所屬欄目:建筑設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2022-04-22 09:50 熱度:
在科學(xué)技術(shù)日益創(chuàng)新的背景下,減隔震技術(shù)廣泛應(yīng)用到了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,賦予了減隔震技術(shù)更加豐富的內(nèi)涵。 減隔震具體來(lái)說(shuō),就是合理的分離橋梁結(jié)構(gòu)與可能造成地面破壞的運(yùn)動(dòng)。 而為了實(shí)現(xiàn)這一目的,需要延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的基本周期,規(guī)避地震能量集中的地區(qū),如此將橋梁結(jié)構(gòu)的地震力控制到最低。 因此,在設(shè)計(jì)橋梁的過(guò)程中,需要合理應(yīng)用減隔震技術(shù)以提升橋梁建筑的安全性及可靠性。
1 減隔震原理研究與設(shè)備的分類
通過(guò)融合隔震技術(shù)與減震方式形成了減隔震技術(shù)。 減隔震技術(shù)最為主要的功能就是在建設(shè)橋梁的過(guò)程中,將振動(dòng)幅度控制到最低,通過(guò)這樣的形式避免地震大范圍傷害橋梁[1]。 隔震技術(shù)這種工藝類型相對(duì)比較特殊,一般在發(fā)生地震或大幅度震動(dòng)時(shí),其才能夠發(fā)揮作用,合理控制震動(dòng)幅度。 該技術(shù)最為主要的原理就是運(yùn)用隔離方法,有效地隔開(kāi)橋梁與地震。 在橋梁結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中,可以使用合理的方式減少地震發(fā)生振動(dòng)的周期,從而達(dá)到預(yù)防作用,通過(guò)這種形式能夠避免破壞橋梁結(jié)構(gòu),但是在延長(zhǎng)橋梁構(gòu)造周期的過(guò)程中,需要高度注意位移變化,如此才能夠?yàn)闃蛄簶?gòu)造處于良好的狀態(tài)提供保障。除此之外,如果橋梁韌性不合適,也會(huì)形成較大的負(fù)荷,從而破壞橋梁,所以需要對(duì)橋梁的構(gòu)造韌性加強(qiáng)關(guān)注,從而將地震對(duì)于橋梁所造成的破壞控制在合理的范圍內(nèi)。 目前,主要以粘滯阻尼設(shè)備及擺動(dòng)滑動(dòng)摩擦設(shè)備作為減震裝置的主要類型,通過(guò)應(yīng)用這兩種橋梁防震設(shè)備,能夠有效促進(jìn)橋梁振動(dòng)承受能力的提高,并且能夠降低地震所產(chǎn)生的影響。 所以,相關(guān)部門(mén)需要加強(qiáng)減隔震技術(shù)的應(yīng)用力度,制定科學(xué)的方案,以通過(guò)這兩種設(shè)備為橋梁的構(gòu)造質(zhì)量提供保障。 在確保橋梁整體剛度達(dá)到規(guī)定要求的基礎(chǔ)上,為了穩(wěn)定支撐橋梁機(jī)構(gòu)會(huì)將間隔裝置應(yīng)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中,加速度反應(yīng)譜如圖 1 所示。
2 減隔震技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足
1)減隔震技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。 在同樣的地震情況下,運(yùn)用延性設(shè)計(jì)的橋梁與運(yùn)用減隔震技術(shù)的橋梁具有一定的不同[2]。 延性設(shè)計(jì)的橋梁,在地震之后,需要對(duì)其作出客觀的評(píng)價(jià),并對(duì)其進(jìn)行加固,而運(yùn)用減隔震技術(shù)的橋梁,不會(huì)損害其受力構(gòu)件,在地震之后,依然可以使用。減隔震技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢(shì):①將減隔震技術(shù)應(yīng)用到橋梁結(jié)構(gòu)中,能夠有針對(duì)性地調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu),保證其布局的合理性,將橋墩和橋臺(tái)所具有的抗震作用發(fā)揮到最大,顯著提升橋梁整體的抗震能力。 ②當(dāng)橋梁橫向?qū)挾冗_(dá)到規(guī)定要求時(shí),也會(huì)顯著增加橋梁結(jié)構(gòu)的橫向剛度,能夠在橋梁橫向抗震的過(guò)程中有針對(duì)性地調(diào)整,從而有效控制橋梁橫向的地震反應(yīng),全面強(qiáng)化橋梁整體的抗震效果。 ③在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,隔震系統(tǒng)纖維裝置的存在能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的位移變化加以控制,從源頭上規(guī)避橋梁震害等情況的發(fā)生。 ④在檢查和修復(fù)橋梁的橋墩和樁基等部位時(shí),需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間,而運(yùn)用隔震技術(shù)能夠有效避免橋墩和樁基等部位出現(xiàn)變形及破壞。
2)目前減隔震技術(shù)存在的不足。 ①?zèng)]有明確減隔震技術(shù)的規(guī)范。 由于我國(guó)在減隔震技術(shù)研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面尚有不足,導(dǎo)致技術(shù)領(lǐng)域所形成的技術(shù)規(guī)范始終不夠完善,特別是針對(duì)于減隔震技術(shù)設(shè)計(jì)與施工結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)方面,其存在明顯的缺陷。 技術(shù)規(guī)范的欠缺,會(huì)制約減隔震技術(shù)使用效果。 ②配套技術(shù)研究不夠深入。 減隔震技術(shù)不僅僅包括建筑技術(shù),還需要與不同的技術(shù)相配合。 但是在實(shí)際的橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中,其配套技術(shù)研究還比較落后,對(duì)該技術(shù)的推廣和使用產(chǎn)生了一定的制約。 如在應(yīng)用減隔震技術(shù)的過(guò)程中,對(duì)于橡膠產(chǎn)品提出了明確的質(zhì)量要求,但我國(guó)部分建筑類的橡膠產(chǎn)品質(zhì)量尚達(dá)不到規(guī)定要求。 ③技術(shù)水平有待提高。 由于我國(guó)減隔震技術(shù)應(yīng)用得比較晚,因此設(shè)計(jì)與施工技術(shù)人員所積累的技術(shù)知識(shí)比較匱乏,實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)不足。 例如在設(shè)計(jì)過(guò)程中,大部分技術(shù)人員在選擇減隔震裝置與安裝技術(shù)的過(guò)程中,無(wú)法作出明確的判斷,導(dǎo)致減隔震技術(shù)并沒(méi)有發(fā)揮明顯的效果。
3 減隔震技術(shù)在設(shè)計(jì)中的使用條件
雖然減隔震技術(shù)對(duì)于殼體抗震性提高具有積極的影響,但是其在使用過(guò)程中也會(huì)受到不同因素的限制。 因此,在設(shè)計(jì)之前必須制定明確的橋梁設(shè)計(jì)方案,深入分析工程所在地的實(shí)際情況,以明確是否該應(yīng)用減隔震技術(shù)。 結(jié)合多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)后可以明確,在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)用減隔震技術(shù)需要符合多方面的條件:①橋梁工程的施工時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。 由于減隔震技術(shù)本身存在不足,所以其很難在施工時(shí)間比較長(zhǎng)的橋梁工程中發(fā)揮作用。 因此,設(shè)計(jì)人員需要準(zhǔn)確評(píng)估工程的規(guī)模,明確工程周期與減隔震技術(shù)的使用條件是否符合。 ②從實(shí)踐中可以明確,減隔震技術(shù)的合理應(yīng)用能夠有效抵御高頻波地震,且所產(chǎn)生的作用非常明顯。 因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,技術(shù)人員需要主動(dòng)與地質(zhì)勘查人員進(jìn)行交流,在對(duì)施工地區(qū)地震情況有所了解的情況下,確認(rèn)是否應(yīng)用減隔震技術(shù)。
4 減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
新型橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中,橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要確保減隔震技術(shù)的合理應(yīng)用,如此才能夠顯著提高橋梁的抗震能力,保證橋梁的安全性。1)合理應(yīng)用粘滯阻尼器。 橋梁設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,需要充分考慮粘滯阻尼器,將其合理運(yùn)用到橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,有效促進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)安全性的提高,發(fā)揮其所具有的抗震作用[4]。 在塔梁中間設(shè)置粘滯阻尼器,可以減小橋梁橋墩的變形,在橋梁結(jié)構(gòu)中合理應(yīng)用,具有重要的作用。 以我國(guó)某大橋設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),其在具體設(shè)計(jì)中運(yùn)用了粘滯阻尼器,顯著提高了橋梁的抗震能力,保證了橋梁在使用過(guò)程中的安全性,粘滯阻尼器如圖 2 所示。圖 2 粘滯阻尼器2)合理應(yīng)用擺式滑動(dòng)摩擦支座。 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,還需要將擺式滑動(dòng)摩擦支座合理運(yùn)用到具體設(shè)計(jì)中,以促進(jìn)橋梁抗震安全性能的提高。 其在具體應(yīng)用過(guò)程中能夠緊密結(jié)合鐘擺概念與滑動(dòng)摩擦支座,建立全新的裝置,以有效降低地震所帶來(lái)的影響。 在橋梁結(jié)構(gòu)減震中,應(yīng)用擺式滑動(dòng)摩擦支座,可以有效消耗地震能量。 但是在建造擺式滑動(dòng)摩擦支座的過(guò)程中,需要對(duì)具體情況加以分析和考慮,確保支座設(shè)計(jì)的合理性。3)合理應(yīng)用鉛芯橡膠支座。 在橋梁結(jié)構(gòu)減震隔震之中,應(yīng)用減隔震技術(shù)最為典型的表現(xiàn)就是鉛芯橡膠支座,將鉛芯橡膠支座應(yīng)用到橋梁結(jié)構(gòu)中,能夠顯著提高橋梁的整體抗震能力。其具體來(lái)說(shuō)就是將鉛芯加入到橡膠中,從而形成能夠隔振的裝置,確保橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及可靠性。 鉛芯所具有的力學(xué)性能良好,可以結(jié)合分層橡膠支座,所以在減隔震技術(shù)中,鉛芯的應(yīng)用非常適合。 另外,鉛芯橡膠支座的屈服剪應(yīng)力能夠處于交替的狀態(tài),初始剪切高線比較高,具有良好的彈性,在耐疲勞性能方面也比較優(yōu)越。 基于鉛芯橡膠支座所具有的強(qiáng)度與剛性,其可以使減隔震技術(shù)的需要得到有效的滿足,所以目前已經(jīng)在不同的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用了鉛芯橡膠支座。
5 結(jié)語(yǔ)
近年來(lái),地震問(wèn)題已經(jīng)引起了社會(huì)的高度重視,且地震的發(fā)生會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu),給人們的生活帶來(lái)不便,阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 所以,在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,需要合理應(yīng)用減隔震技術(shù),以確保在發(fā)生地震的情況下,能夠?qū)⒌卣饘?duì)于橋梁所造成的損害控制到最低。 相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況有明確的了解和認(rèn)識(shí),合理選擇減隔震技術(shù),將減隔震技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái),從而積極推動(dòng)橋梁建造技術(shù)水平的提高,便利人們的出行,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下良好的前提。
參考文獻(xiàn):
[1] 左維,汪竹英. 減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].交通世界,2020(31):114 - 115 + 139.
[2] 安玉. 減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[ J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2020(19):132 - 133.
《減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用》來(lái)源:《技術(shù)與市場(chǎng)》,作者:楊 杰, 吳 嶺
文章標(biāo)題:減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用
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