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市政橋梁設計中隔震設計分析
摘 要:隨著社會的不斷發展,交通運輸業范圍的不斷擴大,橋梁在城市發展及城市形象中 的作用也越來越重要,因此,加強橋梁抗震性能的設計非常具有研究意義。文章主要分析了市政橋梁設計中的隔震設計,以供參考。
關鍵詞:市政橋梁;隔震設計;應用
1 引言
市政橋梁工程作為城市交通基礎設施中的重要組成部分,在安全性、可靠性方面有著很高的要求。一般而言,橋梁建筑在設計施工時均需要考慮隔震設計,而市政橋梁往往處于當地城市交通運輸樞紐部位,來往通行車輛多,載荷大,對隔震設計的要求也就格外高。在設計市政工程橋梁時,需要全面考慮隔震效果和橋梁工程各方面性能的聯系,全面提升市政橋梁基本性能,避免安全事故的發生。
2 市政橋梁設計中隔震設計概述
隔震設計技術是一種新型的抗震方式,主要減少地震的影響力,進而對橋梁等進行有效的保護。所謂的隔震設計技術,主要是在橋梁整體構造中,放人一個柔性裝置,進而利用該裝置,將橋梁與地面之間的聯系降到最小的范圍之內,進而保障地震發生之后,橋梁中的相應構件不會受到地震破壞力的影響,產生相應的損害現象。
在以往的市政橋梁工程設計中,主要是通過增強橋梁結構的抗壓能力、提升橋梁的整體質量,以減少地震對市政橋梁所帶來的破壞。但在這種傳統的設計中,大大增加了工程的成本,并且抗震效果并不十分理想,只能小幅度減少地震的影響力和破壞力。而在隔震設計中,通過橋梁主體結構中的柔性裝置,將橋梁主要結構與地面之間的關聯最大限度減少。如此一來,當地震發生的時候,就可以最大限度減少地震的影響力,進而使得橋梁主體結構不會受到損傷,或者受到極小的損傷。同時,在隔震設計的過程中,還可以安裝阻尼器,以阻擋地震過程中所產生的能量,進而對橋梁進行了有效的保護。
3 市政橋梁隔震設計的突出作用
隔震設計是加強市政橋梁抗震能力的重要載體,通過科學適當的隔震設計,市政橋梁抗震性能得意顯著提升,從而使得在地震情況下橋梁的安全性水平得以保證,達到預訂目標。隔震設計在市政橋梁工程設計中的突出作用主要體現在以下幾個方面。
3.1 隔震設計對市政橋梁的整體剛度的影響
經由隔震設計,市政橋梁的整體剛度得到改善,尤其優化了水平方向受力情況,使得水平方向力學穩定性有所提升。此外,隔震設計使得橋梁抵御地震災害的能力有所提升,降低地震對橋梁結構的負面影響,保護市政橋梁在較低烈度地震情況下不受嚴重損害。隔震設計的又一大優點是,使用隔震設計,可在同等成本前提下,使得橋梁建筑安全性大幅提高,也就是說,如果要達到同等安全水平,使用隔震設計的橋梁工程成本會更低,有利于橋梁工程的成本控制。
3.2 隔震設計對市政橋梁基礎性控制的影響
隔震設計有助于強化市政橋梁基礎穩定性,提高橋梁建筑的承載能力,當發生地震時,隔震設計可以使震動的能力迅速衰減,減少地震對橋梁建筑結構,特別是底座的影響,從而達到保護作用。
3.3 隔震設計在減少市政橋梁建筑潛在彈性受力方面的作用
應用隔震設計,市政工程橋梁工程中潛在的彈性受力得到有效規避,使得橋梁建筑實際受到的彈性受力降低到橋梁建筑允許的范圍內,防止因為彈性受力過大導致橋梁建筑發生坍塌事故。隔震設計的彈性保護,一般應用于上下結構內,從而使得市政橋梁的防變形能力得到強化。
4 市政橋梁設計中隔震設計的具體應用
4.1 市政橋梁工程的隔震設計
在對市政橋梁工程進行隔震設計的過程中,必須要以工程的實際情況作為出發點,切實結合橋梁工程的特點,進行有針對性的隔震設計。具體來說,在設計的過程中,應注意以下兩方面:一方面,在進行市政橋梁隔震設計過程中,雖然通過該技術具有極高的減震效果,可對橋梁的結構進行有效的保護。但是該技術在應用的過程中,具有規定的服務范圍,并不是所有的橋梁工程均可使用。因此,在對橋梁工程進行隔震設計之前,必須要對橋梁工程進行詳細的勘察,尤其要加強隔震設計可行性分析,確保隔震設計能夠充分發揮其效用和價值;另一方面,在對橋梁工程進行隔震設計的過程中,必須要選擇最佳的隔震方式,以進一步提升橋梁的抗震性能。否則,一旦隔震方式選擇失誤,就會降低其抗震性能。因此,在進行隔振設計之前,必須針對影響隔震性能的人文環境、自然環境、社會環境因素展開詳細的調查和分析,并根據調查結果,選擇最佳的隔震方式。
4.2 隔震裝置的設計
在橋梁工程隔震設計過程中,隔震裝置設計是其核心內容。在具體進行隔震裝置設計的過程中,必須要結合橋梁工程中的設計要求,科學、合理選擇隔震裝置,確保設計的科學性、合理性。目前,我國在對市政橋梁工程進行隔震裝置設計的過程中,主要是能利用彈性反應譜法進行計算。在具體應用的彈性反應譜法進行計算的過程中,必須要對隔震裝置在地震過程中出現的變形程度進行充分的考慮。這主要是因為,受到地震破壞力的影響,隔震裝置也會發生一定程度的變形,而隔震裝置的變形程度,則會直接影響到整個橋梁工程對地震的相應程度。因此,在利用彈性反應譜法進行計算的時候,必須要對其給予足夠的關注;另一方面,在進行計算的時候,由于不會直接采用公式對目標進行表示,因此設計人員在進行驗算的時候,必須要對橋梁結構對地震的相應程度給予準確的掌握,并對其進行科學的預估。同時,工程是還要在計算過程中,結合自身的經驗,對初步設計方案進行判定,并在此基礎上利用時程對設計方案進行驗證,看其隔震設計方案是夠科學、是否合理。
4.3 細部結構設計
在市政橋梁隔震設計中,橋梁的限位裝置、伸縮縫、防落梁裝置等細部結構,也發揮著重要的作用,并對隔震效果產生了嚴重的影響。因此,在進行橋梁工程隔震設計中,必須要關注和重視細部結構設計。首先,因為橋梁工程的附屬結構、附屬構件相對比較多,在對其進行隔震設計過程中,必須要確保隔震設計與每一個部分相匹配,才能從整體上提升橋梁工程的抗震性能;其次,在進行細部結構設計的過程中,必須要對地震產生的原因、地震能量等進行分析,并在此基礎上結合其他因素,最大限度減少隔震設計中出現的偏差;最后,在對橋梁工程進行細部設計的過程中,必須要以長遠使用為出發點,確保橋梁工程長遠穩定性。
5 市政橋梁隔震設計的安全性控制
市政橋梁隔震設計其根本目的是為了提升橋梁建筑的安全性水平,具體體現在以下幾個方面。
5.1 防變形控制
市政橋梁在使用周期中面臨的一個重要安全風險是結構變形。強化變形控制,減小橋梁結構變形是橋梁隔震設計的重要環節。隔震設計通過在橋梁結構中應用適當的隔震構件或隔震裝置,降低橋梁各環節間的聯系性,可以降低地震對橋梁整體的破壞,但卻帶來了橋梁結構變形的問題,所以在橋梁隔震設計中必須高度重視防變形控制,在降低地震破壞性的同時,保持橋梁結構的穩定。
5.2 防破壞控制
在進行隔震設計時,要對工程施工地點的環境、條件進行全面研究、分析,對地震可能造成的破壞后果有個較為清晰、明確的預測。在此基礎上在進行相應的設計,提高橋梁的防破壞控制能力。
6 結束語
總之,必須要充分結合橋梁工程隔震設計原則,從細部結構、隔震裝置等方面,加強橋梁工程的隔震設計,進一步提升橋梁工程的抗震性能。
參考文獻:
[1] 趙文.市政橋梁設計中減隔震設計要點分析[J].綠色環保建材,2018(5).
[2] 施啟悝.市政橋梁設計的安全性和耐久性分析[J].建材與裝飾,2018(1).
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