市政橋梁項(xiàng)目減隔震設(shè)計(jì)要點(diǎn)探微

葛晶

摘? ? 要：橋梁工程是市政工程建設(shè)的一種重要類型，是推進(jìn)城市化建設(shè)的重要基礎(chǔ)，但是項(xiàng)目本身的特殊性使得其容易出現(xiàn)震動(dòng)問題，加強(qiáng)其減隔震設(shè)計(jì)研討意義重大。文章以市政橋梁項(xiàng)目為研究對象，重點(diǎn)對其減隔震設(shè)計(jì)的價(jià)值與要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：市政橋梁;減隔震;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1? 引言

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，市政橋梁項(xiàng)目在緩解城市交通壓力，完善城市交通網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)揮了非常突出的作用。市政橋梁項(xiàng)目本身的規(guī)模比較大，具有結(jié)構(gòu)繁雜，設(shè)計(jì)要求高等特征，尤其是對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)固性具有較高要求。其中減隔震設(shè)計(jì)更是決定橋梁項(xiàng)目穩(wěn)固性、耐久性、安全性以及使用性能發(fā)揮的一個(gè)關(guān)鍵，所以加強(qiáng)其科學(xué)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

2? 市政橋梁項(xiàng)目中減隔震設(shè)計(jì)的價(jià)值

在開展市政橋梁項(xiàng)目建設(shè)的過程中，橋梁結(jié)構(gòu)常常主要以梁式和拱式為主。其中梁式橋梁的上部節(jié)點(diǎn)部位容易出現(xiàn)活動(dòng)，并且蓋梁常常因?yàn)閷挾炔蛔愣诘卣鸩ㄗ饔孟率沟脵M梁和縱梁之間因?yàn)橄嗷ヅ鲎苍斐蓧嬄涞膯栴}，破壞了市政橋梁的主體結(jié)構(gòu)。而拱式橋梁在地震波影響下非常容易造成拱頂和拱角部位處發(fā)生裂縫或者嚴(yán)重破壞問題。此外，如果發(fā)生比較嚴(yán)重的地震，那么市政橋梁地基土非常容易出現(xiàn)液化反應(yīng)，這會(huì)對橋梁基礎(chǔ)以及橋墩結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，影響了它們的穩(wěn)定性，可能會(huì)誘發(fā)主梁的墜落問題，或者破壞其他橋梁結(jié)構(gòu)，進(jìn)而會(huì)對市政橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性帶來不利影響。

3? 市政橋梁項(xiàng)目中減隔震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1? ?結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)

當(dāng)下國內(nèi)市政橋梁中的大多數(shù)結(jié)構(gòu)都屬于混凝土結(jié)構(gòu)，除了地質(zhì)條件、自然條件等對其產(chǎn)生影響外，偶然或固定荷載同樣會(huì)極大地影響他們結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，相應(yīng)的使用年限一般可以達(dá)到數(shù)十年，所以非常容易因?yàn)槔匣瘑栴}而對其防震和抗震要求帶來不利影響。如果直接拆除重新建設(shè)，那么顯然在經(jīng)濟(jì)上、時(shí)間上都不可行。為了可以有效地規(guī)避上述市政橋梁項(xiàng)目建設(shè)中的情況，可以從初始設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)出發(fā)，認(rèn)真考慮各方面的因素，并且需要為后續(xù)改進(jìn)相應(yīng)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案預(yù)留充足的空間。而在現(xiàn)階段的橋梁結(jié)構(gòu)加固方面，可以靈活地運(yùn)用加鋪鋼材或擴(kuò)大橋梁結(jié)構(gòu)橫截面面積等方式。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)與手段也不斷增多，如纖維增強(qiáng)材料的應(yīng)用可以顯著提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

3.2? 節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在整體市政橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中，節(jié)點(diǎn)本身是重要的傳力構(gòu)件，肩負(fù)著承受和傳遞荷載的作用，并且節(jié)點(diǎn)可以有機(jī)聯(lián)系橋墩結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)，確保整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性。從某種程度上來講，節(jié)點(diǎn)這一橋梁項(xiàng)目結(jié)構(gòu)構(gòu)件也可以起到保護(hù)整體結(jié)構(gòu)可靠性與穩(wěn)定性的作用，所以對其強(qiáng)度與剛度需要注意有效控制。在當(dāng)前的市政橋梁項(xiàng)目建設(shè)過程中，如果蓋梁剛度和橋墩剛度之間本身比較接近，那么在出現(xiàn)地震之后相應(yīng)的側(cè)向慣性力勢必會(huì)對整體結(jié)構(gòu)帶來一定的破壞性，相應(yīng)節(jié)點(diǎn)區(qū)域所設(shè)置的箍筋會(huì)受更大的作用力，這樣勢必會(huì)對節(jié)點(diǎn)的剛度進(jìn)行削弱，影響了其結(jié)構(gòu)抗震的整體性能，所以加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)也是提升橋梁項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的“減隔震”性能中一個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)舉措。

3.3? 基于“性能”抗震設(shè)計(jì)

在實(shí)際的市政橋梁項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，基于性能的抗震設(shè)計(jì)手段與方法也得到了廣泛推廣和應(yīng)用。在市政橋梁項(xiàng)目當(dāng)中有效地開展減隔震設(shè)計(jì)活動(dòng)期間，要注意對抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能進(jìn)一步進(jìn)行明確，首先需要注意科學(xué)地界定橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能以及整體的減隔震性能?？拐鹦阅苤饕侵赣邢奁茐臓顟B(tài)同結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)的構(gòu)建破壞因素之間具有一定聯(lián)系性。關(guān)于其描述而言，一般可以采取不會(huì)造成倒塌，不需修復(fù)且可以繼續(xù)使用，不損壞三個(gè)基本性能水平。但是在市政橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用該種減隔震設(shè)計(jì)方法期間，還要注意科學(xué)定義一組參照的地震風(fēng)險(xiǎn)以及對應(yīng)的設(shè)計(jì)要求與水平。在充分明確抗震性能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，還要注意進(jìn)一步明確橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的實(shí)際目標(biāo)性能，之后結(jié)合《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》等相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)則等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，力求可以最大程度提升結(jié)構(gòu)減隔震設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.4? 優(yōu)選減隔震的裝置

在開展市政橋梁項(xiàng)目減隔震設(shè)計(jì)過程中，為了可以進(jìn)一步提升整體結(jié)構(gòu)的減隔震性能，還要注意優(yōu)選減隔震的裝置，具體需要結(jié)合市政橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)要求等，靈活地選擇分層橡膠支座、互動(dòng)摩擦式支座、鉛芯橡膠支座、鋼阻尼器、摩擦擺減隔震支座、雙曲面球型減隔震支座等多種減隔震裝置，力求可以更好地發(fā)揮減隔震裝置在增強(qiáng)市政橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、抗震性、減震性等方面的積極作用。但是不同類型的減隔震裝置本身的應(yīng)用機(jī)理與使用性能各不相同， 通過所設(shè)計(jì)滑動(dòng)界面的相互摩擦方式來對地震作用下的能量進(jìn)行消耗，以此達(dá)到減震的目的。 通過將鉛棒放在支座中心位置處來對橡膠支座的相應(yīng)阻尼性能進(jìn)行改善的一種支座形式，其在結(jié)構(gòu)物本身重力以及外在作用力下可以使鉛芯形成滯后阻尼的塑性變形，這個(gè)過程會(huì)吸收大量的能量，然后所設(shè)置的橡膠部分可以為其提供重新恢復(fù)的作用力。

此外，在實(shí)際的市政橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，上述的這些減隔震裝置一般都不是獨(dú)立應(yīng)用的，它們之間常?；?dòng)配合，彼此優(yōu)勢互補(bǔ)，這樣更有利于增強(qiáng)市政橋梁結(jié)構(gòu)的減隔震性能。比如，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目減隔震期間，可以有機(jī)結(jié)合阻尼器與分層橡膠支座，或者有機(jī)結(jié)合阻尼器、橡膠支座和滑動(dòng)摩擦式支座等，力求可以最大程度發(fā)揮各種減隔震裝置在提升整體市政橋梁項(xiàng)目減隔震性能方面的積極作用。

3.5? 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

除了要注意采取上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)之外，還要注意加強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。針對市政橋梁項(xiàng)目而言，由于涉及到防落梁裝置、伸縮縫以及限位裝置等較多的橋梁構(gòu)件或附屬結(jié)構(gòu)，所以針對不同部位都要注意匹配隔震設(shè)計(jì)技術(shù)，力求可以全面提升整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。在開展結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮地震的成因以及影響情況等和嚴(yán)重程度等，科學(xué)地設(shè)計(jì)橋梁項(xiàng)目細(xì)部構(gòu)造，力求最大程度提升項(xiàng)目減隔震設(shè)計(jì)的效果。比如，可以結(jié)合項(xiàng)目所在區(qū)域地震的成因以及嚴(yán)重程度等，從減小隔震設(shè)計(jì)偏差出發(fā)，不斷提升整體市政橋梁工程設(shè)計(jì)性能。此外，要注意立足于長遠(yuǎn)視角來設(shè)計(jì)橋梁工程的細(xì)部構(gòu)造，確保其整體的穩(wěn)固性，不可只考慮短期內(nèi)的使用需求。需要注意的是，在對市政橋梁進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)期間，需要本著“先整體，后細(xì)節(jié)”這一基本設(shè)計(jì)思路，首先立足于整體視角考慮橋梁結(jié)構(gòu)的減隔震設(shè)計(jì)思路，之后在從結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)截面尺寸等細(xì)節(jié)視角出發(fā)進(jìn)行仔細(xì)考慮。通過采取上述科學(xué)的橋梁減隔震設(shè)計(jì)思路，才更有利于提升橋梁結(jié)構(gòu)減隔震設(shè)計(jì)的有效性。

4? 結(jié)束語

總之，減隔震設(shè)計(jì)是確保市政橋梁工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的一個(gè)重要設(shè)計(jì)要素。在開展市政橋梁項(xiàng)目減隔震設(shè)計(jì)期間，要重點(diǎn)做好結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，從節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)，優(yōu)選減隔震裝置方面出發(fā)，靈活地選擇和應(yīng)用基于“性能”抗震設(shè)計(jì)方法，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，力求最大程度提升減隔震設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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