能造成不良影响。桥梁细部结构设计中,设计人员所面临的问题比较多,主要是细部结构本身比较复杂,自然在计算过程中也比较冗杂,然而实际中只要能够实现对桥梁隔震细部结构良好设计,也就可以为桥梁结构连接性提供有效保障,有效提升桥梁整体结构的抗震性能。

2.3合理应用摆式滑动摩擦支座

在设计桥梁结构中,需要提升对摆式滑动摩擦支座应用的综合分析,以能够显著提升桥梁结构抗震性能。这一支座在应用中实现对了滑动摩擦支座以及钟摆概念的结合应用,建构了一种减隔震装置,采用的是曲面滑动面,在其滑动摩擦过程中能够最大化实现对地震能量的消耗,从而为桥梁结构自重提供相应的自复位能量,也可以通过钟摆机理实现对桥梁结果振动周期的进一步延长。因为摆式滑动摩擦支座的平面尺寸会受到地震位移大小及球面曲率半径的影响,因此通常情况下在摆式滑动摩擦支座设计中平面尺寸都相对较大。

2.4合理应用铅芯橡胶支座

设计人员实施桥梁结构设计过程中,也要实现对铅芯橡胶支座应用的综合分析,从而进一步提升桥梁结构抗震性。这一支座在设计过程中是将纤芯加入到分层橡胶支座中,以此建构为减隔震装置。铅芯本身存在良好的力学性能,能够实现和分层橡胶支座的结合,所以铅芯也成为较为适合的减震材料。铅芯橡胶支座也具有较低的屈服剪应力,存在有较高的初始剪刚度以及弹塑性,因此在应用中能够满足系统需求,提升桥梁结构隔震性能,确保桥梁工程的安全性。

3总结

综上所述,本文对隔震设计的相关概念以及特征进行了阐述,分析了隔震设计在桥梁工程建设中的重要性,保证在施工阶段能够达到相应的标准和要求,有效提高桥梁工程的施工质量和防震的效果,同时研究了隔震设计在桥梁工程中的具体应用,希望能够提升桥梁工程隔震设计的水平,对桥梁工程的性能进行全面优化。

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