分析橋梁設計中隔震設計要點

吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢設計有限公司，山東 東營 257091)

分析橋梁設計中隔震設計要點

吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢設計有限公司，山東 東營 257091)

針對橋梁設計中隔震設計要點和對橋梁工程震害進行分析，結合這些內(nèi)容，探討了隔震設計過程中，隔震設計主要內(nèi)容，最后結合相關案例，對隔震設計進行深入研究。

橋梁設計；隔震設計；震害

1 橋梁設計中的隔震設計

1.1 隔震設計原理

(1) 適當延長橋梁結構的自振周期，進一步降低震害所帶來的干擾，使用隔震設計，促使橋梁原有的自振周期得到有效改變，進一步避免震害發(fā)生時，橋梁結構自振周期和地震周期吻合而產(chǎn)生結構共振。

(2) 適當提高橋梁結構的阻尼，通過提高阻尼裝置，進一步增大橋梁結構阻尼，當震害發(fā)生的時候，將橋梁地震力被迅速分散，進一步降低地震帶來的影響。

(3) 分散橋梁結構水平地震，因為水平地震所帶來的干擾比較大。

1.2 隔震設計的技術特點

在進行橋梁設計過程中，隔震設計的主要目的在于為橋梁結構構件設計提供一定保障，促使其具備一定的彈性和塑性。在隔震設計過程中國，除了使用柔性支柱，還需要對橋梁上部或者下部結構單獨設置隔震措施，從而完成對結構的保護，以防止結構構件被損害。對于隔震裝置而言，其屬于隔震設計中的基礎性內(nèi)容，進行隔震設計過程中，需要對隔震裝置中的等效剛度和等效阻尼進行詳細計算，然后結合計算結果，對隔震裝置進行科學選擇。其中的附屬結構同樣屬于隔震設計的基礎性內(nèi)容。在對附屬結構進行具體設計過程中，一定要確保細部設計足夠精細化，進一步確保隔震裝置對震害帶來的較高反應能力。在橋梁的附屬結構設計過程中，必須確保細部設計足夠精細化，從而確保隔震裝置對震害具有較高的反應能力，其中的附屬結構主要有限位裝置和伸縮縫裝置以及防水落梁裝置等。

1.3 隔震設計的原則

進行實際的隔震設計之前，一定要提高對橋梁區(qū)域地質(zhì)條件、地質(zhì)狀況等的分析，提高重視力度，保證隔震設計的有效性和適應性。初次進行隔震設計時，需對橋梁項目做全面考察，明確橋梁實際服務年限，然后結合已有的橋梁設計方案，對各個結構的基本情況進行深入分析，最終選擇出比較合適的位置，促使隔震設計應用得以完善，防止出現(xiàn)隔震設計作用難以發(fā)揮的現(xiàn)象。當隔震設計明確之后，需進一步增加橋梁的整體抗震能力，對抗震裝置進行合理選擇，遵循適宜原則，促使隔震結構和橋梁之間存在較高的匹配度，并且充分滿足橋梁結構的力學性能需求。當?shù)卣馂暮?jù)結束之后，開展隔震設計之后，因為震害問題的影響，可能會導致部分結構出現(xiàn)一定的位移。需進一步對橋梁結構做出調(diào)整，確保橋梁具有一定安全性。

2 隔震設計主要內(nèi)容

2.1 隔震裝置

對于隔震裝置而言，其在隔震設計中，屬于一項關鍵性因素。目前廣泛使用的兩種隔震設計方式有：彈性反應譜設計和及時成苗分析法。針對這兩種設計方式，不同國家有著不同的規(guī)范，在計算公式上也有所不同，存在一些公式所使用的是隔震裝置等效剛度，還存在一些公式所使用的則是隔震裝置等效阻尼。在進行實際設計過程中，需結合實際情況對不同計算公式進行選擇。因為橋梁對地震反應以及地震裝置振幅具有一定聯(lián)系，對地震裝置進行具體設計過程中，需要對最大振幅進行進一步考慮，再這一基礎上，選擇科學的設計方式。如果結構較為復雜，或者存在不規(guī)則橋梁隔震裝置，在具體設計時， 可有對時程分析法進行使用，這種方法具體實施過程中，技術人員需對其彈性作出進一步計算，對彈性產(chǎn)生變化的范圍作出科學分析，通過這種方式保障隔震裝置具備較為良好的彈性。針對彈性反應譜法的使用而言，這種方式在具體計算過程中相對簡單，在實際操作時也十分方便，規(guī)范性強，因此被廣泛應用在橋梁隔震設計當中。

2.2 附屬結構

隔震裝置是用來隔震的，但是卻難以實現(xiàn)徹底的隔震，使用時，需對一些附屬結構進行設計，其屬于一種附屬設備，為隔震設計提供良好的附屬效果。當下，有大部分設計師還沒有意識到，對于附屬結構而言，若進行細部位置的設計，在進行具體計算時相對復雜，有可能會引發(fā)橋梁結構隔震效果下降，降低隔震反應能力。從實踐經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)，對橋梁進行具體隔震細部結構進行設計過程中，要求其具備較強的連續(xù)性。針對橋梁而言，對于地震相應計算方式而言，需對其作出進一步優(yōu)化和改進。

3 案例分析

以某工程為例，橋梁全長為188 m，本橋梁所使用的施工技術是高度等寬預應力混凝土連續(xù)箱式設計方式。對這一方式進行使用，所設計的結構對高度尺寸的要求為50 m、87 m、50 m，這種情況下，可以設置4.8m的橋梁高度，而其跨中則為2.3 m，這時所設計的箱梁混凝土則控制在19.2 m，確定橋梁底板的厚度為0.3～0.75 m。橋梁中主橋墩選配的混凝土強度等級為C30，然后技術人員直接將橋墩設計成1.5 m。對于這一類型的橋梁，為其選擇彈性支撐方式，對橋梁結構之間所存在的相互作用作出模擬，然后對結構具體尺寸進行設計，最后合理布局。

4 結束語

在進行橋梁設計過程中，隔震設計具有較高的重要性，尤其是對現(xiàn)代橋梁的設計。針對橋梁工程而言，對隔震技術進行使用，能夠有效降低地震災害對橋梁帶來的破壞。當下，我國隔震設計方面的理論和實踐技術均不夠成熟，但是經(jīng)過相關業(yè)內(nèi)人士的不斷研發(fā)，促使隔震技術在橋梁防震技術中發(fā)揮的作用越來越大。

[1] 劉偉. 基于全壽命設計理論的橋梁設計要點分析[J]. 科技創(chuàng)新與應用,2013,(14):216.

[2] 王榮華. 巖溶區(qū)橋梁樁基勘察與設計要點分析[J]. 鐵道工程學報,2012,(9):53-58.

[3] 張建國. 橋梁搭板設計及構造要點分析[J]. 交通世界,2017,(7):100-101.

U442

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1008-3383(2017)10-0136-01

2017-08-01

吳軍軍(1985-)，男，工程師，研究方向：橋梁工程。