橋梁隧道設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的重要性

劉軍

摘 要：結(jié)合實(shí)際，對(duì)橋梁隧道設(shè)計(jì)過(guò)程中隔震設(shè)計(jì)的重要性進(jìn)行了分析。首先分析了隔震設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用價(jià)值，其次在闡述橋梁隧道工程遇到震動(dòng)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁隔震設(shè)計(jì)的實(shí)踐要點(diǎn)進(jìn)行了探究，希望論述之后可以給相關(guān)工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：橋梁隧道;隔震設(shè)計(jì);重要性

中圖分類(lèi)號(hào)：U442.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 隔震設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)中的價(jià)值

在整個(gè)橋梁施工建設(shè)的環(huán)節(jié)中，一般會(huì)選擇阻尼器和隔震器來(lái)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)，能夠以較強(qiáng)的支撐力度來(lái)提升整體的隔震效果。與此同時(shí)，還要時(shí)刻關(guān)注橋梁的阻尼效應(yīng)，這樣可以保證在地震發(fā)生的過(guò)程中減少損失程度，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。從我國(guó)目前的設(shè)計(jì)狀況來(lái)看，依舊采用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)來(lái)服務(wù)于我國(guó)的橋梁建設(shè)。從橋梁的隔震設(shè)計(jì)情況來(lái)看，為了能夠有效分解地震帶來(lái)的地震波，減少其對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響，延長(zhǎng)使用壽命，需要在地面運(yùn)動(dòng)的整體周期中選擇合適的方式進(jìn)行調(diào)整，提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。與此同時(shí)，隔震設(shè)計(jì)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的抗震效果，可以以最優(yōu)的方案進(jìn)行全程的隔震操作。相比較而言，這種設(shè)計(jì)的維修費(fèi)較低，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)的投資工作。不僅可以提升整體的安全質(zhì)量，而且也能夠給相關(guān)部門(mén)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2 橋梁隧道工程震害問(wèn)題

2.1 上部橋梁結(jié)構(gòu)

從橋梁隧道工程的整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，由于內(nèi)部的結(jié)構(gòu)較為單一，所以在整體的組合形式中表現(xiàn)出上下結(jié)構(gòu)的特征。如果上部結(jié)構(gòu)受到外力沖擊，那么會(huì)給整體的橋梁結(jié)構(gòu)帶來(lái)致命性的打擊。為了減少位移和碰撞性震害現(xiàn)象，務(wù)必從源頭上把控病害問(wèn)題的內(nèi)容，有效地控制混凝土整體脫落的狀況，只有這樣才能夠提升整體的結(jié)構(gòu)性能，減少偏移現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 橋梁支座

作為整個(gè)工程的主體承載結(jié)構(gòu)，還需要關(guān)注橋梁支座的內(nèi)容。如果橋梁支座出現(xiàn)了嚴(yán)重的病害，那么會(huì)給橋梁整體結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。從現(xiàn)實(shí)的情況來(lái)看，病害的表現(xiàn)方式是錨固螺栓拔出、橋面分離等。

2.3 橋梁基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)

作為整體工程的關(guān)鍵部分，橋梁根基和下部的內(nèi)容是工程項(xiàng)目的關(guān)鍵。一旦發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害，那么橋梁的整體就會(huì)出現(xiàn)不同程度的損傷。如果情況非常嚴(yán)重，那么橋梁工程的安全性能也會(huì)大幅度降低[1]。

3 橋梁隔震設(shè)計(jì)

3.1 橋梁隔震設(shè)計(jì)的主要原理

在橋梁隧道工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)里，一般會(huì)選擇隔震施工技術(shù)進(jìn)行施工。通過(guò)在橋梁隧道內(nèi)部進(jìn)行隔震系統(tǒng)的布置，可以確保隧道內(nèi)部的安全性。這種技術(shù)具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以緩解地震發(fā)生時(shí)的各種沖擊力，保證行車(chē)能夠安全運(yùn)行。從目前的橋梁抗震設(shè)計(jì)情況來(lái)看，應(yīng)該從橋梁隧道的自身結(jié)構(gòu)出發(fā)，做好強(qiáng)度和剛度的設(shè)置工作。只有這樣才能夠滿足整體的承載力需要，從而緩解地震帶來(lái)的影響。除此之外，隔震系統(tǒng)的加入，可以使橋梁隧道設(shè)計(jì)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。借助多樣化的阻尼裝置和柔性系統(tǒng)，使得隧道內(nèi)部的中心結(jié)構(gòu)可以和地面形成一定的距離，減少兩者接觸的機(jī)會(huì)，提升橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

3.2 橋梁隔震設(shè)計(jì)的主要特征

在對(duì)橋梁工程項(xiàng)目進(jìn)行全面隔震設(shè)計(jì)處理時(shí)，需要從實(shí)際出發(fā)增加支撐梁的尺寸大小，確保整體的接觸面積能夠符合抗震性能。除此之外，應(yīng)當(dāng)關(guān)注材料的基本材質(zhì)，看其是否符合具體的承載需要?？偟膩?lái)說(shuō)，應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注橋梁的結(jié)構(gòu)剛度，從而達(dá)到行業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)。

另外，還應(yīng)該拓寬隧道內(nèi)部的設(shè)計(jì)空間，一般會(huì)采用柔性結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭建，只有這樣才能夠提升橋梁結(jié)構(gòu)的韌性需求。即使發(fā)生較大的地震，相關(guān)的地震沖擊波也不會(huì)對(duì)隧道產(chǎn)生任何影響。作為一種常見(jiàn)的隔震設(shè)計(jì)理念，一般會(huì)通過(guò)多樣化的隔震形式來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的目標(biāo)。尤其是在橋梁隧道工程的施工環(huán)節(jié)中，需要綜合多方面的要素進(jìn)行調(diào)整升級(jí)。從設(shè)計(jì)的理念著手，做好隔震結(jié)構(gòu)的分離操作，強(qiáng)化整體結(jié)構(gòu)的防護(hù)內(nèi)容，可以保證橋梁結(jié)構(gòu)的完整度。

為了保證橋梁隧道工程的抗震性具有較好的效果，還應(yīng)該通過(guò)先進(jìn)的隔震裝置進(jìn)行處理。在進(jìn)行橋梁隧道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行計(jì)算，只有這樣才能夠確保最終的隔震性能符合實(shí)際需要。

3.3 設(shè)計(jì)橋梁隔振效果的原則

（1）將隔震設(shè)計(jì)和橋梁隧道設(shè)計(jì)相分離。具體原因如下：

①一旦發(fā)生嚴(yán)重的地震，地震的能量可能會(huì)被橋梁結(jié)構(gòu)吸收，這樣可以保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性;②在橋梁隧道施工環(huán)節(jié)中，隔震設(shè)計(jì)理念可能會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)，所以不能選用這種隔震方案進(jìn)行施工;③從橋梁下部結(jié)構(gòu)的情況來(lái)看，由于較差的剛度性能，無(wú)法滿足橋梁長(zhǎng)時(shí)間的使用需求，所以不會(huì)采用這種隔震設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工;④在橋梁的施工過(guò)程中，還有一些支座結(jié)構(gòu)會(huì)增加一些負(fù)方向的支撐力，因此不能使用這種隔震設(shè)計(jì)方案。

（2）在使用隔震設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，由于橋梁隧道項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性，所以在上部結(jié)構(gòu)的處理上不會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的影響。如果出現(xiàn)了偏移問(wèn)題，應(yīng)該在此部位進(jìn)行隔震裝置的加設(shè)，從而提升整體的穩(wěn)固性能。

（3）在確定隔震設(shè)計(jì)方案之后，必要時(shí)通過(guò)多次比較來(lái)尋求其中的優(yōu)勢(shì)。

（4）等到橋梁隧道工程的堅(jiān)實(shí)度達(dá)到基本的規(guī)范后，如果地基出現(xiàn)了松軟問(wèn)題，那么也會(huì)影響到整體的性能。

（5）如果外部條件允許，那么會(huì)采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式來(lái)對(duì)橋梁隧道進(jìn)行施工，可以滿足基本的力學(xué)性能需求[2-3]。

4 隔震設(shè)計(jì)在橋梁隧道施工過(guò)程中的必要性

4.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在正式開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，需要充分地考慮到工程的具體情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)開(kāi)展地質(zhì)勘查工作，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行全面分析。然后結(jié)合具體的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注隔震設(shè)計(jì)的各項(xiàng)內(nèi)容。特別是在橋梁隧道的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)里，應(yīng)該保證隔震設(shè)計(jì)方案和具體的施工方案能夠一致，只有這樣才能夠以綜合性的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提升橋梁隧道工程的整體性能。

4.2 合理應(yīng)用隔震裝置

要充分發(fā)揮隔震裝置的整體性能，使其在使用的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象。要時(shí)刻關(guān)注橋梁隧道的上下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性狀況，從而提升整體的連接效果。尤其是在橋梁隧道工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)里，需要將隔震理念完全地融入到整體的施工過(guò)程中去。在地震發(fā)生后，假如橋梁隧道出現(xiàn)了嚴(yán)重的變形問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)采取措施來(lái)提升整體的安全指標(biāo)。

在實(shí)踐中，施工方為了加強(qiáng)工程建設(shè)的減震、隔震性能并不會(huì)單獨(dú)使用上述的減隔震裝置。由于各種裝置的優(yōu)缺點(diǎn)各有不同，因此，在實(shí)踐中，通常會(huì)運(yùn)用組合的方式將兩種或者幾種裝置結(jié)合起來(lái)達(dá)到裝置的設(shè)計(jì)目的。這樣做不僅可以避免單一的減隔震裝置無(wú)法完全達(dá)到設(shè)置目的，浪費(fèi)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本投入，降低工程的質(zhì)量，而且還能運(yùn)用多種技術(shù)，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和工程應(yīng)用。

4.3 確保橋梁隧道安全設(shè)計(jì)

在當(dāng)今時(shí)代，世界各國(guó)都呈現(xiàn)出科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷壯大的趨勢(shì)。對(duì)于各行各業(yè)的技術(shù)研發(fā)成果也隨之進(jìn)入人們的視野。尤其是隨著各國(guó)生產(chǎn)力的不斷提升，大部分的國(guó)家都在不斷地興修利民、便民工程，尤其是交通運(yùn)輸工程。而近年來(lái)，自然災(zāi)害的頻頻發(fā)生，也使得各個(gè)國(guó)家都注意到了工程的防震性能這一問(wèn)題。為了保障工程的建設(shè)質(zhì)量，尤其需要對(duì)工程的防震性進(jìn)行技術(shù)的加固。橋梁隧道的安全就是在建設(shè)工程中需要運(yùn)用防震技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這是由隧道的獨(dú)特性決定的。如果橋梁隧道等工程中沒(méi)有應(yīng)用隔震技術(shù)，那么萬(wàn)一地震來(lái)臨，那么隧道就會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定而無(wú)法支撐，這會(huì)使得隧道中的所有人都發(fā)生生命危險(xiǎn)，給我國(guó)和社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的損失。而我國(guó)的自然地理環(huán)境又決定了我國(guó)必須加強(qiáng)減震、隔震的技術(shù)研究，保障我國(guó)的橋梁隧道安全，保障我國(guó)人民的安全出行。在進(jìn)行橋梁隧道防震技術(shù)的研發(fā)時(shí)也應(yīng)當(dāng)注意不要閉門(mén)造車(chē)，應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)世界上的領(lǐng)先技術(shù)成果，應(yīng)用于我國(guó)的橋梁隧道建設(shè)中去，提升我國(guó)工程建設(shè)的安全系數(shù)，提高我國(guó)的工程建設(shè)質(zhì)量。

4.4 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在近幾年發(fā)生的新聞以及日常生活中可以觀察到某處的橋梁進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)工作，在某些部分的公路以及橋梁上肯定會(huì)限制通行車(chē)輛的重量。對(duì)其進(jìn)行思考，可以得出原因。其原因在于：橋梁設(shè)施的結(jié)構(gòu)。由于我國(guó)目前的大部分橋梁結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，而混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不僅會(huì)受到自然地理環(huán)境的影響還會(huì)受到重量的影響。如果橋梁上方通行的車(chē)輛超過(guò)一定的限制，那么橋體結(jié)構(gòu)可能會(huì)受到影響。而我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，這就使得我國(guó)必須對(duì)橋梁路段進(jìn)行限重，并且同時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定期的維修、養(yǎng)護(hù)工作。但是目前我國(guó)橋梁維護(hù)工作存在的一個(gè)難點(diǎn)是，現(xiàn)有的橋梁工程并沒(méi)有為日后的維修留出空間和可能性。而考慮到經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和出行壓力，又不可能將橋梁拆除重新建造。因此，為了防止日后類(lèi)似問(wèn)題的再次發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在建筑橋梁時(shí)就預(yù)留出日后進(jìn)行加固的空間，以提高工程的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析，為了能夠提升橋梁隧道工程的綜合性能，確保日常的交通安全，應(yīng)當(dāng)將隔震技術(shù)全面地融入到橋梁隧道工程的建設(shè)中去。只有這樣才能夠提升橋梁隧道的安全穩(wěn)定性，保障人們的出行安全。

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