淺談橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的要點

1、<p>　　淺談橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的要點</p><p>　　摘 要：本研究以橋梁設(shè)計中的隔震項目作為研討中心，在列舉隔震設(shè)計主要優(yōu)點的基礎(chǔ)上，研討了橋梁隔震技術(shù)的基本原理，分析了橋梁隔震技術(shù)的基本特點，提出了橋梁隔震設(shè)計的基本原則，提供了橋梁設(shè)計中隔震技術(shù)應(yīng)用的要點與方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：隔震設(shè)計；橋梁設(shè)計；原則；結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計；數(shù)值設(shè)計；原理 </p&g

2、t;<p>　　隔震是橋梁設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)和技術(shù)組成，有了隔震方面的設(shè)計，橋梁設(shè)計工作將會得到進(jìn)一步科學(xué)化的保證，橋梁結(jié)構(gòu)也將更能適應(yīng)交通和行車的實際要求，橋梁的安全與壽命也才會有體系與功能上的保證。因此，在現(xiàn)代化橋梁設(shè)計過程中，隔震被列為重要的功能與系統(tǒng)目標(biāo)，正在成為橋梁設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。新時期，橋梁設(shè)計要重視隔震的功能和價值，正確把握橋梁設(shè)計中隔震技術(shù)的原理，發(fā)揮隔震技術(shù)的特點和優(yōu)勢，通過對概念和數(shù)值的規(guī)范化與科學(xué)化設(shè)計

3、提升橋梁設(shè)計的總體水平與質(zhì)量，做到對隔震效果保障的同時，全面實現(xiàn)橋梁設(shè)計的各層面、各級別、各標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。 </p><p>　　1 隔震設(shè)計的主要優(yōu)點 </p><p>　　橋梁抗震水平是提升橋梁壽命、確保橋梁安全運行的重要參數(shù)，只有提升橋梁隔震水平，才能夠從結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和功能上控制各類震動對橋梁的影響。具體地講隔震設(shè)計在橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用中具有如下的主要優(yōu)點： </p><p

4、>　　1.1 隔震設(shè)計的保護(hù)作用 </p><p>　　橋梁設(shè)計中采用隔震裝置和結(jié)構(gòu)可以釋放橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，通過位移和形變改善橋梁在地震和震動中整個橋梁的受力結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使橋梁在地震狀態(tài)下受力更為合理，降低震動對橋梁基礎(chǔ)和墩臺的破壞，從結(jié)構(gòu)與功能上提升橋梁抵御地震和震動的能力。 </p><p>　　1.2 調(diào)節(jié)橋梁橫向剛度 </p><p>　　地震波對橋梁結(jié)

5、構(gòu)的傷害主要來源于橫波，可以在橋梁隔震設(shè)計中選用隔震裝置，通過裝置的運動來改善橋梁的扭轉(zhuǎn)平衡，做到對橫向波動的有效調(diào)節(jié)，使橋梁結(jié)構(gòu)能夠得到盡可能的穩(wěn)定性，避免地震波對橋梁結(jié)構(gòu)造成深度地破壞。 </p><p>　　1.3 優(yōu)化橋梁的主要結(jié)構(gòu) </p><p>　　隔震結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)，改變傳統(tǒng)橋梁施工和維護(hù)的技術(shù)體系和模式，使傳統(tǒng)難于施工和修復(fù)的位置做出調(diào)整，更能適應(yīng)橋梁建設(shè)和維

6、護(hù)的具體需要，在確保橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和性能發(fā)揮的同時，做到對橋梁抗震能力的基本保障。 </p><p>　　1.4 提高橋梁的經(jīng)濟(jì)性 </p><p>　　隔震設(shè)計中可以選用結(jié)構(gòu)、裝置等不同類型來抵御震動對橋梁的威脅，并且對溫度、材料、結(jié)構(gòu)引發(fā)的橋梁徐變、老化等問題有著同樣的適應(yīng)與處理能力，通過隔震設(shè)計的應(yīng)用可以大大延長橋梁的長度，并擴(kuò)大橋梁的寬度，不但提升了橋梁的通行能力，而且也提高了橋梁的

7、壽命，最為重要的是，采用隔震設(shè)計后，還降低了橋梁維修和養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)成本，大大提升了隔震設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　2 橋梁隔震技術(shù)的原理 </p><p>　　橋梁隔震技術(shù)是改變橋梁抗震能力的重要技術(shù)，其原理就是控制震動的頻率和幅度，降低地震對橋梁帶來的威脅，進(jìn)而確保橋梁穩(wěn)定，實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)和交通安全的基礎(chǔ)。從物理學(xué)上講，橋梁隔震技術(shù)主要有如下兩個機(jī)理： </p>&l

8、t;p>　　2.1 控制橋梁的固有震動頻率 </p><p>　　從地震頻率的研究上看，橋梁固有震動頻率與地震頻率有著高度地相近性，如果地震發(fā)生時震動頻率于橋梁固有震動頻率向一直，將會引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生對橋梁的嚴(yán)重傷害。在橋梁隔震設(shè)計中，可以選擇設(shè)置隔震設(shè)施，規(guī)劃隔震結(jié)構(gòu)等方式改變橋梁固定震動周期和頻率，避免地震波與橋梁自振產(chǎn)生共振，做到對橋梁結(jié)構(gòu)安全的保證。 </p><

9、p>　　2.2 提高橋梁的阻尼效應(yīng) </p><p>　　提高橋梁阻尼效應(yīng)可以通過位移和形變等方式實現(xiàn)，也可以通過設(shè)置隔震層等方式增加結(jié)構(gòu)性的阻尼作用，使橋梁在震動情況下通過摩擦和變形消耗掉大部分能量，確保橋梁處于彈性和連續(xù)的工作狀態(tài)，進(jìn)而避免橋梁產(chǎn)生坍塌和破壞。 </p><p>　　3 隔震技術(shù)的特點 </p><p>　　隔震技術(shù)在橋梁設(shè)計中的采用，可以

10、提高地震時結(jié)構(gòu)的安全性，使上部結(jié)構(gòu)設(shè)計更加靈活，抗震措施簡單明了，合理運用橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計可以做到震后無需修復(fù)、具有明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益；經(jīng)合理設(shè)計，可以降低工程造價。 </p><p>　　4 橋梁隔震設(shè)計的基本原則 </p><p>　　梁設(shè)計應(yīng)力求結(jié)構(gòu)形式簡單，墩臺不宜設(shè)計成帶孔者，盡量避免帶有突變部分的橋墩臺，除非在托盤與墩臺身連接處設(shè)有適當(dāng)?shù)呢Q向抗震鋼筋以減少應(yīng)力集中的可能。還

11、應(yīng)盡量采用對稱式的結(jié)構(gòu)，以免地震時結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扣力。 </p><p>　　5 橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的要點 </p><p>　　5.1 橋梁設(shè)計中隔震概念設(shè)計 </p><p>　　在橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計中要明確隔震的概念，特別對于重要性橋梁更要提高隔震和抗震的水平，除隔震支座外，結(jié)構(gòu)其余構(gòu)件響應(yīng)為彈性，對應(yīng)于較高水準(zhǔn)地震作用，允許結(jié)構(gòu)中橋墩發(fā)生有限非彈性變形，較低水準(zhǔn)地

12、震作用采用地面加速度峰值為0.2g，較高水準(zhǔn)地震作用，采用地面加速度峰值為0.48g。 </p><p>　　5.2 橋梁設(shè)計中隔震數(shù)值設(shè)計 </p><p>　　隔震支座類型選為鉛鋅橡膠支座，隔震支座尺寸的擬定，目前主要有兩種方法來完成，一種方法是首先根據(jù)已有經(jīng)驗選定隔震支座的尺寸，根據(jù)選定尺寸進(jìn)行結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析和下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并與預(yù)期的地震響應(yīng)進(jìn)行比較，判別是否可行，如不滿足要求

13、，則修改假定的支座尺寸，重新分析，直到滿足設(shè)計要求為止；另一種設(shè)計過程是首先從隔震設(shè)計角度出發(fā)，結(jié)合所確定的隔震支座類型，初步設(shè)定一個比較合理的隔震周期和對應(yīng)的等效阻尼比（如鉛芯橡膠支座等效阻尼比可選10%～20%），進(jìn)而根據(jù)一系列公式來得到支座的初步設(shè)計參數(shù)，隨后進(jìn)行響應(yīng)的校核，判別是否滿足設(shè)計要求，如不滿足，則對一些參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整。 </p><p><b>　　6 結(jié)語 </b><

14、;/p><p>　　隨著橋梁建設(shè)步伐的加快，出現(xiàn)在地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域的橋梁呈現(xiàn)數(shù)量上增加的趨勢，在設(shè)計環(huán)節(jié)提升橋梁的抗震能力，選用更為合理的抗震結(jié)構(gòu)稱為設(shè)計的關(guān)鍵。要從橋梁的安全性和經(jīng)濟(jì)性的角度審視設(shè)計環(huán)節(jié)中的隔震問題，建立起橋梁設(shè)計中做好隔震環(huán)節(jié)的基本原則，通過對隔震原理和隔震結(jié)構(gòu)的全面應(yīng)用，提升橋梁的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，對橋梁設(shè)計、建設(shè)、穩(wěn)定、安全等綜合目標(biāo)的實現(xiàn)發(fā)揮出基礎(chǔ)性的功能和作用。 </p>&l

15、t;p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 韓鵬，孟??.淺談橋梁抗震設(shè)計方法與減隔震技術(shù)[J].山西建筑， 2009（16）. </p><p>　　[2] 程華群，劉偉慶，王曙光.高層隔震建筑設(shè)計中隔震支座受拉問題分析[J].地震工程與工程振動，2007（04）. </p><p>　　[3] 孔德怡，李黎，江