摘要:桥梁项目在总体市政建设项目中占据着重要的地位,其对城市交通运输发展起到了推动作用,因此受到社会各界的关注。本文将对市政桥梁项目中减隔震设计的主要应用优势加以介绍,进而从多角度出发分析此类项目减隔震的设计要点,以期为有关部门提供可靠参考。
关键词:市政桥梁项目;减隔震;设计要点;地震;结构加固
引言:在城市化快速发展进程中,城市的交通堵塞问题愈发严重,而桥梁项目对缓解交通压力具有重要作用,因此民众对市政桥梁项目的设计工作也越来越重视,期待在确保桥梁安全的基础上缓解城市交通压力。当前减隔震设计已经在各种桥梁项目中得到了广泛应用,同时也已成为此类项目极为关键的技术,此项设计的应用,可以在发生地震时确保桥梁整体结构保持稳定。所以,各大市政桥梁项目设计单位应对此设计方式予以高度重视。
1桥梁项目中减隔震设计的应用优势
以往常规抗震设计的重点,主要是围绕桥梁结构的延性以及强度展开的设计,然而实践证明此方法会使项目的总体造价提升,同时一旦发生地震灾害,便会导致项目的抗震结构出现严重的塑性变形,且不可恢复,这便导致后期桥梁的维修以及养护等成本大幅度上升。当前,对于桥梁抗震设计工作而言,减隔震设计已经得到了广泛应用,同时也属于未来长时间里此类项目的重要设计方法。这是由于减隔震设计与常规设计方法相比更加科学、经济和简便。此项技术主要是经由相应减震装置事先把地震所产生能量抵达桥梁构件前抵消掉。通常设计市政桥梁结构时,会将隔震、减震技术加以结合应用,以便更为合理地分配受力。此项技术原理在于借助对结构构件延性的增加,使地震的反应减小,并且使有关的耗散能量以及阻尼能量等增加,并且使结构位移的改变减少。事实证明,此项技术的应用可以充分支撑桥梁整体结构,最终使结构稳定性以及强度得到可靠保障[1]。
2市政桥梁项目减隔震设计要点
2.1设计结构加固
如今我国大部分市政桥梁的结构均为混凝土桥梁结构,其稳固性往往会受到荷载、地质条件以及自然条件的影响,此类结构通常都有数十年应用寿命,因此极易收到老化、侵蚀等问题影响和降低其抗震性以及防震性。倘若直接将此类桥梁拆除掉重新进行设计和建设,不仅会浪费时间,更会浪费大量经济成本。若想使以上问题被有效避免,设计人员应当给予初始桥梁结构的设计,对各方面影响因素进行综合衡量和考虑,同时应该预留出相应充足的设计空间。针对现今加固桥梁结构的设计,设计人员应该对横截面的面积扩大或者钢材加辅等形式加以有效应用。在科技水平高速提升的进程中,加固桥梁结构的方法和技术也越来越丰富,设计人员需要结合实际需求对各种方法、技术进行有效筛选和运用。
2.2设计节点抗震
节点对于市政桥梁的总体结构而言极为关键,其属于重要的结构传力构件,给予有荷载传递以及承受的功能,同时其能够将桥梁结构以及桥墩结构有效结合,继而保证桥梁总体结构更加稳定、安全。在桥梁结构当中,节点构件能够对结构总体的稳定性、可靠性提供可靠保障,因此设计人员必须严格把控其刚度以及强度。若在现今建设市政桥梁项目时,桥墩与盖梁的刚度较为相近,则会在地震发生后桥梁总体结构会受到侧向惯性力势的破坏,而节点处箍筋所受作用力也会加大,如此便会降低节点构件刚度,最终使桥梁结构的抗震性降低,因此设计人员需要对此环节予以重视。
2.3围绕性能设计抗震
当前在设计市政桥梁项目的总体结构时,围绕性能展开抗震设计的方式也得到众多设计人员的青睐。设计人员在进行减隔震设计的时候,应当明确抗震设计目标性能,优先对桥梁整体减隔震的性能以及结构自身抗震性进行合理界定。
所谓抗震性能,即非结构或者结构建设的破坏因素与有限的破坏状态间有较为紧密的联系。因此,通常可以应用三个关键性能的水平,即不损坏、不会倒塌以及无需进行修复并能继续应用。除此之外,设计人员也应对一组参照地震风险及其设计水准、要求进行合理定义。
如果能对结构抗震性能的设计加以明确,就应对其设计目标的性能展开深入分析和掌握,随后根据相应规范、标准展开相应的设计,最终确保可以使桥梁结构的减隔震设计拥有更高的水平,为后续项目总体质量达标提供保障[2]。
2.4对减隔震设备展开合理选择
设计人员在进行设计的时候,若想使项目结构减隔震整体性能得到充分提高,就应对减隔震相应设备展开合理的选择,此时应当综合考虑项目设计对应要求以及实际的状况,从而对不同支座以及钢阻尼器等进行科学筛选,以便使减隔震设备设计能够更有效地将结构减震性、稳固性以及抗震性等充分发挥出来。然而需要注意的是,各类减隔震设备自身应用性能与机理也有所区别,比如摩擦摆减隔震支座的原理为钟摆原理,设计人员借助互相摩擦的滑动界面来抵消发生地震时的相应能量,实现有效减震。再如铅芯橡胶支座即以板式的橡胶支座为参考模板,其能够经由于支座的中心放置铅棒的方式改良橡胶支座阻尼的性能,此类制作可以在外力作用以及结构自身重力的作用之下,确保铅芯可以形成阻尼滞后的一类塑性形变,而这种形变过程能够将大部分能量吸收,而橡胶部分随后便可恢复相应作用力,保持桥梁结构的稳固性。
与此同时,设计人员应该明确,以上各种减隔震设备并非单独运用的,实际设计阶段应确保结合运用各种设备,将设备优势充分发挥出来,如此方能使结构设计减隔震的性能得到进一步提升,例如设计时便可以合理结合滑动摩擦支座、分层橡胶支座以及阻尼器等。
2.5设计时注重结构的细节
设计人员也需要对结构细节的设计工作予以高度重视,这是由于对于市政桥梁项目来说,其会涉及众多桥梁附属结构以及构件,包括限位设备、防落梁设备以及伸缩缝等,因此对各个部位,设计人员应采用具有针对性的减隔震设计方案,以便使桥梁项目总体结构抗震性得到全方位的提高。设计人员在设计结构的细节时,应该对地震引发原因、严重的程度与影响的状况等进行全面衡量,以便对项目的细部结构展开更为合理的设计,从而使减隔震设计最终成效得到充分提高。例如,分析项目范围引发地震的原因与地震严重程度,基于使减隔震设计可能出现的偏差得到科学减小,来使项目总体设计的性能得到充分提高。除此之外,还应以长远的目光对项目细部的结构进行设计,以便保证项目总体稳固、安全。设计人员应该明确,其在进行市政桥梁项目减隔震设计的时候,应优先设计总体结构,随后设计结构的界面尺寸、材料等细节处,这种整体与细节的全面设计,不仅可以使减隔震设计方案更加完善,还能使此项设计更具有效性以及针对性,最终确保桥梁具有较高的安全性以及稳固性,同时符合项目实际需求。
结论:总体而言,在市政桥梁项目当中,减隔震设计可以确保桥梁的结构具有较强的稳固性。因此,设计单位在进行此类项目的减隔震设计工作时,除了应确保桥梁基础结构得以被有效加固,注重设计节点抗震,对减隔震设备展开合理选择,并且围绕性能对抗震进行优化设计,重视结构的细节,从而确保减隔震设计的最终质量能够符合要求。
参考文献:
[1]梁燕.分析隔震设计在桥梁设计中的重要作用[J].黑龙江交通科技,2020,43(06):133-134.
[2]杨甲晖.桥梁设计中隔震设计的重要性研究[J].工程建设与设计,2019(17):31-33+40.
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[4] 范立础.桥梁抗震[M].北京:同济大学出版社,1997:1-116
[5] 谢 旭.桥梁结构地震响应分析与抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2005:1-17,50-112,295-329