黃程

摘 要：在對(duì)橋梁系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)， 需要對(duì)影響整個(gè)橋梁系統(tǒng)穩(wěn)定性的多種元素加以考量， 在開展隔震設(shè)計(jì)工作的時(shí)候， 同樣需要堅(jiān)持這種綜合性的設(shè)計(jì)原則。地震等地質(zhì)型的災(zāi)害會(huì)直接對(duì)橋梁產(chǎn)生諸多不良影響， 因此在對(duì)橋梁施加保護(hù)的時(shí)候， 設(shè)計(jì)人員會(huì)選擇通過隔震的方法來削弱橋梁受到的不良影響， 降低橋梁危險(xiǎn)事故發(fā)生的概率。本文對(duì)隔震這項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)的設(shè)計(jì)意義進(jìn)行研究， 并列舉科學(xué)的隔震設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：橋梁；設(shè)計(jì)；防震；隔震

1 隔震設(shè)計(jì)活動(dòng)具有的重要性

1.1 震害情況分析

在出現(xiàn)震害情況的時(shí)候， 橋梁的結(jié)構(gòu)會(huì)在短暫的時(shí)間之內(nèi)遭受巨大的沖擊。橋梁的不同部位受到的影響也不同， 其上部結(jié)構(gòu)遭受到震害情況主要有位移震害、碰撞震害以及結(jié)構(gòu)性震害等， 不僅僅會(huì)使橋梁工程應(yīng)用的混凝土材料出現(xiàn)脫落的情況， 同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致橋梁系統(tǒng)出現(xiàn)裂縫， 橋梁位移也是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的情況。橋梁的支座也會(huì)受到影響， 支座不僅僅會(huì)出現(xiàn)位移情況， 甚至?xí)苯訌脑械陌惭b位置上脫落， 當(dāng)支座出現(xiàn)問題之后， 橋梁的其他構(gòu)件也會(huì)受到支座的影響。下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)震害。地震會(huì)導(dǎo)致橋梁的墩、臺(tái)和系梁受到不同程度的損傷， 導(dǎo)致橋梁的功能受到影響。另外， 還會(huì)導(dǎo)致防護(hù)工程損壞， 主要表現(xiàn)為護(hù)坡下沉、開裂、抹面砂漿開裂等。調(diào)治構(gòu)造物震害：在地震中， 調(diào)治構(gòu)造物所受到的震害相對(duì)較少， 對(duì)其功能影響不大。

1.2 隔震工作的重要性分析

在橋梁防護(hù)工作中， 設(shè)計(jì)人員會(huì)將具有隔震使用效果的阻尼器裝置以及隔震器安裝在橋梁的特定位置上， 通過這種裝置可以幫助橋梁獲得來自于水平方向的支承， 這種支承結(jié)構(gòu)具有一定的柔性特點(diǎn)， 阻尼器裝置還可以使橋梁出現(xiàn)阻尼效應(yīng)， 及時(shí)橋梁受到了劇烈的振動(dòng)影響， 也不會(huì)出現(xiàn)過于嚴(yán)重的損害問題。這種設(shè)計(jì)工作具有極高的安全意義。

當(dāng)?shù)卣鸬葎×艺駝?dòng)情況影響到橋梁的時(shí)候， 隔震裝置可以幫助橋梁各個(gè)部分更好地承受震力的影響， 還可以將巨大的地震力進(jìn)行分解， 使橋梁的上部結(jié)構(gòu)可以更具穩(wěn)定。在隔震系統(tǒng)的支持之下， 橋梁的橫向剛度也能別調(diào)節(jié)好， 橋梁出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)平衡問題可以被改進(jìn)。直接將橋梁承受的地震力有效削弱。雖然一般的橋梁會(huì)被安裝抗震系統(tǒng)， 但是將隔震體系加入到抗震系統(tǒng)之中， 可以幫助橋梁的設(shè)計(jì)者獲取更好的抗震效果。另外， 與沒有安裝隔震系統(tǒng)的橋梁相比， 擁有完整的隔震體系的橋梁在維修方面花費(fèi)的費(fèi)用也更少， 主要是因?yàn)闃蛄菏艿降臏囟鹊裙こ掏獠坑绊懸哺。?橋梁的維修工作量也會(huì)被降低。

當(dāng)橋梁所在區(qū)域出現(xiàn)地震情況之后， 相關(guān)人員需要立即趕往橋梁現(xiàn)場(chǎng)， 對(duì)其進(jìn)行維修， 使其可以以最快的速度恢復(fù)正常使用， 而隔震裝置在削弱了地震力之后， 會(huì)降低橋梁的基礎(chǔ)部位承受的壓力， 保護(hù)好橋梁， 使橋梁結(jié)構(gòu)具有更高的基礎(chǔ)承載力。

2 相關(guān)隔震設(shè)計(jì)理論分析

2.1 隔震基本原理

隔震設(shè)計(jì)的基本原理如下：隔震裝置可以對(duì)結(jié)構(gòu)的自震周期有效延長(zhǎng)， 大部分橋梁會(huì)在遭受地震破壞時(shí)， 出現(xiàn)地震周期與自震周期保持一致的情況， 當(dāng)這種情況發(fā)生后， 橋梁的振動(dòng)情況就變得更為嚴(yán)重， 而隔震裝置可以避免橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)共振的情況。

將阻尼器安裝到橋梁之中， 可以直接提升結(jié)構(gòu)的基本阻力， 以最快的速度將地震力進(jìn)行分散處理。從地震的影響類型來看， 水平方向傳來的地震力會(huì)給橋梁帶來過大的干擾， 在隔震處理工作之中， 需要對(duì)固定性的橋墩施加控制， 橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)力也會(huì)出現(xiàn)重新分布的情況， 其分布狀況也更為合理。

2.2 現(xiàn)代隔震技術(shù)

應(yīng)用隔震裝置可以將地震時(shí)出現(xiàn)的巨大的能量充分消耗， 借此可以延長(zhǎng)橋梁內(nèi)部各種構(gòu)件的使用時(shí)間， 在隔震系統(tǒng)之中應(yīng)用的構(gòu)件一般都具有較強(qiáng)的可塑性， 設(shè)計(jì)人員可以對(duì)構(gòu)件的彈力特性進(jìn)行利用。這種隔震裝置不僅會(huì)對(duì)橋梁的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)， 還能對(duì)橋梁的下部結(jié)構(gòu)起到同樣的保護(hù)效果。隔震設(shè)計(jì)屬于動(dòng)態(tài)化的設(shè)計(jì)過程， 設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)已有的設(shè)計(jì)公式進(jìn)行靈活使用， 如果照搬常規(guī)公式會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)不合理的情況。

3 科學(xué)的隔震設(shè)計(jì)方法

3.1 設(shè)計(jì)隔震裝置

在橋梁抗震設(shè)計(jì)的工作中， 隔震裝置的設(shè)計(jì)以及其它類型構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)是最重要的兩項(xiàng)內(nèi)容， 而隔震設(shè)計(jì)工作的核心內(nèi)容就是對(duì)隔震裝置的設(shè)計(jì)工作， 現(xiàn)階段， 彈性反應(yīng)譜法是世界上絕大部分國(guó)家進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)所選擇的方法， 并且在不同的國(guó)家其設(shè)計(jì)規(guī)范也是有著區(qū)別的。其中最常見的就是美國(guó)、歐洲和日本這三種類型的規(guī)范， 它們之間的最大區(qū)別就是計(jì)算公式上的不同， 而這些計(jì)算公式主要就是指等效阻尼的計(jì)算工作以及隔震裝置等效剛度的計(jì)算工作， 而對(duì)于那些形狀不規(guī)則并且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的橋梁來說， 時(shí)程法是通常采用的設(shè)計(jì)方法。

3.2 設(shè)計(jì)方法

我們通常都選擇彈性反應(yīng)譜法作為隔震設(shè)計(jì)的方法主要是由于它十分接近現(xiàn)有的計(jì)算方法， 并且計(jì)算時(shí)也更為簡(jiǎn)單， 地震來臨時(shí)隔震裝置可能會(huì)出現(xiàn)的最大變形程度對(duì)于等效阻尼的計(jì)算以及隔震裝置等效剛度的計(jì)算這兩項(xiàng)計(jì)算結(jié)果是有著重要的影響的， 而橋梁整體結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)程度也是要受到隔震裝置的變形程度的影響的， 所以實(shí)際上隔震設(shè)計(jì)中采用彈性反應(yīng)譜法也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、不斷完善的過程。在實(shí)際的計(jì)算工作中， 并不能套用現(xiàn)有的計(jì)算公式， 因此， 設(shè)計(jì)的人員應(yīng)能夠準(zhǔn)確的掌握橋梁整體結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)程度， 當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)， 工程師能夠根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)制定出具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案， 同時(shí)還可以驗(yàn)證其合理性。

3.3 細(xì)節(jié)隔震設(shè)計(jì)

在對(duì)整個(gè)橋梁系統(tǒng)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)的時(shí)候， 設(shè)計(jì)人員也不能忽視對(duì)橋梁的細(xì)節(jié)之處的隔震防護(hù)工作。一般會(huì)給橋梁設(shè)計(jì)復(fù)述結(jié)構(gòu)， 附屬結(jié)構(gòu)同樣需要隔震保護(hù)， 附屬結(jié)構(gòu)體系之中主要有限位裝置、伸縮縫以及防落梁裝置。在完成以上附屬結(jié)構(gòu)的安裝工作之后， 需要對(duì)每一個(gè)附屬性結(jié)構(gòu)加以隔震保護(hù)， 如果沒有完成附屬結(jié)構(gòu)隔震這種細(xì)節(jié)性的施工任務(wù)， 橋梁的整體隔震效果都會(huì)被削弱。設(shè)計(jì)人員需要先將與附屬結(jié)構(gòu)相關(guān)的計(jì)算工作做好， 根據(jù)計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)來確定隔震方法。

4 結(jié)束語

橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了復(fù)雜化的變動(dòng)傾向， 具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的橋梁具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性， 但是設(shè)計(jì)人員必須要保證橋梁防護(hù)工作的完整性。在橋梁防護(hù)系統(tǒng)之中， 隔震系統(tǒng)對(duì)于橋梁具有極大的保護(hù)作用。橋梁建設(shè)屬于城市的重大基礎(chǔ)性建設(shè)， 當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時(shí)候， 橋梁可以借助隔震系統(tǒng)來降低自身受到的影響， 不僅僅可以有效地防護(hù)安全事故， 同時(shí)還可以減少橋梁工程建設(shè)人員需要承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)性損失。本文對(duì)隔震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)價(jià)值進(jìn)行研究， 并給出了一些可以對(duì)隔震系統(tǒng)起到優(yōu)化效果的設(shè)計(jì)行為?，F(xiàn)有的橋梁隔震體系還存在不完善之處， 設(shè)計(jì)人員還可以繼續(xù)完善隔震系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉偉.橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的重要性分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：下， 201715 （18） ：155.