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1隔震技術的應用原理
隔震是由抗震發展而來,是其發展的一種延伸及新趨勢,隔振技術應用的目的就是為了降低地震的影響而不是對地震進行抵抗,從而達到橋梁結構保護及橋梁抗震能力加強的目的。在橋梁設計階段及施工當中一般情況下都會選擇與之相適應的方式來有效提升橋梁的抗震性能,同時還可以最大限度地增強橋梁結構的強度和變形性能。作為防震功能的兩種施工方式,隔震施工與抗震施工既有相同點又存有一定區別,橋梁隔震設計的主要特點在于對柔性裝置的引入,只有這樣才能降低橋梁部分重要成分及地面水平運動的聯系性,在地震后使重要構件的損害程度可以有效減少,這種情況下橋梁構件的反應加速度就可以低于地面的加速度。此外,因為阻尼設計的選用,就可以極大地降低地震發生產生的破壞性,這樣可以有效減小能量傳遞對橋梁上部及隔震結構造成的嚴重影響。
作為現代城市化發展中的重要基礎設施,市政橋梁建筑包含的社會公共性很強,但與此同時,這種建筑工程基于投資成本較高,往往會增加后期運營管理的難度。隔振技術應用的目的就是為了降低地震的影響而不是對地震進行抵抗,從而達到保護橋梁結構、增強橋梁抗震能力的作用。
2.1市政橋梁工程中隔震設計技術的特點在橋梁抗震結構施工中大規模地選用隔震技術,可以有效地增加橋梁使用的年限、同時還可以極大地降低地震產生的破壞度,還可以對地震產生后橋體損毀情況進行有效降低等。隔震設計在橋梁施工中的應用,其最終目的應用科學有效地設計,增加橋體抗震的彈性及可塑性。在橋梁施工中廣泛選用隔震技術,不僅可以對工程造價進行降低,還能對工程效能進行有效提高。隔震設計技術的抗震性能要比常規的抗震設計高出許多,這樣可以有效增強橋梁墩柱的穩固性,選用隔震設計用于上部結構當中可以對橋梁下部結構地震后彈性范圍的反映及現象進行明顯減小及消除。
2.2市政橋梁工程中隔震設計技術的作用在橋梁設計中隔震設計技術中主要是指隔震器在橋梁工程施工中進行有效安裝,它可以增強橋梁位于水平方向上的柔性支承,只有這樣才能增長其使用性及周期,與此同時還必須進行阻尼器的安裝,只有這樣才能將橋梁的阻尼效應不斷提高,最終達到地震再次產生時對地震作用的有效降低。
近年來,一些國外先進國家對橋梁隔震等方面不斷強化研究力度,其效果十分顯著。現階段我國隔震設計方面的還存有極大差距,系統性的嚴重缺乏,導致大部分的重要成果都選用的是國外的研究經驗。
隔震設計技術在施工中的大量應用,可以對地震后在各結構支座間力間的地震力分布情況進行有效改善及分解,這種情況下才能對橋梁的基礎部位起到保護作用,也可以有效地支撐及保護橋梁的上部結構。隔震設計在橋梁設計中的還可以對橫向剛度進行有效調整,起到橋梁橋體成分等因素的有效改善,同時極大降低地震后造成的損壞。在橋梁結構上部施工中,為將橋梁地震后整體構建中與建設彈性范圍不相符的現象進行有效減少及徹底消除必須選用隔震設計技術,避免局部部位在超出彈性范圍后出現變形現象。隔震系統在橋梁設計中進行設計時,這樣獲得的抗震效能要比普通抗震設計更好,這種情況下不僅可以有效降低工程成本,還能對橋梁工程的質量提供強有力的保障。
在使用條件正常的情況下選用隔震支座在橋梁的隔震設計中,如果發生一定變化,其主要原因在于溫度的改變及橋梁結構的改變,雖然這種情況下形變產生變化的程度較低,此時這種施工技術可以應用于多跨連續梁橋,這種梁橋屬于城市建設高架橋梁設計的一種,這種設計方式的應用不僅可以有效對其伸縮縫減小,還能為橋梁施工提供方便。和其他沒有選用隔震技術的橋梁進行比較,在地震級數較大時這種橋梁能夠十分方便地進行隔震施工及裝置替換,于此同時在維護時間方面也可以極大地節省時間且只需較少的維修費用。
3市政橋梁工程中的隔震設計技術的技術要點
3.1橋梁的隔震設計作為橋梁抗震性能加強的重要條件,橋梁隔震設計技術水平的提高將直接影響著市政橋梁施工的質量,及實現橋梁抗震功能的最佳效果。基于此施工企業必須在市政橋梁工程施工前先對隔震設計是否適宜進行合理性的考察,考察應的依據為隔震設計周期增長是否能對地震時能量吸收的能力進行有效提升。這種施工技術并不適應于所有的市政橋梁工程,因此施工企業必須嚴格按照施工場地的實際施工情況進行合理有效地施工。在橋梁設計中必須進行隔震裝置的設計時,如發生震后橋梁上部結構出現位移現象,為避免嚴重影響橋梁的使用功能,必須及時修補及完善隔震裝置。橋梁設計過程中當選用隔震方式時,必須確保橋梁的抗震性能大于普通抗震設計的橋梁抗震性能。同時科學地對隔震橋梁周圍的地質環境等進行詳細分析,確保橋梁隔震周圍地質的質量。在選用隔震裝置時,必須根據市政橋梁工程施工的要求盡量選用即簡單又與工程隔震性能裝置要求相符合的隔震設計技術,并確保在其力學性能的范圍內合理有效地應用。
3.2隔震裝置的設計作為隔震橋梁抗震設計的兩個主要方面:隔震裝置的設計及結構其它構件的設計。隔震裝置設計是隔震設計的核心內容,目前通常選用彈性反應譜法作為橋梁隔震設計的主要應用方式。這種隔震設計方式已經被多數國家所接受及應用。但在細節方面又有一定區別,如規范不同,主要原因是采用了不同的計算公式,它們之間存在著相同性也存有一定區別,這些計算公式是指隔震裝置等效剛度的計算和和等效阻尼的計算,在較為復雜且施工難度大的橋梁建筑中,通常將時程方式作為其計算方式。在市政橋梁施工中廣泛采用彈性反應譜方法的原因在于施工過程中采用的都是簡單的計算方式,及它很接近現有的規范計算方法,這樣可以有效地降低隔震裝置的變形程度及提高市政橋梁工程的整體質量。在實際計算中,如無法采用這種計算公式,橋梁設計工作者就必須根據市政橋梁施工的具體內容及情況正確分析及判斷對橋梁結構地震響應的程度。這樣可以有效降低地震發生后,造成的嚴重損失。
3.3細部構造的設計在隔震設計技術應用中,其他構件的作用也很大,橋梁附屬結構及構件主要包含限位裝置、伸縮縫、防落梁裝置等,在市政橋梁施工中對橋梁結構動力響應和隔震效果造成嚴重影響時,施工企業必須對其震害原因進行調查及分析。現階段往往存在設計人員對細部構造的設計嚴重忽略的情況、認為這并不重要。同時還因為附屬結構在計算過程中其計算方法較為復雜等。
4結論
綜上所述,隔震設計技術在市政橋梁設計中的大量應用,主要是為了對橋梁工程質量的提高,現階段我國隔震設計技術還處于初級階段,基于此,施工企業及相關技術研究部門必須加大隔震設計技術的研究力度,與國外的先進經驗進行充分結合,同時對我國橋梁施工中的隔震設計進行不斷完善,只有這樣才能增強市政橋梁的抗震性能,確保其施工質量,降低地震對人民及國家造成的損害程度。
作者:王雪峰單位:新鄉市市政設計研究院