桥梁结构设计中减隔震技术应用分析

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   摘要:抗震技术作为桥梁结构设计中的核心因素,在对桥梁结构进行减隔震技术的应用,可以有效避免桥梁结构在地震中受到损坏。因此,本文介绍了桥梁结构设计中减隔震技术的应用。
   关键词:桥梁结构设计;减隔震技术;应用
  
   1减隔震技术的概述
   减隔震技术主要具有隔震与减震两个作用。隔震的主要目的就是在桥梁进行设计的过程中,将其所引起的结构破坏的运动以及结构本身进行分离。想要实现其有效的分离,就需要在施工的时候,对路桥结构的使用时间尽可能的进行延长,对于地点比较频发的地区,需要对路线的方向进行巧妙的设计,从而使地震灾害的波动的力度对路桥的结构造成的破坏得以有效的降低。对路桥进行减震的主要目的就是将地震发生过程中,对路桥结构内所产生的能量,通过减震支座、阻尼器等相关的减震器械对其存在的能量进行消耗,从而使能量对结构所产生的损害进行有效的降低。
   2减隔震技术在设计中的适用条件
   第一,短工期的桥梁工程对于桥梁结构生命周期较短,桥梁结构设计较规范,没有桥梁墩太高太低的情况出现,就可以应用减隔震技术;第二,高频波地震区地震的波频,具有高、中、低的区分,如果桥梁结构处于地震发生的高频阶段,同时能力比较集中,就可以对减隔震技术的使用,以及对桥梁的结构进行有效的防范;第三,桥梁结构规范减隔震技术主要应用在桥梁结构规范、整齐的设计中,桥梁的墩部高低都会影响减隔震技术的应用;第四,桥体角度与运动规律减隔震技术的适用与桥梁桥体的角度方向及地面运动规律、运动特点有关,因此只有在符合技术与设计要求的情况下,才能使用减隔震技术。另外,对于减隔震技术不适用的条件,主要包含:第一,桥梁结构的周围的土壤,具有较高的含水量,比较容易发生湿陷的状况,此时地震产生的高能量就容易受到不同程度的损坏;第二,桥梁结构的路基下部具有较大的柔性,同时,桥梁结构自身所具有的周期长,可以使路基與桥梁产生共振;第三,在桥梁的支座中,受力度分布不均匀的情况,出现负反力以及桥梁结构位移情况较为严重等,都不适合减隔震技术的应用。
   3减隔震技术的实际应用
   3.1摆式滑动摩擦支座的应用
   设计人员在对桥梁结构进行设计时,要对摆式滑动摩擦支座的有效应用进行充分的考虑,从而有效的提高桥梁的抗震安全性能。摆式滑动摩擦支座主要是将滑动摩擦支座与钟摆的概念进行有机的结合,从而使减隔震装置更为有效。从本质上来讲,该种桥梁结构中应用的隔减震装备主要是将钟摆和滑动摩擦支座二者的概念融合在一块所形成的一套结构减隔震系统,如图1。同时,摆式滑动摩擦支座在进行滑动时,滑动面是一个曲面,通过曲面滑动摩擦,可以使地震能量得到最大化的消耗,从而使钟摆机理对桥梁结构的振动周期得以有效的延长。由于地震进行位移的大小,以及球面曲率半径对摆式滑动摩擦支座的平面尺寸会产生较大的影响。
   3.2黏滞阻尼器的合理应用
   如图2,该种减隔震设备作用原理上属于一种耗能型设备,主要是通过装置中活塞的前后运动产生压力差,在压力差作用下粘滞流体进入到节流孔中,而减震装置会产生耗能和阻尼力。在地震产生过大震动力的作用下,相应的桥梁变形速度相对较大,使粘滞阻尼器出现相应的改变,从而削弱了桥梁结构的变形程度。如果在桥梁结构设计中确定应用粘滞阻尼器,那么设计人员要尽量将其设置在桥边墩中间位置,整个桥梁中间位置,或者桥梁辅助墩和加劲梁的中间位置处。为了进一步增强其应用效果,做好减隔震设备的科学设计,确保桥梁结构具有良好抗震性,需要做好充分试算和分析,以便保证其设计的整体有效性。
   3.3铅芯橡胶支座的应用
   该种减隔震设备也可以显著提升桥梁结构的抗震性能,确保桥梁使用的安全性。如图3,铅芯橡胶支座结构主要是将若干铅芯加设在分层橡胶支座当中构成一套完善的抗震结构。由于铅芯具有很强的力学性能,加强其同橡胶支座的有效结合提升铅芯的抗震性能。此外,铅芯支座的屈服剪应力相对较低,但其初始的剪切应力则非常高,弹塑性能也非常好,具备较强的塑性循环以及耐疲劳性能,正是由于铅芯的性能方面的优势,所以其能够满足工程使用中对于隔震的具体要求,所以铅芯橡胶支座在我国的桥梁建设中使用量非常大。在我国的南疆线上有基座铁路桥中就使用的则是铅芯橡胶座的结构形式,其对于提升整个桥梁的抗震性能具有重要的作用。
   4结语
   总之,减隔震技术在桥梁结构中的应用,可以显著增强桥梁结构的稳定性、安全性和抗震性,只有好好利用减隔震技术,才能更好地保障桥梁的质量与安全。
   参考文献:
   [1]陈峻.大跨度连续梁桥的减隔震设计研究[J].福建交通科技,2017.
   [2]陈翔.浅析减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用[J].科技创新与应用,2017.
   (作者单位:辽宁省交通规划设计院有限责任公司)
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