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摘要:交通设施建设是利国利民的一项基础性建设。目前,我国各地在公路、铁路、桥梁等交通设施建设中取得了显著成果。桥梁建设作为重要的枢纽,要确保其质量与寿命,技术人员在设计施工中也采用了大量的先进手段,根据桥梁建设的实际情况,深入研究能够提高桥梁质量与寿命的专业性技术,其中减隔震技术的应用在桥梁结构设计中起到了关键性作用,对提高桥梁的抗震性能,避免桥梁桥体受地质灾害的影响,提升桥梁整体结构起到了保障性作用。因此,本文重点介绍了桥梁结构设计中减隔震技术的具体应用。
关键词:基本原理;适用条件;装置类型;应用现状
一、减隔震技术的分类和优势
1.1分类
(1)减隔震设备可以设计为粘滞阻尼器,该结构的主要作用就是直接吸收外力,从而可以将外力对于桥梁的伤害降到最低,提升抗震性能,满足安全性的需要;
(2)减隔震设备也可以设计为摆式滑动摩擦制作与铅芯橡胶隔震支座的形式。这两种形式有着根本上的区别,但是其共同点就是能够更好的保护桥梁的结构免受外力的损坏,还能够增长结构周期,如果将二者联合应用,可以实现外力能量的有效吸收,具备更强的保护效果,降低地震给桥梁造成的损坏问题,可以大大提升桥梁运行的稳定性。
1.2优势
(1)因为使用了支座、阻尼器等等具备抗震效果的结构部件,可以将桥梁上、下部结构的荷载实现均匀分布,还能够提升整个桥梁的柔度与阻尼系数,对于保护整个桥梁的完整性有着重要作用;(2)使得桥梁结构的横向刚度得到提升,具备较高的横向阻尼性能,防止出现了结构扭转过度的情况,也能够有效的降低地震发生时的桥面横向荷载参数;(3)较之传统抗震结构来说,性能更加且工程成本比较低;(4)传统抗震结构在设计的过程中容易受到了很多外部因素的影响,内部构件也会存在较大的变化,不能有效的进行控制和防护。新型减隔震技术可以经过有效的力学模型计算,使得受力结构更加的平衡。
二、减隔震技术的应用
桥梁结构设计人员只有有效应用这些减隔震技术才能提高桥梁抗震的安全性能。因此,桥梁结构设计人员在桥梁结构设计过程中应该合理的运用减隔震技术,从而保证桥梁结构的抗震性能。
2.1合理应用粘滞阻尼器
桥梁结构设计人员在设计桥梁结构过程中应该充分考虑到如何有效应用粘滞阻尼器提高桥梁结构抗震安全性能。粘滞阻尼器具有其独特的优势,首先弹塑性阻尼装置或者摩擦阻尼装置的屈服力或者摩擦力是常值,在桥墩发生最大变形时,屈服力或者摩擦力常值会同时达到。但是,当阻尼器的参数为1时,会使桥墩变形最大化,阻尼力反而是最小值,当阻尼器的参数为零时,粘滞阻尼器的阻尼力会达到最大值,桥墩的变形最小。其次,是在温度发生改变的情况下,弹塑性阻尼装置或者摩擦阻尼装置一定要克服屈服力或者摩擦力才能自由变形;在粘滞阻尼器发展蠕变的情况下,产生的抗震力几乎为零,因此,应用粘滞阻尼力不会影响桥梁结构的使用功能。
应用粘滞阻尼器在桥梁中,一般都会将粘滞阻尼器设置在塔梁中间,加劲梁和桥边墩中间或者加劲梁和辅助墩中间的位置。例如,在我国重庆峨公岩大桥是首先应用粘滞阻尼器,并且将粘滞阻尼器设置在纵向加劲梁和桥台之间的伸缩逢中。由此可见,合理的应用粘滞阻尼器对于提高桥梁抗震安全性能具有重要作用。
2.2合理的应用摆式滑动摩擦支座
桥梁结构设计人员在设计桥梁结构过程中应该充分考虑到如何有效的应用摆式滑动摩擦支座提高桥梁结构的抗震安全性能。摆式滑动摩擦支座主要是将滑动摩擦支座和钟摆概念有效的结合起来,从而有效的构成一种减隔震装置,由于摆式滑动摩擦支座的滑动面是个曲面,通過曲面滑动摩擦尽可能的消耗地震能量,为桥梁结构自重提供必要的自复位能量,从而有效的利用钟摆机理延长桥梁结构的振动周期。由于地震位移大小以及球面曲率半径会影响到摆式滑动摩擦支座的平面尺寸,因此摆式滑动摩擦支座的平面尺寸相对较大。
2.3合理应用铅芯橡胶支座
桥梁结构设计人员在设计桥梁结构过程中应该充分考虑到如何有效的应用铅芯橡胶支座提高桥梁结构的抗震安全性能。铅芯橡胶隔震支座的构成是在分层橡胶支座中加入一些铅芯,构成一种减隔震装置。由于铅芯具有良好的力学性能,能够和分层橡胶支座有效的结合起来,所以,铅芯非常适合作为减隔震材料。除此之外,铅芯橡胶支座的屈服剪应力相对偏低,但是初始剪切刚度相对偏高,弹塑性能较强,并且塑性循环具有较强的耐疲劳性能。正是因为铅芯橡胶支座具备较好的屈服强度和刚度,能够满足隔震系统的需求,因此铅芯橡胶支座是国内外桥梁结构隔震设计过程中广泛应用的隔震装置。
三、技术应用不足与应对策略
(1)问题。虽然技术应用具有诸多价值以及优势,但在实际应用时,还存在着一定问题:a.使用规范性不足。因为该项技术在国内应用时间相对较短,受到技术方面限制,技术应用在装置在设置方面还存在着规范性不足的问题,装置安装以及细节处理等还需进一步展开完善与优化;b.适用条件有限。正如上文所述,减隔震技术并不适合于所有的桥梁工程,技术使用存在一定局限,需要事先展开调研与分析;c.缺乏实际检验。由于技术应用环境较为特殊,在进行桥梁结构设计时,无法对减隔震装置实施真正的地震条件检验,只有在地震发生时,才能清楚认识到装置抗震性能,装置应用较为被动。
(2)策略。为妥善解决上述问题,确保减隔震技术可以在当今桥梁工程建设中发挥出更大的作用,有关研究机构以及建设单位一方面应加强对技术的深层次研究,要在现有技术研究结构基础上,结合实际应用问题,对技术应用以及相关装置设备展开调整与优化,做好技术创新,确保传统技术应用问题可以得到妥善解决,技术应用效果可以得到最佳;另一方面应构建起健全的技术应用规范,做好技术应用管理与细节处理约束。
四、结束语
在各种桥梁结构设计中,都开始广泛应用减隔震技术,在不同的桥梁结构设计中,可以根据不同的情况采用不同的减隔震装置。在进行具体的地震分析后,选用合适的减隔震装置,对桥梁起到抗震保护作用。在传统的桥梁抗震技术中,运用桥梁结构设计提高桥梁自身的抗震性能,而减隔震技术不同于传统的桥梁抗震技术,通过加装隔震装置,改变地震力对桥梁的影响。
参考文献:
[1]荣梅.桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].中国新技术新产品,2012,(11).
[2]阳柳,周立.简析减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用[J].交通建设与管理,2013,(9).
[3]韩鹏,孟劼.浅谈桥梁抗震设计方法与减隔震技术[J].山西建筑,2009,(16).
(作者单位:安徽华电工程咨询设计有限公司)
关键词:基本原理;适用条件;装置类型;应用现状
一、减隔震技术的分类和优势
1.1分类
(1)减隔震设备可以设计为粘滞阻尼器,该结构的主要作用就是直接吸收外力,从而可以将外力对于桥梁的伤害降到最低,提升抗震性能,满足安全性的需要;
(2)减隔震设备也可以设计为摆式滑动摩擦制作与铅芯橡胶隔震支座的形式。这两种形式有着根本上的区别,但是其共同点就是能够更好的保护桥梁的结构免受外力的损坏,还能够增长结构周期,如果将二者联合应用,可以实现外力能量的有效吸收,具备更强的保护效果,降低地震给桥梁造成的损坏问题,可以大大提升桥梁运行的稳定性。
1.2优势
(1)因为使用了支座、阻尼器等等具备抗震效果的结构部件,可以将桥梁上、下部结构的荷载实现均匀分布,还能够提升整个桥梁的柔度与阻尼系数,对于保护整个桥梁的完整性有着重要作用;(2)使得桥梁结构的横向刚度得到提升,具备较高的横向阻尼性能,防止出现了结构扭转过度的情况,也能够有效的降低地震发生时的桥面横向荷载参数;(3)较之传统抗震结构来说,性能更加且工程成本比较低;(4)传统抗震结构在设计的过程中容易受到了很多外部因素的影响,内部构件也会存在较大的变化,不能有效的进行控制和防护。新型减隔震技术可以经过有效的力学模型计算,使得受力结构更加的平衡。
二、减隔震技术的应用
桥梁结构设计人员只有有效应用这些减隔震技术才能提高桥梁抗震的安全性能。因此,桥梁结构设计人员在桥梁结构设计过程中应该合理的运用减隔震技术,从而保证桥梁结构的抗震性能。
2.1合理应用粘滞阻尼器
桥梁结构设计人员在设计桥梁结构过程中应该充分考虑到如何有效应用粘滞阻尼器提高桥梁结构抗震安全性能。粘滞阻尼器具有其独特的优势,首先弹塑性阻尼装置或者摩擦阻尼装置的屈服力或者摩擦力是常值,在桥墩发生最大变形时,屈服力或者摩擦力常值会同时达到。但是,当阻尼器的参数为1时,会使桥墩变形最大化,阻尼力反而是最小值,当阻尼器的参数为零时,粘滞阻尼器的阻尼力会达到最大值,桥墩的变形最小。其次,是在温度发生改变的情况下,弹塑性阻尼装置或者摩擦阻尼装置一定要克服屈服力或者摩擦力才能自由变形;在粘滞阻尼器发展蠕变的情况下,产生的抗震力几乎为零,因此,应用粘滞阻尼力不会影响桥梁结构的使用功能。
应用粘滞阻尼器在桥梁中,一般都会将粘滞阻尼器设置在塔梁中间,加劲梁和桥边墩中间或者加劲梁和辅助墩中间的位置。例如,在我国重庆峨公岩大桥是首先应用粘滞阻尼器,并且将粘滞阻尼器设置在纵向加劲梁和桥台之间的伸缩逢中。由此可见,合理的应用粘滞阻尼器对于提高桥梁抗震安全性能具有重要作用。
2.2合理的应用摆式滑动摩擦支座
桥梁结构设计人员在设计桥梁结构过程中应该充分考虑到如何有效的应用摆式滑动摩擦支座提高桥梁结构的抗震安全性能。摆式滑动摩擦支座主要是将滑动摩擦支座和钟摆概念有效的结合起来,从而有效的构成一种减隔震装置,由于摆式滑动摩擦支座的滑动面是个曲面,通過曲面滑动摩擦尽可能的消耗地震能量,为桥梁结构自重提供必要的自复位能量,从而有效的利用钟摆机理延长桥梁结构的振动周期。由于地震位移大小以及球面曲率半径会影响到摆式滑动摩擦支座的平面尺寸,因此摆式滑动摩擦支座的平面尺寸相对较大。
2.3合理应用铅芯橡胶支座
桥梁结构设计人员在设计桥梁结构过程中应该充分考虑到如何有效的应用铅芯橡胶支座提高桥梁结构的抗震安全性能。铅芯橡胶隔震支座的构成是在分层橡胶支座中加入一些铅芯,构成一种减隔震装置。由于铅芯具有良好的力学性能,能够和分层橡胶支座有效的结合起来,所以,铅芯非常适合作为减隔震材料。除此之外,铅芯橡胶支座的屈服剪应力相对偏低,但是初始剪切刚度相对偏高,弹塑性能较强,并且塑性循环具有较强的耐疲劳性能。正是因为铅芯橡胶支座具备较好的屈服强度和刚度,能够满足隔震系统的需求,因此铅芯橡胶支座是国内外桥梁结构隔震设计过程中广泛应用的隔震装置。
三、技术应用不足与应对策略
(1)问题。虽然技术应用具有诸多价值以及优势,但在实际应用时,还存在着一定问题:a.使用规范性不足。因为该项技术在国内应用时间相对较短,受到技术方面限制,技术应用在装置在设置方面还存在着规范性不足的问题,装置安装以及细节处理等还需进一步展开完善与优化;b.适用条件有限。正如上文所述,减隔震技术并不适合于所有的桥梁工程,技术使用存在一定局限,需要事先展开调研与分析;c.缺乏实际检验。由于技术应用环境较为特殊,在进行桥梁结构设计时,无法对减隔震装置实施真正的地震条件检验,只有在地震发生时,才能清楚认识到装置抗震性能,装置应用较为被动。
(2)策略。为妥善解决上述问题,确保减隔震技术可以在当今桥梁工程建设中发挥出更大的作用,有关研究机构以及建设单位一方面应加强对技术的深层次研究,要在现有技术研究结构基础上,结合实际应用问题,对技术应用以及相关装置设备展开调整与优化,做好技术创新,确保传统技术应用问题可以得到妥善解决,技术应用效果可以得到最佳;另一方面应构建起健全的技术应用规范,做好技术应用管理与细节处理约束。
四、结束语
在各种桥梁结构设计中,都开始广泛应用减隔震技术,在不同的桥梁结构设计中,可以根据不同的情况采用不同的减隔震装置。在进行具体的地震分析后,选用合适的减隔震装置,对桥梁起到抗震保护作用。在传统的桥梁抗震技术中,运用桥梁结构设计提高桥梁自身的抗震性能,而减隔震技术不同于传统的桥梁抗震技术,通过加装隔震装置,改变地震力对桥梁的影响。
参考文献:
[1]荣梅.桥梁结构设计中减隔震技术的应用[J].中国新技术新产品,2012,(11).
[2]阳柳,周立.简析减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用[J].交通建设与管理,2013,(9).
[3]韩鹏,孟劼.浅谈桥梁抗震设计方法与减隔震技术[J].山西建筑,2009,(16).
(作者单位:安徽华电工程咨询设计有限公司)