APP下载

桥梁结构设计中减隔震技术的应用

2020-09-10周宪超

交通科技与管理 2020年12期
关键词:桥梁结构公路工程

周宪超

摘 要:桥梁工程在公路施工过程中起着重要的作用,其自身结构的抗震性会直接影响交通运输。通过将减隔震设备运用在桥梁结构当中,当发生地震时,其可以减轻地震对桥梁结构造成的损坏,延长桥梁的使用寿命。

关键词:减隔震技术;桥梁结构;公路工程

中图分类号:U442.55 文献标识码:A

当发生地震灾害时,就会使社会出现不必要的经济损失,同时还会对各种工程结构的平稳性造成直接影响,其中包括桥梁工程。为了使桥梁自身的抗震性能得到明显提升,许多设计师在设计桥梁结构过程中均使用了减隔震技术,最大程度上提升了桥梁结构的平稳性与总体性。所以,研究减隔震技术在桥梁结构设计中的运用具有至关重要的作用。

1 减隔震技术概述

1.1 减隔震技术概念

减隔震技术具有隔震和减震的功能。隔震主要是在设计桥梁过程中,可以有效分离器导致的结构损坏运动和结构自身。要想快速实现桥梁结构的分离,需要在施工建设过程中,增加路桥结构的使用时间,针对地震发生率较高的区域,需要精巧的设计路线方向,进而可以把地震灾害波动力度对路桥结构造成的损坏保持可控的范围中。通过对路桥实施减震,可以在发生地震时,针对路桥结构中形成的能量,利用减震支座、阻尼器等有关减震设备消耗其产生的能量,进而可以更好的降低能量对结构造成的破坏。

1.2 减隔震技术原理

1.2.1 减震技术原理

桥梁减震技术的使用原理是通过一些减震设备排放与消耗桥梁结构中产生的能量,进而可以减轻能量对桥梁结构造成的损坏。桥梁减震技术是在桥梁结构当中的主要抗震位置设计阻尼和耗能零件,增强桥梁主要抗震结构的动力性能,通过吸取强力震動形成的巨大能量,同时为桥梁结构发挥缓冲作用,进而可以降低能量对桥梁结构造成的损坏,能够增强桥梁结构的抗震性能,最终使桥梁总体结构的稳定性与安全性得到有效保障。

1.2.2 隔震技术原理

桥梁隔震技术是一种隔震结构的体系,该技术是借助某一种隔震设备构成的特殊结构设计,其主要目的是使用特殊隔震结构把对桥梁运动和桥梁结构造成影响的因素进行分离。隔震结构体系一般分为上部结构、隔震设备及下部结构,同时利用隔震设备使桥梁结构的加速度反应大大下降,同时有效分割地基处震动,进而增强桥梁的总体抗震性能。比如,Rion-Antirion大桥是法国著名公司指导设计,同时进行建设,该大桥底部是使用钢管桩加强固定,同时将砂砾层当作隔震设备。

2 减隔震技术在桥梁结构设计中的应用重要性

地震灾害发生过程中,地震产生的能量会对桥梁的基础结构造成直接影响,若情况严重,乃至会使桥梁倒塌,桥墩出现断裂的情况。这种情况对人们的日常生活造成严重影响,比如,交通、供电、通讯及供水等,如果桥梁被摧毁时,就会对人们的生命财产安全造成直接影响。所以,相关人员设计桥梁结构过程中,需要采用先进的设计方法,从而使桥梁建设的质量得到有效保障。桥梁设计过程中运用减隔震技术指的是,主梁能够保证水平支撑,减轻地震对桥梁造成的不良影响。与此同时,绝缘结构设计完善了桥梁各结构的地震应力,减震抗震隔震在调整桥梁结构设计过程中的横向刚度中可以起到平衡扭转的作用,进而可以降低地震对桥梁结构造成的损坏,增强桥梁结构的抗震性。总而言之,将抗震技术运用在桥梁结构当中具有重要的作用。另外,尽管一些桥梁从强度方面可以承受地震产生的振动力,但是因为桥梁上下部位置结构连接不紧密,总体性较差,通常会导致桥梁上下部结构之间出现较大的相对位移,进而损坏桥梁结构。

3 减隔震技术的实际应用

3.1 摆式滑动摩擦支座的设计

在许多桥梁工程设计过程中均会使用摆式滑动摩擦支座,通过运用这种结构支座能够使桥梁结构设计符合抗震设计的要求,使桥梁工程的总体安全性得到有效保障。摆式滑动摩擦支座的技术方案在应用过程中主要是有机整合滑动摩擦与钟摆的力学原理,从而使桥梁工程减隔震设计效果得到进一步提升。如果外部荷载力对桥梁造成直接影响时,摆式滑动摩擦支座能够发生一定的滑动,然而发生滑动的位置保持一个曲面的设计结构,在曲面滑动摩擦时,能够清除地震产生的外部应力。与此同时,钟摆的设计原理能够延长桥梁支座的使用时间,从而与设计标准相一致,使桥梁工程的使用稳定性得到有效保障。当发生地震灾害时,就会使滑动曲面的曲率半径与滑动摩擦支座的形状发生改变,从而有效的对消地震产生结构形变量,从而发挥出这个结构设计方案的抗震效果。

3.2 铅芯橡胶支座的设计

铅芯橡胶支座这种隔震设备还能够增强桥梁结构的抗震性能,使桥梁结构的使用安全性得到有效保障。这种支座的结构是把众多铅芯安装在分层橡胶支座中组成一整套健全的抗震结构。因为铅芯拥有较强的力学性能,强化其同橡胶支座的有机整合,可以使铅芯的抗震性能大大提高。另外,铅芯支座的屈服剪应力比较低,但是其最初剪切应力非常高,同时还拥有较好的弹塑性能,因为铅芯性能具有这方面的优点,因此其可以符合工程运用中对隔震提出的各种要求,因而铅芯橡胶支座广泛应用于我国的桥梁建设当中。

3.3 梁间连接器的设计

在桥梁设计过程中使用梁间连接器能够使桥梁的稳定性更加安全可靠,桥梁移位往往是一个外部力的因素。梁间连接器的使用能够降低地震的传播。这种设备提供一种非常普遍的阻碍震动传播的功能;在桥梁与桥梁结构之间运用,可以全面发挥保留槽具有的作用,经过阻止桥梁结构在桥墩上的移动,可以使桥梁结构的平稳性得到大大提升。梁间连接器通常需要在桥的两侧进行安装,与两个法轮进行有效连接,这样可以避免桥梁出现倒塌的情况,同时将桥梁倒塌的可能性控制到30%左右。梁间连接器的设计,要求设计人员具有较高的专业水平,同时严格根据设计标准对该设备进行设计。

3.4 黏滞阻尼器的设计

黏滞阻尼器减震设备实际上是一种耗能型设备,其在使用过程中是利用设备当中活塞的前后运动形成压力差,在压力差的推动下,促使黏滞流体流到节流孔当中,然而减震设备会出现耗能与阻尼力。当地震形成的振动力较大时,同样会加快桥梁变形的速度,导致粘滞阻尼器发生相同的变化,进而降低了桥梁结构的变形程度。若将粘滞阻尼器运用在桥梁结构设计当中,则设计人员需要把粘滞阻尼器设计在桥边墩的中间位置,或将其设计在加劲梁与桥梁辅助墩的中间部位。为了实现理想的运用效果,有效设计减隔震装置,使桥梁结构具备较强的抗震性,针对桥梁结构进行全面分析,从而可以使其设计的总体安全性与稳定性得到有效保障。

4 结论

总而言之,桥梁减隔震技术属于一种新型的抗震方法,使用隔震技术能够降低地震等自然灾害对桥梁结构造成的损坏,同时还可以更好的抵消进入桥梁结构当中的能量,进而使桥梁总体结构的稳定性得到有效保障,因此减隔震技术在桥梁设计与施工过程中起着举足轻重的作用。因为减隔震技术的运用在我国还是初级阶段,因此相关企业需要借鉴国外先进的技术,同时在桥梁项目施工建设当中累计有关经验,寻找其存在的问题,进而可以加大桥梁减隔震技术和有关配套技术的科研力度,从而有效的改善与优化减隔震技术。

参考文献:

[1]左维,汪竹英.减隔震技术在桥梁结构设计中的应用[J].交通世界,2020(31):114-115+139.

[2]蓝航.减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析[J].人民交通,2019(12):72+74.

[3]张炯.桥梁结构设计中的减隔震技术的应用分析[J].绿色环保建材,2018(04):127.

[4]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(05):224.

猜你喜欢

桥梁结构公路工程
公路工程中高填深挖路基施工技术的应用探讨
基于移动 GIS 的公路工程外业调查系统研究
论做好公路工程试验检测对公路工程管理的重要意义
公路工程监理项目中成本控制的必要性及有效措施研究
外部粘贴预应力碳纤维板技术加固桥梁结构的工程应用
桥梁结构损伤识别方法的探讨
简支正交异性夹层桥面板稳定性能分析
多线铁路拱加劲连续梁桥上无缝线路梁格模型
工程质量监督在城市桥梁施工中的重要性
线形控制技术在大跨度悬灌连续梁施工中的应用