吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢設(shè)計有限公司，山東 東營 257091)

分析橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計要點(diǎn)

吳軍軍，李大明，張培賢，劉 寧

(山東中咨公路咨詢設(shè)計有限公司，山東 東營 257091)

針對橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計要點(diǎn)和對橋梁工程震害進(jìn)行分析，結(jié)合這些內(nèi)容，探討了隔震設(shè)計過程中，隔震設(shè)計主要內(nèi)容，最后結(jié)合相關(guān)案例，對隔震設(shè)計進(jìn)行深入研究。

橋梁設(shè)計；隔震設(shè)計；震害

1 橋梁設(shè)計中的隔震設(shè)計

1.1 隔震設(shè)計原理

(1) 適當(dāng)延長橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期，進(jìn)一步降低震害所帶來的干擾，使用隔震設(shè)計，促使橋梁原有的自振周期得到有效改變，進(jìn)一步避免震害發(fā)生時，橋梁結(jié)構(gòu)自振周期和地震周期吻合而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振。

(2) 適當(dāng)提高橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼，通過提高阻尼裝置，進(jìn)一步增大橋梁結(jié)構(gòu)阻尼，當(dāng)震害發(fā)生的時候，將橋梁地震力被迅速分散，進(jìn)一步降低地震帶來的影響。

(3) 分散橋梁結(jié)構(gòu)水平地震，因?yàn)樗降卣鹚鶐淼母蓴_比較大。

1.2 隔震設(shè)計的技術(shù)特點(diǎn)

在進(jìn)行橋梁設(shè)計過程中，隔震設(shè)計的主要目的在于為橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計提供一定保障，促使其具備一定的彈性和塑性。在隔震設(shè)計過程中國，除了使用柔性支柱，還需要對橋梁上部或者下部結(jié)構(gòu)單獨(dú)設(shè)置隔震措施，從而完成對結(jié)構(gòu)的保護(hù)，以防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件被損害。對于隔震裝置而言，其屬于隔震設(shè)計中的基礎(chǔ)性內(nèi)容，進(jìn)行隔震設(shè)計過程中，需要對隔震裝置中的等效剛度和等效阻尼進(jìn)行詳細(xì)計算，然后結(jié)合計算結(jié)果，對隔震裝置進(jìn)行科學(xué)選擇。其中的附屬結(jié)構(gòu)同樣屬于隔震設(shè)計的基礎(chǔ)性內(nèi)容。在對附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計過程中，一定要確保細(xì)部設(shè)計足夠精細(xì)化，進(jìn)一步確保隔震裝置對震害帶來的較高反應(yīng)能力。在橋梁的附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，必須確保細(xì)部設(shè)計足夠精細(xì)化，從而確保隔震裝置對震害具有較高的反應(yīng)能力，其中的附屬結(jié)構(gòu)主要有限位裝置和伸縮縫裝置以及防水落梁裝置等。

1.3 隔震設(shè)計的原則

進(jìn)行實(shí)際的隔震設(shè)計之前，一定要提高對橋梁區(qū)域地質(zhì)條件、地質(zhì)狀況等的分析，提高重視力度，保證隔震設(shè)計的有效性和適應(yīng)性。初次進(jìn)行隔震設(shè)計時，需對橋梁項(xiàng)目做全面考察，明確橋梁實(shí)際服務(wù)年限，然后結(jié)合已有的橋梁設(shè)計方案，對各個結(jié)構(gòu)的基本情況進(jìn)行深入分析，最終選擇出比較合適的位置，促使隔震設(shè)計應(yīng)用得以完善，防止出現(xiàn)隔震設(shè)計作用難以發(fā)揮的現(xiàn)象。當(dāng)隔震設(shè)計明確之后，需進(jìn)一步增加橋梁的整體抗震能力，對抗震裝置進(jìn)行合理選擇，遵循適宜原則，促使隔震結(jié)構(gòu)和橋梁之間存在較高的匹配度，并且充分滿足橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能需求。當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害據(jù)結(jié)束之后，開展隔震設(shè)計之后，因?yàn)檎鸷栴}的影響，可能會導(dǎo)致部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的位移。需進(jìn)一步對橋梁結(jié)構(gòu)做出調(diào)整，確保橋梁具有一定安全性。

2 隔震設(shè)計主要內(nèi)容

2.1 隔震裝置

對于隔震裝置而言，其在隔震設(shè)計中，屬于一項(xiàng)關(guān)鍵性因素。目前廣泛使用的兩種隔震設(shè)計方式有：彈性反應(yīng)譜設(shè)計和及時成苗分析法。針對這兩種設(shè)計方式，不同國家有著不同的規(guī)范，在計算公式上也有所不同，存在一些公式所使用的是隔震裝置等效剛度，還存在一些公式所使用的則是隔震裝置等效阻尼。在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計過程中，需結(jié)合實(shí)際情況對不同計算公式進(jìn)行選擇。因?yàn)闃蛄簩Φ卣鸱磻?yīng)以及地震裝置振幅具有一定聯(lián)系，對地震裝置進(jìn)行具體設(shè)計過程中，需要對最大振幅進(jìn)行進(jìn)一步考慮，再這一基礎(chǔ)上，選擇科學(xué)的設(shè)計方式。如果結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，或者存在不規(guī)則橋梁隔震裝置，在具體設(shè)計時， 可有對時程分析法進(jìn)行使用，這種方法具體實(shí)施過程中，技術(shù)人員需對其彈性作出進(jìn)一步計算，對彈性產(chǎn)生變化的范圍作出科學(xué)分析，通過這種方式保障隔震裝置具備較為良好的彈性。針對彈性反應(yīng)譜法的使用而言，這種方式在具體計算過程中相對簡單，在實(shí)際操作時也十分方便，規(guī)范性強(qiáng)，因此被廣泛應(yīng)用在橋梁隔震設(shè)計當(dāng)中。

2.2 附屬結(jié)構(gòu)

隔震裝置是用來隔震的，但是卻難以實(shí)現(xiàn)徹底的隔震，使用時，需對一些附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，其屬于一種附屬設(shè)備，為隔震設(shè)計提供良好的附屬效果。當(dāng)下，有大部分設(shè)計師還沒有意識到，對于附屬結(jié)構(gòu)而言，若進(jìn)行細(xì)部位置的設(shè)計，在進(jìn)行具體計算時相對復(fù)雜，有可能會引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)隔震效果下降，降低隔震反應(yīng)能力。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對橋梁進(jìn)行具體隔震細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中，要求其具備較強(qiáng)的連續(xù)性。針對橋梁而言，對于地震相應(yīng)計算方式而言，需對其作出進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。

3 案例分析

以某工程為例，橋梁全長為188 m，本橋梁所使用的施工技術(shù)是高度等寬預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱式設(shè)計方式。對這一方式進(jìn)行使用，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)對高度尺寸的要求為50 m、87 m、50 m，這種情況下，可以設(shè)置4.8m的橋梁高度，而其跨中則為2.3 m，這時所設(shè)計的箱梁混凝土則控制在19.2 m，確定橋梁底板的厚度為0.3～0.75 m。橋梁中主橋墩選配的混凝土強(qiáng)度等級為C30，然后技術(shù)人員直接將橋墩設(shè)計成1.5 m。對于這一類型的橋梁，為其選擇彈性支撐方式，對橋梁結(jié)構(gòu)之間所存在的相互作用作出模擬，然后對結(jié)構(gòu)具體尺寸進(jìn)行設(shè)計，最后合理布局。

4 結(jié)束語

在進(jìn)行橋梁設(shè)計過程中，隔震設(shè)計具有較高的重要性，尤其是對現(xiàn)代橋梁的設(shè)計。針對橋梁工程而言，對隔震技術(shù)進(jìn)行使用，能夠有效降低地震災(zāi)害對橋梁帶來的破壞。當(dāng)下，我國隔震設(shè)計方面的理論和實(shí)踐技術(shù)均不夠成熟，但是經(jīng)過相關(guān)業(yè)內(nèi)人士的不斷研發(fā)，促使隔震技術(shù)在橋梁防震技術(shù)中發(fā)揮的作用越來越大。

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U442

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1008-3383(2017)10-0136-01

2017-08-01

吳軍軍(1985-)，男，工程師，研究方向：橋梁工程。