吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)有限公司，山東 東營(yíng) 257091)

分析橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)有限公司，山東 東營(yíng) 257091)

針對(duì)橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)要點(diǎn)和對(duì)橋梁工程震害進(jìn)行分析，結(jié)合這些內(nèi)容，探討了隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，隔震設(shè)計(jì)主要內(nèi)容，最后結(jié)合相關(guān)案例，對(duì)隔震設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。

橋梁設(shè)計(jì)；隔震設(shè)計(jì)；震害

1 橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)

1.1 隔震設(shè)計(jì)原理

(1) 適當(dāng)延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期，進(jìn)一步降低震害所帶來(lái)的干擾，使用隔震設(shè)計(jì)，促使橋梁原有的自振周期得到有效改變，進(jìn)一步避免震害發(fā)生時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)自振周期和地震周期吻合而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振。

(2) 適當(dāng)提高橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼，通過(guò)提高阻尼裝置，進(jìn)一步增大橋梁結(jié)構(gòu)阻尼，當(dāng)震害發(fā)生的時(shí)候，將橋梁地震力被迅速分散，進(jìn)一步降低地震帶來(lái)的影響。

(3) 分散橋梁結(jié)構(gòu)水平地震，因?yàn)樗降卣鹚鶐?lái)的干擾比較大。

1.2 隔震設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)

在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，隔震設(shè)計(jì)的主要目的在于為橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)提供一定保障，促使其具備一定的彈性和塑性。在隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中國(guó)，除了使用柔性支柱，還需要對(duì)橋梁上部或者下部結(jié)構(gòu)單獨(dú)設(shè)置隔震措施，從而完成對(duì)結(jié)構(gòu)的保護(hù)，以防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件被損害。對(duì)于隔震裝置而言，其屬于隔震設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)性?xún)?nèi)容，進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)隔震裝置中的等效剛度和等效阻尼進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，然后結(jié)合計(jì)算結(jié)果，對(duì)隔震裝置進(jìn)行科學(xué)選擇。其中的附屬結(jié)構(gòu)同樣屬于隔震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性?xún)?nèi)容。在對(duì)附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要確保細(xì)部設(shè)計(jì)足夠精細(xì)化，進(jìn)一步確保隔震裝置對(duì)震害帶來(lái)的較高反應(yīng)能力。在橋梁的附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須確保細(xì)部設(shè)計(jì)足夠精細(xì)化，從而確保隔震裝置對(duì)震害具有較高的反應(yīng)能力，其中的附屬結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)的原則

進(jìn)行實(shí)際的隔震設(shè)計(jì)之前，一定要提高對(duì)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(shè)計(jì)的有效性和適應(yīng)性。初次進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)，需對(duì)橋梁項(xiàng)目做全面考察，明確橋梁實(shí)際服務(wù)年限，然后結(jié)合已有的橋梁設(shè)計(jì)方案，對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)的基本情況進(jìn)行深入分析，最終選擇出比較合適的位置，促使隔震設(shè)計(jì)應(yīng)用得以完善，防止出現(xiàn)隔震設(shè)計(jì)作用難以發(fā)揮的現(xiàn)象。當(dāng)隔震設(shè)計(jì)明確之后，需進(jìn)一步增加橋梁的整體抗震能力，對(duì)抗震裝置進(jìn)行合理選擇，遵循適宜原則，促使隔震結(jié)構(gòu)和橋梁之間存在較高的匹配度，并且充分滿足橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能需求。當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害據(jù)結(jié)束之后，開(kāi)展隔震設(shè)計(jì)之后，因?yàn)檎鸷?wèn)題的影響，可能會(huì)導(dǎo)致部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的位移。需進(jìn)一步對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)做出調(diào)整，確保橋梁具有一定安全性。

2 隔震設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

2.1 隔震裝置

對(duì)于隔震裝置而言，其在隔震設(shè)計(jì)中，屬于一項(xiàng)關(guān)鍵性因素。目前廣泛使用的兩種隔震設(shè)計(jì)方式有：彈性反應(yīng)譜設(shè)計(jì)和及時(shí)成苗分析法。針對(duì)這兩種設(shè)計(jì)方式，不同國(guó)家有著不同的規(guī)范，在計(jì)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(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需結(jié)合實(shí)際情況對(duì)不同計(jì)算公式進(jìn)行選擇。因?yàn)闃蛄簩?duì)地震反應(yīng)以及地震裝置振幅具有一定聯(lián)系，對(duì)地震裝置進(jìn)行具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)最大振幅進(jìn)行進(jìn)一步考慮，再這一基礎(chǔ)上，選擇科學(xué)的設(shè)計(jì)方式。如果結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，或者存在不規(guī)則橋梁隔震裝置，在具體設(shè)計(jì)時(shí)， 可有對(duì)時(shí)程分析法進(jìn)行使用，這種方法具體實(shí)施過(guò)程中，技術(shù)人員需對(duì)其彈性作出進(jìn)一步計(jì)算，對(duì)彈性產(chǎn)生變化的范圍作出科學(xué)分析，通過(guò)這種方式保障隔震裝置具備較為良好的彈性。針對(duì)彈性反應(yīng)譜法的使用而言，這種方式在具體計(jì)算過(guò)程中相對(duì)簡(jiǎn)單，在實(shí)際操作時(shí)也十分方便，規(guī)范性強(qiáng)，因此被廣泛應(yīng)用在橋梁隔震設(shè)計(jì)當(dāng)中。

2.2 附屬結(jié)構(gòu)

隔震裝置是用來(lái)隔震的，但是卻難以實(shí)現(xiàn)徹底的隔震，使用時(shí)，需對(duì)一些附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其屬于一種附屬設(shè)備，為隔震設(shè)計(jì)提供良好的附屬效果。當(dāng)下，有大部分設(shè)計(jì)師還沒(méi)有意識(shí)到，對(duì)于附屬結(jié)構(gòu)而言，若進(jìn)行細(xì)部位置的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行具體計(jì)算時(shí)相對(duì)復(fù)雜，有可能會(huì)引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)隔震效果下降，降低隔震反應(yīng)能力。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對(duì)橋梁進(jìn)行具體隔震細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求其具備較強(qiáng)的連續(xù)性。針對(duì)橋梁而言，對(duì)于地震相應(yīng)計(jì)算方式而言，需對(duì)其作出進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。

3 案例分析

以某工程為例，橋梁全長(zhǎng)為188 m，本橋梁所使用的施工技術(shù)是高度等寬預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱式設(shè)計(jì)方式。對(duì)這一方式進(jìn)行使用，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)對(duì)高度尺寸的要求為50 m、87 m、50 m，這種情況下，可以設(shè)置4.8m的橋梁高度，而其跨中則為2.3 m，這時(shí)所設(shè)計(jì)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(qiáng)度等級(jí)為C30，然后技術(shù)人員直接將橋墩設(shè)計(jì)成1.5 m。對(duì)于這一類(lèi)型的橋梁，為其選擇彈性支撐方式，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)之間所存在的相互作用作出模擬，然后對(duì)結(jié)構(gòu)具體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后合理布局。

4 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，隔震設(shè)計(jì)具有較高的重要性，尤其是對(duì)現(xiàn)代橋梁的設(shè)計(jì)。針對(duì)橋梁工程而言，對(duì)隔震技術(shù)進(jìn)行使用，能夠有效降低地震災(zāi)害對(duì)橋梁帶來(lái)的破壞。當(dāng)下，我國(guó)隔震設(shè)計(jì)方面的理論和實(shí)踐技術(shù)均不夠成熟，但是經(jīng)過(guò)相關(guān)業(yè)內(nèi)人士的不斷研發(fā)，促使隔震技術(shù)在橋梁防震技術(shù)中發(fā)揮的作用越來(lái)越大。

[1] 劉偉. 基于全壽命設(shè)計(jì)理論的橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,(14):216.

[2] 王榮華. 巖溶區(qū)橋梁樁基勘察與設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J]. 鐵道工程學(xué)報(bào),2012,(9):53-58.

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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。