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公路桥梁设计中隔震设计的探讨

时间:2022-10-25 09:30:05 来源:网友投稿

zoޛ)j首设计中必须进行隔震设计,才能提高公路桥梁的抗震性能,减少地震带来的损失。本文简要介绍了公路桥梁中隔震设计的意义和设计理论,并提出了公路桥梁设计中隔震设计的具体对策。

【关键词】公路桥梁;隔震设计;隔震装置

公路桥梁必须具有较高的抗震性能,才能够在地震来临时尽量减小公路桥梁受到的破坏,降低经济损失。这就需要对公路桥梁进行隔震设计,以提高公路桥梁的抗震性能。在公路桥梁的设计中,隔震设计具有非常重要的意义,其不仅能够提高桥梁的整体质量,减少桥梁受到地震的损害,而且可以减少地震后桥梁维修的费用和时间。

1.在公路桥梁设计中进行隔震设计的重要意义

1.1在公路桥梁设计中进行隔震设计的必要性

在当前的工程建设中,常见的减隔震措施主要有减隔震支墩、抗震垫等等。经常使用的隔振垫型号有50-LNB500、7-LNR600、16-LRB500、34-LRB600。在公路桥梁的施工过程中,通过安装阻尼器和隔震器来提高公路桥梁的抗震性,被称为隔震设计。隔震设计既能够提高桥梁的阻尼效应,又可以使桥梁能够在水平方向上有足够的柔性支承。当地震发生时,隔震设计能够保护桥梁,减少桥梁受到地震的损害。

1.2在公路桥梁设计中进行隔热设计的优势

当地震来临时,公路桥梁的隔震设计能够使桥梁各结构之间的地震力的分布得到改善和分解,从而对桥梁工程的上部结构进行有效的保护。不仅如此,隔震设计还能够对横向刚度进行合理的调节,避免了桥梁的结构扭转平衡问题,使地震产生的地震力得以降低[1]。隔震设计的抗震效果优于普通的抗震设计,无需增加施工成本就能够提高桥梁的整体质量。隔震设计使用的隔震支座很少受到一些外界因素的影响,具有较强的稳定性。在地震发生之后对其进行更换也非常便利,地震后对公路桥梁的维修时间较短,维修费用较少。

2.公路桥梁设计中隔震设计的设计理论

2.1公路桥梁隔震设计的设计原理

隔震设计是一种新型的抗震设计,其并非要对地震的作用进行抵抗,而是在地震来临时尽可能的减小地震的作用,从而对桥梁各结构进行保护。在传统的抗震设计中,要提高桥梁的整体抗震能力,主要是通过设计和施工来提高桥梁的整体强度和抗变形能力。然而隔震设计并非如此,隔震设计的关键在于将一个柔性装置装在桥梁中,从而使桥梁结构与水平地面运动之间的关联性减小。地震时结构的反应加速度小于地面的加速度,避免了桥梁的结构构件受到严重的损坏。与此同时在隔震设计中还使用了阻尼设计,能够对地震的能量进行消耗,使上部结构和隔震结构受到的作用力减少[2]。隔震装置在公路桥梁中的安装位置如图1。

2.2公路桥梁隔震设计的设计特点

根据隔震设计的原理可知,通过隔震装置来对地震产生的能量进行消耗是隔震设计的根本目的,使结构构件的使用周期延长。因此必须保障隔震设计的合理性和科学性,只有这样才能使隔震系统中的每个构件具有一定的弹性和可塑性,从而达到防震的效果。通过在公路桥梁设计中应用隔震设计,能够避免地震后桥梁下部结构超出弹性范围。

2.3公路桥梁隔震设计的设计原则

在公路桥梁设计中应用隔震设计是为了提高桥梁结构的抗震性能,因此在进行公路桥梁的隔震设计时应该遵循以下几个设计原则。

①在设计之前应该详细地考察桥梁项目,特别是要确定桥梁使用时间增长之后隔震设计能否吸收地震时的能量。这是为了避免盲目施工,只有经过详细的考察之后才能采用适合的隔震设计。

②在使用了隔震措施之后,必须保障桥梁结构的抗震性优于普通的设计。

③要根据桥梁结构整体抗震性能的要求合适的隔震装置,并尽量选择结构较为简单的隔震装置。隔震装置的力学性能要求必须能够囊括抗震的要求。

④在进行隔断设计之后,桥梁上部结构在地震中仍然会产生一定的位移,对结构的使用性能产生影响。因此在地震结束之后必须在第一时间对隔震装置进行修补,完善其使用性能。

⑤要对公路桥梁的施工现场地质环境以及桥梁地基进行实地考察,保障公路桥梁具有比较坚实的地质条件,才能进行隔震设计。

3.公路桥梁设计中隔震设计的具体对策

3.1设计隔震装置

设计隔震装置是公路桥梁隔震设计的主要内容,具体包括设计隔震装置以及设计其他类型构件。隔震装置的设计也是整个隔震设计工作的核心内容。此前世界上大部分国家都使用弹性反应谱法来进行隔断设计,不同国家对隔震设计也有着不同的规范。当前使用的主要规范有3种类型:日本类型、欧洲类型和美国类型。3种类型之间的最大不同就在于计算公式,主要是对隔震装置等效刚度的计算和等效阻尼的计算。如果公路桥梁的结构较为复杂、形状不规则,也可以使用时程法来进行设计[3]。

3.2设计细部构造

为了提高公路桥梁抗震设计的效果,还应该合理地设计桥梁的附属结构,桥梁的附属结构包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等等。通过对地震危害的调查和研究以及详细的时程分析可以发现,桥梁整体的动力响应效果和抗震性能与附属结构的设计效果有着直接的关系。然而在实际设计工作中,一些设计人员没有认识到附属结构设计工作的重要性,认为桥梁的抗震性能只与主要结构设计的效果有直接的关系。而且在地震响应的程度进行计算时,对附属结构进行计算非常复杂,一些设计人员往往不愿意对其进行计算和设计。对公路桥梁隔震设计中的细部构造进行设计时,要注意保障细部构造设计的连续性。设计人员要提高对桥梁细部构造的重视,对桥梁的附属结构进行合理的设计,将隔震设计的作用充分的发挥出来。

4.结语

总体而言,在公路桥梁设计中应用隔震设计能够取得良好的抗震效果,提高公路桥梁的整体抗震性能。在地震发生之后,也能够便利地对公路桥梁进行维修,无需付出较大的维修成本,能够保障震后尽快的恢复交通,支持震后重建工作。在城市现代化设施中,公路桥梁工程发挥着重要的作用,采用隔震设计能够提高桥梁结构的整体性能,保障我国公路交通事业的健康发展。在公路桥梁设计的隔震设计过程中,我国还应该不断吸取先进国家的设计经验,改善隔震设计方法,提高隔震设计效果。

【参考文献】

[1] 胡松松,王毅娟,王健. 城市轨道交通桥梁墩柱延性抗震设计方法[J]. 北京建筑大学学报. 2015(01)

[2] 张云,谭平,郑建勋,周福霖. 梁桥结构地震反应分析中输入地震动选取及调整方法研究[J]. 振动与冲击. 2015(06)

[3] 赵立岩,周国红. 常规大中桥抗震设计探讨[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2015(01)

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