浅析隔震设计在市政桥梁设计中的应用

摘要：加强对隔震设计在市政桥梁设计中的应用的研究，有利于提升桥梁工程的质量，促进桥梁设计体系的健全。本文笔者从桥梁设计中隔震设计的重要性、桥梁设计中的隔震设计概述以及桥梁设计中的隔震设计的应用等方面对隔震设计在市政桥梁设计中的应用进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

关键词：隔震设计，市政，桥梁设计，应用

中图分类号： S611文献标识码： A

前言：隔振设计能够显著的提升项目的品质，虽说我们国家的该项技术目前还处在一种初始时间段中，不过还要积极的吸收国外优秀的技术要素，不断的提升我国的该项设计力度，切实的提升抗震的水平。因此加强对隔震设计在市政桥梁设计中的应用的研究是非常必要的。

一、桥梁设计中隔震设计的重要性

(一)桥梁隔震设计的重要性。

所谓的隔震设计就是指在桥梁施工建设的过程中安装相应的隔震器和阻尼器,既要保证桥梁在水平方向上得到足够的柔性支承,同时也要充分的提高桥梁的阻尼效应,这样在地震来临时,就可以最大限度的减少损坏。这几年来,欧美等众多的发达国家对隔震设计方面的工作都在不断的研究和探索,并且也取得了一定的成绩。而我国在这方面还是有一定差距的,目前所应用的设计方法还都是借助于国外的研究经验。

(二)桥梁隔震设计的好处。

做好桥梁的隔震设计工作,在地震到来时,可以有效的分解和改善地震力在桥梁各结构间的分布情况,从而有效的保护桥梁工程的上部结构。另外,做好了隔震设计工作,还能够合理的调节横向的刚度,解决了桥梁结构扭转平衡的问题,也就是降低了地震力。与普通的抗震设计相比,隔震设计后的抗震效果明显更好,在没有增加施工成本的前提下也充分的保证桥梁的整体质量。在隔震设计中采用隔震支座后,其受温度等外界因素的影响较小,并且在震后更换相应的隔震装置是很容易的,维修桥梁费用较低,维修的时间也很短。

二、桥梁设计中的隔震设计概述

(一)隔震设计的原理。

作为抗震设计的一种新的形式,隔震设计工作并不是要抵抗地震的作用,而是要最大限度的减小地震的作用以起到保护桥梁各结构的效果。一般情况下,在桥梁工程的设计和施工阶段,都是通过提高桥梁的抗变形能力和整体强度来提高其抗震能力的,但是进行隔震设计就不是这样了,其最重要特别就是要加入一个柔性装置,从而减少桥梁结构与水平地面运动的关联性,当地震到来时,地面的加速度是要大于结构的反应加速度的,所以结构构件就不会受到严重的损坏。另外,桥梁设计中还采用了阻尼设计,消耗了地震带来的一部分能量,也就减少了传递到隔震结构和上部结构的作用力。

(二)隔震技术的特点。

进行隔震设计的根本目的就是通过设计了这些隔震的装置来最大限度的消耗地震的能量并且延长结构构件的使用周期,进行隔震设计时,应保证设计工作的科学性和合理性,确保隔震系统的各个构件都具备足够的可塑性和弹性。在桥梁设计的过程中应用隔震技术后,由于在桥梁结构的上部会采取一定的隔震措施,那么地震后桥梁下部结构出现的超出弹性范围的问题就可能被避免,而采用了隔震技术后,一些难以修复和检查的部位也不会出现太大的非弹性变形;由于采用隔震设计的抗震性能更高,对桥梁的墩柱也就起到了保护作用,从而降低了它们的延性需求。

(三)隔震设计应遵循的原则。

作为提高桥梁结构抗震性能的重要要求,只有做好了隔震设计工作,才能真正的提高桥梁的整体抗震性能,而在进行隔震设计时还要遵循以下几个原则:(1)应对桥梁项目进行实地的考察,确定随着桥梁使用时间的增长仍是可以提高地震时能量的吸收的,确定适宜进行隔震设计才可施工,否则是不可以盲目施工的;(2)进行桥梁设计时,如果确定采用了隔震措施,那么与普通的设计工作相比,采用隔震设计的桥梁的抗震性能就是要更高的;(3)在选择隔震的装置时,应选择符合桥梁结构整体抗震性能要求的并且结构较为简单的装置,并且抗震的要求一定是要在这些装置的力学性能要求的范围内的;(4)设计中安装了相应的隔震装置后,当地震来临时,上部结构就一定会产生相对的位移,那么就会影响结构的使用性能,所以,当地震结束后,应立即修补并完善隔震装置的使用性能;(5)进行隔震设计之前,还要实地的勘察桥梁的地基以及施工现场的地质环境,确保其具有较为坚实的地质条件。

三、桥梁设计中的隔震设计的应用

(一)隔震装置的设计。

在桥梁抗震设计的工作中,隔震装置的设计以及其它类型构件的设计应是最重要的两项内容,而隔震设计工作的核心内容就是对隔震装置的设计工作,现阶段,弹性反应谱法是世界上绝大部分国家进行隔震设计时所选择的方法,并且在不同的国家其设计规范也是有着区别的。其中最常见的就是美国、欧洲和日本这三种类型的规范,它们之间的最大区别就是计算公式上的不同,而这些计算公式主要就是指等效阻尼的计算工作以及隔震装置等效刚度的计算工作,而对于那些形状不规则并且结构较为复杂的桥梁来说,时程法是通常采用的设计方法。我们通常都选择弹性反应谱法作为隔震设计的方法主要是由于它十分接近现有的计算方法,并且计算时也更为简单,地震来临时隔震装置可能会出现的最大变形程度对于等效阻尼的计算以及隔震装置等效刚度的计算这两项计算结果是有着重要的影响的,而桥梁整体结构的地震响应程度也是要受到隔震装置的变形程度的影响的,所以实际上隔震设计中采用弹性反应谱法也是一个动态的、不断完善的过程。在实际的计算工作中,并不能套用现有的计算公式,因此,设计的人员应能够准确的掌握桥梁整体结构的地震响应程度,当地震来临时,工程师能够根据以往的经验制定出具有针对性的设计方案,同时还可以验证其合理性。

(二)细部构造的设计。

在桥梁的隔震设计工作中,对桥梁附属结构的合理设计也是十分关键的,常见的附属结构有防落梁装置、伸缩缝以及限位装置等,在进行了详细的时程分析以及对以往众多地震的危害研究和调查的过程中,这些附属结构的设计优劣对于桥梁整体结构的抗震性能以及动力响应效果也是有着重要的影响的。但是实际的情况却是,大部分的设计人员都还不够重视对这些附属结构的设计工作,认为只要将主要结构设计好就一定能够保证桥梁的抗震性能,并且在计算地震响应的程度,附属结构的计算方法是十分复杂的,所以设计人员往往也都不会涉及这部分内容,对细部构造进行设计时必须充分的保证其连续性。

四、结束语：

通过以上的论述,我们对桥梁设计中隔震设计的重要性、桥梁设计中的隔震设计理论以及桥梁设计中的隔震设计措施三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在我国社会主义市场经济体制逐步完善的新形势下,我国城市公路交通事业的发展是十分迅速,桥梁工程是城市现代化设施的重要组成部分,而要想充分的保证桥梁结构的整体质量,就必须做好其隔震设计的工作,我国的隔震技术的设计水平还并不成熟,因此,我们应科学的借鉴并吸取国外发达国家的先进的设计经验,不断的改进并且完善我国桥梁设计工作中的隔震设计,真正的提高桥梁工程的整体抗震性能,促进我国公路交通行业的良性发展。

参考文献

[1] 赵振东.《桥梁隔震设计的基本原则与隔震装置的设计》世界地震工程,1997.

[2] 刘鹏.《浅谈桥梁抗震的减隔震技术》科技资讯,2006.

[3] 刘伟庆.《高层隔震建筑设计中隔震支座受拉问题分析》地震工程与工程振动,2007.

[4] 韩鹏.《浅谈桥梁抗震设计方法与减隔震技术》山西建筑,2009.

[5] 叶志雄.《连续梁桥隔震设计与若干问题的分析》.工程抗震与加固改造,2006.

[6]韩鹏，孟 .浅谈桥梁抗震设计方法与减隔震技术[J].山西建筑,2009(16).