桥梁结构设计中减隔震技术的应用

发表时间:2021/5/7   来源:《工程管理前沿》2021年7卷3期   作者:任新恒
[导读] 随着我国经济与社会的全面发展,交通基础设施大量的建设和应用
        任新恒
        天津天工开物路桥设计咨询有限公司  天津  300300

        摘要:随着我国经济与社会的全面发展,交通基础设施大量的建设和应用,使得人们出行更加的便利,而桥梁建设规模增大、数量增多,人们也更加重视桥梁运行的安全性,所以减隔震技术是极为重要的。减隔震技术的应用可以有效的预防地震造成重大的伤害,还能够保障人们的生命财产安全,所以在桥梁规划设计阶段,通过减隔震技术有效的促进交通运行安全性的提升,达到桥梁运行可靠性与稳定性的标准。
        关键词:桥梁结构设计;减震隔震;应用
        1减隔震技术的要求
        1.1 设计原理
        我国的桥梁在减隔震技术中,主要是通过如下原理进行:(1)小型地震不会发生损坏事故,或者轻微损坏,地震发生后桥梁的性能不会发生根本性的变化,各个结构处于弹性状态中;(2)中等地震后会产生一定程度的损坏,但是必要维修处理依然可以投入使用,总体结构是非弹性态势;(3)大型地震后出现严重的损坏,但是没有坍塌,经过修补处理后依然可以正常的使用,桥梁处于弹塑性的状态中。
        1.2 适用要求
        减隔震技术原则分析可以了解到,桥梁顶部架构震动时间相对较短,桥梁基础结构性能比较高的情况下可以选择该技术。因此,结合国家标准的要求,减隔震技术应用的高度不能超过40 m, 桥梁架构和硬度要达到平衡性的要求,不能形成减隔震的条件下可以达到1 s以下,根据实际情况进行数据的计算确定,然后是建设相应的模型,以做出合理的推算和设计。各项因素都要综合性分析,包含风力影响的压力,不能超过桥梁重力的十分之一。
        1.3 减隔震设施的设计
        (1)减隔震座在进行设计中,桥梁的减隔震技术可以根据需要选择使用橡胶底座的结构形式,在设计中,要确保各个结构尽量的趋同性设计,从而可以防止发生严重的扭转力的影响。从具体的操作中,可以保证减隔震座中的各个间隔距离控制在2 m以下,且减隔震体系的硬度要和顶部架构保持同一中心,以减弱扭转力的影响。(2)减隔震底座直径在设计中,需要保证其在规划的范围内,确保纵向力达到规定的要求,以使得底座的规模符合实际需要,能够提升一定的结构性能水平,不会产生扭曲损坏的问题。(3)减隔震应该设置横向影响与阻尼,桥梁减隔震座应该通过橡胶底座的硬度、阻尼比等参数分析确定。
        2?减隔震技术在桥梁设计和施工的具体运用
        2.1 确定隔离设计运用的条件
        桥梁的减隔震结构设计前,进入到施工现场了解地质条件、水文状况、自然环境等因素。从当前的应用情况分析,桥梁设计与施工中,都能够按照标准要求进行减隔震座的设计。但是有些桥梁并不能能够适用,所以要综合各个方面的要素进行分析,展开合理的论证,从而可以进行桥梁设计与施工情况的掌握,然后提升减隔震技术的总体水平。从实际情况分析,达到下述条件才能开始进行减隔震座的设计:(1)桥梁所在区域内地质状态良好,在地震发生之后可以达到一定的稳定性要求;(2)桥梁下部结构刚性性能比较好,固定周期相对较短。如果符合上述两个条件,就可以进行减隔震技术。桥梁长期的运行,通过减隔震技术可以消除震动的影响。如果桥梁结构刚度性能较好,结构固定周期是没有进行减隔震时的2倍,或者上下结构部分的固有周期有着很大的差异,上下结构在运行中也不会产生比较大的联合震动反应。从具体情况分析发现,桥面在出现运行反应后能够真实展现出减隔震、减震的效果。

如果能够达到这些要求,就不要进行减隔震技术:(1)桥梁下部刚度性能比较差,固有周期相对比较长;(2)桥梁位置上地质条件比较差,周期长,在运动中容易产生共振反应;(3)桥基稳定性比较差,在发生震动后容易产生晃动的情况。
        2.2 桥梁结构设计中的减隔震设计流程
        在具体的操作环节,减隔震设计流程如下:(1)在设计的过程中,进行减隔震系统设计是首要工作,也是对于整体性能产生直接影响的一个环节。要想达到减隔震的效果和标准,减隔震系统在设计中应该达到一定的刚度性能标准,并且进行量化消散影响力的影响。从目前的具体操作情况分析发现,可以通过减隔震的结构设计以消除桥梁的结构惯性所产生的影响。因此,在设计中应该达到性能的稳定性标准,选择使用性能符合要求的阻尼器材与相应的配套设施。从实际情况分析,通过合适的弹性反应谱方式的设计实现减隔震系统的优化和设计,保证设计方案达到要求,减隔震结构的力学性能较为优越。(2)减隔震结构的细节设计中,桥梁附属结构的性能非常的重要,所以结合实际情况进行地震发生情况的分析和研究,保证桥梁附属结构在发生地震之后也能够达到完整性的标准。而实际情况分析却并不是如此,设计人员、管理人员都没有做好细节的关系,导致减隔震的效果比较差。因此,加强细节管理尤为重要,各个细节方面的因素都要充分的考虑,从而可以提升减隔震的效果。
        2.3 减隔震技术的科学应用
        针对于不同烈度的地震发生情况,要从下述两点进行分析:(1)合理的确定桥梁的结构性能,了解地震发生后结构产生的变化;(2)设计人员综合分析桥梁结构性能,掌握必要的操作方式,确定设计标准和要求。如果达到这一标准,设计人员积极总结经验教训,系统掌握减隔震系统的整体性能。合理的进行该方面的设计,提高结构的设计水平,实现精细化设计的标准。保证设计方案具备科学性与合理性,发挥出各个细节部分的作用,这并不是计算就能够实现的,而是经验总结之后的结果。因此,在设计方案确定前,应该全面的掌握桥梁的地震影响模式,采取必要的细节处理措施,最终可以提升减隔震的效果。
        2.4 桥梁结构设计中减隔震技术应用的注意事项
        当前我国的桥梁在进行减隔震的设计中,标准和规范并不能达到统一性的要求,还需要总结实际经验,特别是桥梁结构的细节设计,很多情况下都缺乏科学性,导致减隔震的效果难以发挥出来。对于大跨度的桥梁来说,在结构设计应该满足可持续发展的要求。但是粘滞阻尼器被广泛的使用到世界上很多桥梁工程中,其投入时间相对较短,且目前很多企业生产的粘滞阻尼器还存在漏油的问题。而我国并未发布相关的国家标准、行业规范等,导致该结构部件问题更加的严重,所以我国减隔震设计并未全面的应用到桥梁工程中。此外,有些不合理产品进入到桥梁领域内,产生极为严重的后果,给桥梁性造成巨大的影响。因此,阻尼器的选择过程中,做好质量检查管理是非常重要的工作,尤其是耐久性、抗疲劳性方面。在阻尼器的运行阶段,应该定期检查,一旦有任何问题,应该及时更换。因此,桥梁设计应该明确统一的标准。除此之外,还需要保证桥梁减隔震制作达到性能最大化的要求,抗变形效果比较好,达到科学性与合理性的要求。总之,桥梁减隔震结构设计要遵循实际情况需要,不能盲目选择和设计。
        3结 论
        从目前的实际情况分析,桥梁结构设计中减隔震技术的应用是非常重要的,可以提升桥梁的结构性能,即使发生地震也不会带来较大的损坏,从而可以提升桥梁运行的安全性,但是目前该方面还有明显的缺陷,还需要加强技术研发,以更好的促进桥梁抗震性能的提升,达到安全性、可靠性的标准。
        参考文献
        [1]?颜长青,简佳峰.关于桥梁抗震设计与加固技术的探讨[J].工程建设与设计,2019,(12).95-96.
        [2]?习强.桥梁抗震设计及减隔震技术应用[J].交通世界(下旬刊),2018,(4).108-109,117.
        [3]?洪宜锋,敖迎阳.桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].交通世界(下旬刊),2017,(10).78-79.
       
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