减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2022-04-22 09:50 热度:

   在科学技术日益创新的背景下,减隔震技术广泛应用到了桥梁结构设计中,赋予了减隔震技术更加丰富的内涵。 减隔震具体来说,就是合理的分离桥梁结构与可能造成地面破坏的运动。 而为了实现这一目的,需要延长结构的基本周期,规避地震能量集中的地区,如此将桥梁结构的地震力控制到最低。 因此,在设计桥梁的过程中,需要合理应用减隔震技术以提升桥梁建筑的安全性及可靠性。

减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用

  1 减隔震原理研究与设备的分类

  通过融合隔震技术与减震方式形成了减隔震技术。 减隔震技术最为主要的功能就是在建设桥梁的过程中,将振动幅度控制到最低,通过这样的形式避免地震大范围伤害桥梁[1]。 隔震技术这种工艺类型相对比较特殊,一般在发生地震或大幅度震动时,其才能够发挥作用,合理控制震动幅度。 该技术最为主要的原理就是运用隔离方法,有效地隔开桥梁与地震。 在桥梁结构施工的过程中,可以使用合理的方式减少地震发生振动的周期,从而达到预防作用,通过这种形式能够避免破坏桥梁结构,但是在延长桥梁构造周期的过程中,需要高度注意位移变化,如此才能够为桥梁构造处于良好的状态提供保障。除此之外,如果桥梁韧性不合适,也会形成较大的负荷,从而破坏桥梁,所以需要对桥梁的构造韧性加强关注,从而将地震对于桥梁所造成的破坏控制在合理的范围内。 目前,主要以粘滞阻尼设备及摆动滑动摩擦设备作为减震装置的主要类型,通过应用这两种桥梁防震设备,能够有效促进桥梁振动承受能力的提高,并且能够降低地震所产生的影响。 所以,相关部门需要加强减隔震技术的应用力度,制定科学的方案,以通过这两种设备为桥梁的构造质量提供保障。 在确保桥梁整体刚度达到规定要求的基础上,为了稳定支撑桥梁机构会将间隔装置应用到设计过程中,加速度反应谱如图 1 所示。

  2 减隔震技术的优势与不足

  1)减隔震技术的优势。 在同样的地震情况下,运用延性设计的桥梁与运用减隔震技术的桥梁具有一定的不同[2]。 延性设计的桥梁,在地震之后,需要对其作出客观的评价,并对其进行加固,而运用减隔震技术的桥梁,不会损害其受力构件,在地震之后,依然可以使用。减隔震技术具有多方面的优势:①将减隔震技术应用到桥梁结构中,能够有针对性地调整桥梁结构,保证其布局的合理性,将桥墩和桥台所具有的抗震作用发挥到最大,显著提升桥梁整体的抗震能力。 ②当桥梁横向宽度达到规定要求时,也会显著增加桥梁结构的横向刚度,能够在桥梁横向抗震的过程中有针对性地调整,从而有效控制桥梁横向的地震反应,全面强化桥梁整体的抗震效果。 ③在桥梁结构设计中,隔震系统纤维装置的存在能够对结构的位移变化加以控制,从源头上规避桥梁震害等情况的发生。 ④在检查和修复桥梁的桥墩和桩基等部位时,需要花费较长的时间,而运用隔震技术能够有效避免桥墩和桩基等部位出现变形及破坏。

  2)目前减隔震技术存在的不足。 ①没有明确减隔震技术的规范。 由于我国在减隔震技术研究与实践经验方面尚有不足,导致技术领域所形成的技术规范始终不够完善,特别是针对于减隔震技术设计与施工结构细节方面,其存在明显的缺陷。 技术规范的欠缺,会制约减隔震技术使用效果。 ②配套技术研究不够深入。 减隔震技术不仅仅包括建筑技术,还需要与不同的技术相配合。 但是在实际的桥梁设计过程中,其配套技术研究还比较落后,对该技术的推广和使用产生了一定的制约。 如在应用减隔震技术的过程中,对于橡胶产品提出了明确的质量要求,但我国部分建筑类的橡胶产品质量尚达不到规定要求。 ③技术水平有待提高。 由于我国减隔震技术应用得比较晚,因此设计与施工技术人员所积累的技术知识比较匮乏,实践工作经验不足。 例如在设计过程中,大部分技术人员在选择减隔震装置与安装技术的过程中,无法作出明确的判断,导致减隔震技术并没有发挥明显的效果。

  3 减隔震技术在设计中的使用条件

  虽然减隔震技术对于壳体抗震性提高具有积极的影响,但是其在使用过程中也会受到不同因素的限制。 因此,在设计之前必须制定明确的桥梁设计方案,深入分析工程所在地的实际情况,以明确是否该应用减隔震技术。 结合多年的设计经验后可以明确,在桥梁设计中应用减隔震技术需要符合多方面的条件:①桥梁工程的施工时间不宜过长。 由于减隔震技术本身存在不足,所以其很难在施工时间比较长的桥梁工程中发挥作用。 因此,设计人员需要准确评估工程的规模,明确工程周期与减隔震技术的使用条件是否符合。 ②从实践中可以明确,减隔震技术的合理应用能够有效抵御高频波地震,且所产生的作用非常明显。 因此,在设计过程中,技术人员需要主动与地质勘查人员进行交流,在对施工地区地震情况有所了解的情况下,确认是否应用减隔震技术。

  4 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用

  新型桥梁设计的过程中,桥梁结构设计人员需要确保减隔震技术的合理应用,如此才能够显著提高桥梁的抗震能力,保证桥梁的安全性。1)合理应用粘滞阻尼器。 桥梁设计人员在具体设计桥梁结构的过程中,需要充分考虑粘滞阻尼器,将其合理运用到桥梁结构设计中,有效促进桥梁结构安全性的提高,发挥其所具有的抗震作用[4]。 在塔梁中间设置粘滞阻尼器,可以减小桥梁桥墩的变形,在桥梁结构中合理应用,具有重要的作用。 以我国某大桥设计来说,其在具体设计中运用了粘滞阻尼器,显著提高了桥梁的抗震能力,保证了桥梁在使用过程中的安全性,粘滞阻尼器如图 2 所示。图 2 粘滞阻尼器2)合理应用摆式滑动摩擦支座。 桥梁结构设计人员在具体设计桥梁结构的过程中,还需要将摆式滑动摩擦支座合理运用到具体设计中,以促进桥梁抗震安全性能的提高。 其在具体应用过程中能够紧密结合钟摆概念与滑动摩擦支座,建立全新的装置,以有效降低地震所带来的影响。 在桥梁结构减震中,应用摆式滑动摩擦支座,可以有效消耗地震能量。 但是在建造摆式滑动摩擦支座的过程中,需要对具体情况加以分析和考虑,确保支座设计的合理性。3)合理应用铅芯橡胶支座。 在桥梁结构减震隔震之中,应用减隔震技术最为典型的表现就是铅芯橡胶支座,将铅芯橡胶支座应用到桥梁结构中,能够显著提高桥梁的整体抗震能力。其具体来说就是将铅芯加入到橡胶中,从而形成能够隔振的装置,确保桥梁整体结构的稳定性及可靠性。 铅芯所具有的力学性能良好,可以结合分层橡胶支座,所以在减隔震技术中,铅芯的应用非常适合。 另外,铅芯橡胶支座的屈服剪应力能够处于交替的状态,初始剪切高线比较高,具有良好的弹性,在耐疲劳性能方面也比较优越。 基于铅芯橡胶支座所具有的强度与刚性,其可以使减隔震技术的需要得到有效的满足,所以目前已经在不同的桥梁结构设计中广泛应用了铅芯橡胶支座。

  5 结语

  近年来,地震问题已经引起了社会的高度重视,且地震的发生会影响桥梁结构,给人们的生活带来不便,阻碍社会经济的发展。 所以,在桥梁结构设计中,需要合理应用减隔震技术,以确保在发生地震的情况下,能够将地震对于桥梁所造成的损害控制到最低。 相关设计人员需要对桥梁结构的实际情况有明确的了解和认识,合理选择减隔震技术,将减隔震技术所具有的优势充分发挥出来,从而积极推动桥梁建造技术水平的提高,便利人们的出行,为社会经济发展打下良好的前提。

  参考文献:

  [1] 左维,汪竹英. 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用[J].交通世界,2020(31):114 - 115 + 139.

  [2] 安玉. 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析[ J].科学技术创新,2020(19):132 - 133.

  《减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用》来源:《技术与市场》,作者:杨 杰, 吴 岭

文章标题:减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用

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