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桥梁抗震设计的探析

2020-03-15张龙王照

人物画报 2020年23期

张龙 王照

摘 要:在社会经济不断发展的当今,交通运输行业得到提升,而对桥梁建设的要求也逐步提高。桥梁建设是运输枢纽,发挥重要作用,一旦某个部位遭到毁坏,则影响整个桥梁结构,从而造成损失。然而,我国多个地区受到地震影响,容易引起桥梁坍塌,而造成经济损害,甚至耽误震后抢救工作环节。因此,要因地制宜地提高提高桥梁抗震能力,根据相关规定加强桥梁抗震设计,提高桥梁抗震质量,保障交通运输安全。

关键词:桥梁抗震设计;隔震设计;技术探索

地壳运动活跃,直接导致我国地震灾害频发,而当地震爆发,桥梁作为运输枢纽承担重要责任,是生命线工程的重要节点。所以,桥梁建设质量应确保达到国家标准,并且加强抗震设计、设计多条抗震防线,确保震后应急救援工作的开展。

一、地震对桥梁的损害

桥梁在经历地震后,其内部结构会遭到破坏,桥梁的地基、桥墩、支座、桥面等都会不同程度受损,从而影响桥梁的平稳性、牢固性、安全性。首先是对地基的破坏,地基最容易受到地震冲击,剧烈摇晃会导致地基不稳,地基牢固性下降。其次是对桥墩的损害,桥墩在地震时极易发生移动,造成支座锚栓断裂,而桥面撕裂甚至整个桥梁直接倒塌。最后是对桥梁支座的影响,桥梁的支座在一定情况下能抵御地震波的破坏力度,对桥梁结构起保护作用,但是一旦支座遭到侵害,易造成巨大损害。

二、桥梁的抗震设计重点

隔震设计在桥梁的抗震设计中具有重要地位,能够提高桥梁抗震质量,降低地震对桥梁的影响,利于保障交通运输的安全稳定。发达国家通过对隔震设计的研究试验,成功地运用到桥梁建设中,取得巨大成就。然而,我国在这方面重视程度不够,与其他国家存在差距。运用隔震设计利于降低地震对桥梁破坏,减少地震损失,甚至利于避免出现桥梁结构不平衡的现象,提高桥梁结构地稳固性。科学试验表明,采取隔震设计的桥梁结构的抗震能力高于未采用抗震设计的桥梁,因此,在这项技术的支持下,桥梁的抗震能力得到提升,整体质量得到保证。才外,还可以在隔震设计中使用相对的隔震支座,而隔震装置在损坏后还能更换,那么,桥梁整体受到外界冲击力度下降,桥梁的稳定性得到保障。

要保证隔震设计发挥作用,最为关键的是应科学合理地进行操作。首先是在桥梁建设前,应合理设计桥梁结构,不同的墩柱高度在不同地区不等同气候条件下,产成不同的水平力,要根据实际情况设计桥梁结构。其次,在进行隔震设计时,应当使用柔性支撑结构,这种结构能够有效延长周期,减少地震对桥梁关键部位的损害。还可以在桥梁结构中适量加入间隔物,以满足整个桥梁的荷载、硬度需求。为了减少地震带来的危害,可以适度地增加结构自振周期,降低加速度反应。值得注意的是,为了避免结构位移量过大,可以适当加入阻尼结构,以达到桥梁抗震质量提高的目的。

三、桥梁减隔震技术探析

1.隔震技术运用原则

桥梁抗震技术能力体现在隔震技术地运用上,而隔震技术的运用原则,主要在以下几个方面:首先,在采用隔震技术时,应该提前预判该地桥梁是否适用隔震技术,对已采用隔震技术的桥梁则需判断,隔震技术使用的科学性。并考虑隔震系统在震后的能量吸收问题,例如,采用隔离设施则应选择性能高、结构轻便的设施。其次,使用对称结构,为避免桥梁结构受地震影响而出现受力不均造成桥梁倒塌的问题,要使得结构尽量对称,避免地震共振。最后,应关注桥梁的整体结构,桥梁建设对桥梁的整体要求高,如果某一结构出现问题,不仅会使桥梁功能得不到发挥,而且会导致整体桥梁出现坍塌。因此,应采用科学高效的连接措施,在连接点应加强减震设施,保证桥梁整体性的完整和连续。

2.提前考察桥梁建设点

如上文提及的,在桥梁建设时,要根据实际需求采用隔震设计。所以,桥梁建設工作者在设计方案形成前期,就应当提前考察桥梁建设地,全面考察当地的土质、气候、地基等因素,在全方位的了解之后,还应预判隔震设计运用的效果,除此之外,还要考虑隔震技术的实用性,才能充分发挥隔震技术的作用。在通过科学缜密的计算、分析后,从相关的数据报告能够判断该设计的使用效果,并且结合该地特征,保证隔震技术的实用性能,从而进行相关的桥梁建设工程,如:四川地区易发生地震,就应加强隔震技术运用,而黄土高原地区则应考虑水土流失导致桥梁坍塌。在相关条件都满足的情况下,才能确保桥梁抗震能力的提升。

3.隔震支座的作用

隔震设计包括对隔震支座的运用,改变相关隔震设施的位移、直径、阻尼等。因此,为加强隔震力度,可以采用橡胶支座,将各个隔震支座的间隔控制在2米,并且尽量降低桥梁的扭转幅度。此外,调节上部结构的中心位置和隔震支座的重心保持一致,这样也能减小桥梁的扭转幅度。而隔震支座的直径也要根据实际要求制定,隔震支座受到不同桥梁类型的影响,其直径也会有不同。

4.加固桥墩结构

通常的桥梁在建设时,对将桥墩设计得较高,因此,桥墩的牢固性还有待提高,对桥墩进行加固工作也是常见的抗震措施。在桥墩施工时,常常采用钢混结构和空心截面,或者在横向水平桥墩中间增加系梁,或者增加桥墩的占地面积,以此增加桥梁的稳固性。此外,为了提高桥梁的抗震性,还会在桥墩的顶部和连接部位增加密箍筋。通过加固桥墩,可以有效提高桥梁质量,对桥梁的稳固性作出重要贡献。

四、结语

总之,桥梁建设工程在实际施工中,充分利用隔震技术能够满足桥梁抗震功能实施,在面对突发的地震灾害时,可以发挥作用,最大程度地避免桥梁受到损害。而为保证隔震技术能发挥实际作用,在进行相关操作时,应重视各项工作环节,科学合理的开展工作,确保桥梁的稳定性、安全性。

参考文献:

[1]李建中,管仲国. 桥梁抗震设计理论发展:从结构抗震减震到震后 可恢复设计 [J]. 中国公路学报, 2017(12):1-9.

[2]韩强,贾振雷,何维利,等 . 自复位双柱式摇摆桥梁抗震设计方法 及工程应用 [J]. 中国公路学报, 2017(12):169-177

[3]张稳 . 山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究 [J]. 工程技术 研究,2020(4):245-246.

作者简介:张龙(2000.10.23-),男,安徽省芜湖市人,河南省郑州市华北水利水电大学 道路桥梁与渡河工程专业本科生。

王照(2000.09.29-),女,河南省洛阳市人,河南省郑州市华北水利水电大学 道路桥梁与渡河工程专业本科生。