孫 嶠 棗莊市公路管理局山亭公路局
對于橋梁工程,安全性和穩(wěn)定性是其最重要的標志和特征。在當前的橋梁隔震設計中,最常用的是地震隔離設計。隔震設計也是當今抗震設計的一種形式,其優(yōu)勢最為明顯,這對整座橋梁都具有重要意義,特別是對后來的橋梁安全性和使用壽命而言。但是,特定隔震設計并不簡單。除了加強橋梁工程的工程分析以確保其能夠進行特定的隔震設計外,還必須針對特定的隔震裝置和某些橋梁細節(jié)。結構設計嚴密,可確保整個隔震設計達到最佳水平。
橋梁管理的隔震設計的目的其實是研究和設計必要的橋梁隔離保護裝置和詳細的隔離結構,然后可以在橋梁的震動和極大負荷中產(chǎn)生隔震的保護作用,能夠有效地對橋梁量結構進行充分的保護。從這種新的橋梁隔震設計的應用來看。首先,隔震系統(tǒng)設計的廣泛應用不僅可以提高橋梁建筑工程的抗震彈性,并且還實用有效地確保了結構橋梁工程實際應用過程中的性。第二,隔震系統(tǒng)設計在橋梁工程結構中的可用性還可以顯著的加強橋梁工程的結構,大大地提高了在地震等條件下橋梁的使用壽命[1]。
橋梁設計的隔震設計主要通過預測不同的隔震設備的安裝進行操作。在隔震設備的分類中,可以形成分離層。分離層是使得液體在分離和排阻層的正常工作運動期間,流動時處于一種相對彈性的狀態(tài)。研究橋梁結構一般隔震設計的主要目的之一是在使用橋梁結構的橋梁時平衡地震的阻尼作用,同時確保地震作用下的橋的水平方向抗震能力的平衡支撐,這足以確保整體結構下的運動的穩(wěn)定性。應通過分隔設計將這些內容充分引入到主橋梁結構設計中,設計隔震結構后可以大大提高主橋梁結構內部的整體地震穩(wěn)定性,特別是在某些嚴峻情況下,隔震結構的設計會對橋梁產(chǎn)生有效的保護作用,大幅度減少橋梁結構被破壞的可能性。
從某一方面來講,將新型橋梁隔震的相關設計理念引入地震橋梁主體結構設計中則可以有效防止地震橋面發(fā)生塌陷。比如說在地震等重大地質自然災害中,隔震層的設計應用可以有效調節(jié)地震橋梁主體結構的抗震剛度,減少地震橋梁對介質地震和應力的直接影響,提高了橋梁可靠性。可以有效減少由這些整體結構變化引起的各種危害,因此,對于提高橋梁的設計質量、穩(wěn)定性和設計的可靠性,將新型隔震橋梁的設計理念引入我國橋梁整體結構設計過程中,具有重要的技術功能,還存在多方面的優(yōu)點和對我國橋梁建設發(fā)展具有重要意義[2]。
就橋梁建造過程的隔震預測設計而言,某些橋梁隔震預計設備根本不適合應用于特定的大型橋梁主體結構。在特定的產(chǎn)品設計工作過程中,有很多重要內容和我們要特別注意的一些地方,而且它們也非常復雜。在開始進行具體的橋梁隔震結構設計之前,有必要首先了解一下橋梁工程設計中的橋梁隔震的一些主要基本原理,然后根據(jù)這些隔震基本原理等來進行具體的橋梁隔震結構設計。具體而言,這些基本設計原則主要包括在正確決定整個建筑橋梁工程的主體隔震結構設計之前,需要不斷加強對決定整個工程橋梁主體結構的知識理解和技術了解,并且要確定它本身是否能夠適合這種隔震設計。目前,中國許多偏遠地區(qū)的大型橋梁工程不是很適合企業(yè)進行橋梁隔震結構設計,盡管政府強烈要求企業(yè)進行橋梁隔震結構設計,但仍可能無法真正達到人們預期的隔震效果。根據(jù)各種橋梁的基本結構情況和一些周圍的自然地質物理特征及后期對于各種橋梁建筑過程的各種隔震結構設計而言,其應用并非僅僅是把一些橋梁隔震設計裝置直接應用于具體的各種橋梁建筑結構中[3]。
當前由于我國很多偏遠地區(qū)的大型橋梁工程都不完全適合于對其進行橋梁隔震結構設計,即使強行對其進行橋梁隔震結構設計也無法真正達到橋梁應有的隔震效果,甚至還可能會對其起到相反作用。根據(jù)工程橋梁的基本結構情況以及周圍的某些重要地質地理特征和道路交通運行情況,確定設計處理各類工程大型橋梁隔離設計所必需的橋梁震動量和載荷量的大小,從而進行設計并給出適當?shù)奶幚砉こ虡蛄焊綦x度。對于建筑結構性與工程隔震結構設計,還必須在隔震設計中充分考慮基本隔震結構,以有效防止隔震設計中的隔震控制裝置直接影響房屋主體建筑結構的功能完整性[4]。
對于大型橋梁工程,最關鍵的部分在于設計是采用專業(yè)橋梁隔震保護裝置的結構設計,這不僅是施工企業(yè)保證其橋梁隔震保護能力的重要基礎條件,也是有效發(fā)揮橋梁隔震保護作用的十分關鍵且不能忽視的組成部分。對于隔震傳動裝置的有效設計,最關鍵的條件是準確性地計算等效隔震傳動裝置的等效隔震阻尼和等效隔震剛度。這可能是目前檢測設備是否隔震的兩個不可或缺的測量指標。至于使用計算的相關方法,在目前的建筑機械工程中的隔震結構設計中則要更加艱難。在實際中最常用的分析方法主要有兩種,一種是即時分析法和彈性反應譜分析方法,彈性反應譜分析方法即是實際設計施工時多采用的方法。
彈性反應譜計算方法不僅在中國領域得到了廣泛的研究應用,而且在國外也同樣得到了廣泛的研究應用,因此國外出現(xiàn)了許多不同的具體的譜計算公式。使用這種設計方法在設計建筑隔震保護裝置時就具有很大的技術優(yōu)勢。可以準確統(tǒng)計設置用于橋梁工程的各種隔震形變裝置,使其結構能夠最大不同程度的保證達到最佳的抗震形變,從而有效保證了橋梁隔震系統(tǒng)性能的不斷優(yōu)化[5]。
在橋梁工程隔震的整個設計中詳細的結構還可以在橋梁工程的隔震效果中發(fā)揮特定作用。當然,這應該基于適當?shù)脑O計。然而,現(xiàn)階段中國隔震設計的現(xiàn)狀,顯然存在著對詳細結構的設計關注不足的問題。在設計中很容易忽略這一點,這也導致隔震效果的降低[6]。在設計過程中,還必須注意詳細結構的原始特征,并且如果其原始功能遭到破壞,則無法提高其分離能力。隔震設計的主要和關鍵是隔震裝置的設計和放置。
總之,在橋梁結構設計中應用隔震設計的重要性是不言而喻的,要有效應對地震等地質影響,減輕災害,減少自然地質災害造成的損失。為了提高中國橋梁的施工質量,有必要確保橋梁隔震技術的質量,盡管目前中國的橋梁技術還不夠完善,但是還比較年輕,但是中國的橋梁建筑師可以借鑒許多成功的設計經(jīng)驗,學習相關的先進技術,并不斷進行集成,從而提高橋梁隔震技術的設計水平。