減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

鄭召文 郭仁濱

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引言

作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有關(guān)交通設(shè)施的建設(shè)在目前的社會發(fā)展中具有重要意義。隨著交通行業(yè)的建設(shè)，國內(nèi)各種類型的交通基礎(chǔ)設(shè)施在不斷地進(jìn)行完善、拓展，其中橋梁工程的建設(shè)在不斷增加，從而導(dǎo)致對于減隔震技術(shù)的有效研發(fā)不斷深入，對于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的進(jìn)一步完善，保證了橋梁結(jié)構(gòu)的正常運行狀態(tài)。在自然災(zāi)害的面前，減隔震技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用保證了橋梁本身的受損面積的有效減少。減隔震技術(shù)的深入發(fā)展，對于各項建筑工程的建設(shè)都有幫助，在交通建設(shè)領(lǐng)域能夠保證橋梁的整體性結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，減少了地震時震動產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞，使得建筑交通設(shè)施在人們的生活中發(fā)揮更好的作用。

1 減隔震技術(shù)的基本概況

減隔震技術(shù)，在其基本含義上被稱為是一種有效的避免結(jié)構(gòu)、構(gòu)件出現(xiàn)損壞，降低災(zāi)害能力傳遞的技術(shù)。在橋梁的建設(shè)過程中應(yīng)用減隔震技術(shù)，會利用多樣化的建設(shè)裝置，盡可能地將支座部分與整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離，隔開能量的傳遞路徑，更好的降低自然災(zāi)害對于橋梁整體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的危害。在目前的社會各項建筑需求不斷發(fā)展中，對于減隔震技術(shù)的研究在不斷深入，同時也不斷發(fā)現(xiàn)著在多個領(lǐng)域的減隔震技術(shù)的應(yīng)用。

減隔震技術(shù)的有效形成是從兩個方面出發(fā)的，將減震和隔震兩個技術(shù)進(jìn)行綜合運用，利用建設(shè)構(gòu)建以及特殊的建筑結(jié)構(gòu)，有效降低地震災(zāi)害對橋梁造成的損傷，保證橋梁運行過程中不受其他自然條件的影響，更好地發(fā)揮作用，延長使用壽命。

其技術(shù)原理就是最為簡單的一種傳遞隔離，不管是建筑構(gòu)件的利用，還是特殊建筑結(jié)構(gòu)的建設(shè)，最終的目的是為了降低災(zāi)害對于橋梁結(jié)構(gòu)的根本傷害，將震動的頻率與橋梁結(jié)構(gòu)的運動頻率相貼合，在同一頻次的影響中，適當(dāng)?shù)难娱L地震災(zāi)害中橋梁出現(xiàn)的震動周期，避開主要的地震影響高破壞時間段。但是，在技術(shù)運用的過程中，對于橋梁的震動周期進(jìn)行大幅改變，會對橋梁結(jié)構(gòu)本身的移動空間產(chǎn)生很大的影響，加大了橋梁移動變形的概率，提高了后期的建設(shè)維修成本，不利于建設(shè)過程的施工順利。對于橋體本身的柔性特點的加強(qiáng)，是會有利于橋梁的變形移動恢復(fù)的，能夠在一定程度上將橋梁本身的損傷進(jìn)行降低，環(huán)境自然災(zāi)害帶來的沖擊[1]。

2 減隔震技術(shù)使用的必然優(yōu)勢

作為交通運輸行業(yè)所必需的建筑交通載體，各類型的交通路線的設(shè)計需要符合社會建設(shè)需求，而今對于橋梁的建設(shè)需求也在隨著交通運輸行業(yè)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。

橋梁本身的結(jié)構(gòu)具有一定的脆弱性，在建設(shè)過程中對于建設(shè)施工的過程中的質(zhì)量管控需要到位，同時需要關(guān)注自然災(zāi)害對于橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)損傷，避免橋梁出現(xiàn)斷裂坍塌，有效保護(hù)人民的財產(chǎn)生命安全。由此，對于減隔震技術(shù)的開發(fā)在研究的過程中得到了多方面的有效利用成果。

現(xiàn)今社會橋梁建設(shè)過程中，大部分都會應(yīng)用減隔震技術(shù)，將橋梁的抗震性能進(jìn)行有效發(fā)揮，在一定程度上維護(hù)交通運輸?shù)男袠I(yè)需求，更好的保證力量社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步發(fā)展。利用減隔震技術(shù)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)完善，從經(jīng)濟(jì)層面來說，是對社會經(jīng)濟(jì)中運輸經(jīng)營的有力保障條件，是維護(hù)群眾的經(jīng)濟(jì)收益的重要保證。從橋梁本身的幾個來看，減隔震技術(shù)的應(yīng)用將會對橋梁的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在更好地進(jìn)行防震建設(shè)的基礎(chǔ)上，將延性抗震帶來的危害進(jìn)行有效降低，利用更加科學(xué)合理的手段對橋梁的損壞進(jìn)行了降低，利用橋梁本身的結(jié)構(gòu)整體性，對橋梁受到地震的震動影響后所產(chǎn)生的慣性與載荷力進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，更好的保護(hù)橋梁不受自然災(zāi)害的影響，維持本身的協(xié)調(diào)性。減隔震技術(shù)的應(yīng)用將橋墩與橋臺的承載作用進(jìn)行了真實的發(fā)揮，將其功能性進(jìn)行有效增強(qiáng)，更好地對自然災(zāi)害帶來的橋梁結(jié)構(gòu)破壞進(jìn)行降低，對于橋梁的質(zhì)量結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效增強(qiáng)，防止橋梁的大面積坍塌情況出現(xiàn)[2]。

3 減隔震技術(shù)的應(yīng)用問題

由于我國對于減隔震技術(shù)的應(yīng)用時間不長，對于技術(shù)的把控和應(yīng)用都沒有很多的經(jīng)驗，因此遇到了一些問題。

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足

減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中的有效實施，需要材料、設(shè)備和技術(shù)的支持，減隔震技術(shù)作為發(fā)展時間不長的技術(shù)，我國在這一方面的配套設(shè)施相對建設(shè)不足，不能滿足需求，沒有相關(guān)的較為完善的政策要求，在基礎(chǔ)的制度管理的建設(shè)上存在一定的不足，因此對于減隔震技術(shù)的發(fā)展存在不利影響。國內(nèi)對于減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段的運用，不能提出詳細(xì)切實的步驟建議，對于技術(shù)施工人員來說，沒有切實可依的具體規(guī)劃以及實施建設(shè)的步驟，都會影響到具體的施工過程，從而對整體的建設(shè)產(chǎn)生影響，對于后續(xù)的工程實施都會產(chǎn)生不良影響，對于減隔震技術(shù)有效實施的優(yōu)勢影響被大幅度降低，在實際的實踐管理中，并不能有效發(fā)揮技術(shù)的應(yīng)用作用，不能實現(xiàn)橋梁在計劃中的抗震性能。

3.2 受到技術(shù)使用范圍的影響

由于減隔震技術(shù)正處于發(fā)展階段，技術(shù)沒有完全成熟，對于一些橋梁工程的建設(shè)并不能很好地融入，像是：橋梁的長期建設(shè)工程，由于減隔震技術(shù)的不熟練，很多前期的預(yù)制工作不能有效進(jìn)行，工期預(yù)估不到位；橋梁的分部工程，對于橋墩的建設(shè)，受到限制；減隔震技術(shù)在橋梁建設(shè)中與梁橋本身的角度方向及地面運動規(guī)律、運動特點有關(guān)，所以，減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中的有效運用要保證滿足基本實施條件。

3.3 相關(guān)工作人員技術(shù)不夠

基于目前減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中進(jìn)行運用的大環(huán)境，國內(nèi)的各項部門對于減隔震技術(shù)的研究不夠深入，相關(guān)的技術(shù)人員對于減隔震技術(shù)的實施步驟還沒有明確，缺乏相關(guān)經(jīng)驗，在進(jìn)行工程的實地建設(shè)時，容易出現(xiàn)不好解決的意外情況，并且解決的方法難以實現(xiàn)，不能對后期的施工順利進(jìn)行提供保證，不利于工程的順利結(jié)束，容易拖延工期。國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)人員在社會基礎(chǔ)發(fā)展不足的情況下，對于外來的先進(jìn)技術(shù)的了解不足，不能對技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行具體研究，專業(yè)的技術(shù)教學(xué)培訓(xùn)還需要從國外進(jìn)口，嚴(yán)重影響了實際的橋梁建設(shè)需要，加上橋梁的建設(shè)是需要與實際的環(huán)境進(jìn)行結(jié)合的，在具體的探查觀測過后，才能提出具體的實施方案規(guī)劃，國外的專家不一定能夠理解國內(nèi)的環(huán)境氣候條件，還是需要培養(yǎng)國內(nèi)的專業(yè)人員。

4 減隔震技術(shù)的基本分類特點

減隔震技術(shù)作為橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中的重要內(nèi)容，有相對應(yīng)的類型劃分。

減震技術(shù)作為分類之一是通過相關(guān)設(shè)備，黏滯阻尼器和擺式滑動摩擦支座以及鉛芯橡膠隔震支座，來對地震所產(chǎn)生的能量進(jìn)行有效降低的，有效提高橋梁的抗震性能，利用設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)特點對地震時產(chǎn)生的震動力進(jìn)行有效吸收，從而減小地震對橋梁的傷害，保持橋梁的完整性和穩(wěn)定性。

隔震技術(shù)的實施主要依靠對震動周期進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式進(jìn)行，在地震方式時，隔震技術(shù)通過對震動周期結(jié)構(gòu)的設(shè)計對地震帶來的能量沖擊進(jìn)行緩沖，降低了地震的振動頻率，對橋梁的質(zhì)量做出保證。

減隔震技術(shù)通過另一種分類方式分成：地基隔震、基礎(chǔ)隔震和上部結(jié)構(gòu)的隔震三種隔震類型。這三種隔震類型也可以進(jìn)行分類，像地基隔震可以通過絕緣和屏蔽兩種隔震方法來達(dá)成目的；基礎(chǔ)的隔震需要在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行隔震裝置的設(shè)置，利用裝置的作用將震動與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔離，有效減少地震的影響；上部結(jié)構(gòu)的隔震主要是在橋墩與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震裝置。

5 減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中的應(yīng)用

5.1 相關(guān)設(shè)施的有效應(yīng)用

在減隔震技術(shù)的有效運用過程中，需要對配套的減隔震裝置設(shè)施進(jìn)行運用；根據(jù)不同地區(qū)類型的橋梁需要利用不同的減隔震裝置。裝置的分類有：鉛芯橡皮支座裝置，這是一種由品質(zhì)優(yōu)良的橡膠制作而成的橡膠制品，在這種設(shè)施的內(nèi)部需要添加多個純度極高的鉛芯，有效運用鉛芯和橡皮的特性，增強(qiáng)設(shè)施的靈活性和耐久性，減少地震災(zāi)害對橋梁造成的損壞；黏滯阻尼減隔震裝置，利用了活塞原理中活塞運動過程中產(chǎn)生的壓力，提供設(shè)備需要的阻尼力，從而有效降低橋梁受到的傷害；高阻尼橡膠支座裝置運用了優(yōu)質(zhì)的具有阻尼成分的添加劑，來構(gòu)成性能優(yōu)秀的減隔震設(shè)備，此種設(shè)備的不足在于對地震危害有效減小的同時會產(chǎn)生發(fā)熱的情況；滑動摩擦型阻尼支座，利用摩擦力和慣性的特點和其產(chǎn)生的作用，在地震中對橋梁進(jìn)行有效保護(hù)；金屬阻尼減震裝置，由于所用到的裝置材料較少，所以在我國進(jìn)行橋梁設(shè)計的過程中，進(jìn)行減隔震技術(shù)的運用時，這種裝置應(yīng)用較少。在設(shè)備利用的過程中，需要根據(jù)設(shè)備特點以及橋梁的建設(shè)需求，在同一類型的產(chǎn)品需要選擇出更加符合要求的產(chǎn)品設(shè)備，保證其減隔震的功效性能，對橋梁的運動轉(zhuǎn)變能夠進(jìn)行良好的適應(yīng)；排除劣質(zhì)產(chǎn)品，篩選其建設(shè)性能，更好地去利用成本更加合適的產(chǎn)品。

5.2 與實際相結(jié)合

在進(jìn)行工程建設(shè)之前，進(jìn)行實地勘察工作，確保減隔震技術(shù)的適用工程場地范圍，首先對要勘察的目標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)，在目標(biāo)確定后收集相關(guān)資料，對勘察目標(biāo)進(jìn)行初步認(rèn)知，熟悉目標(biāo)所在地的基本人文地質(zhì)情況，根據(jù)資料的大體內(nèi)容將建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)特征進(jìn)行匯總，將基本的環(huán)境狀態(tài)條件進(jìn)行上報，在符合規(guī)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域環(huán)境的改變。有效推測工程實施階段的天氣情況，保證施工的順利進(jìn)行，有效利用調(diào)查手法來對目標(biāo)資料進(jìn)行篩選，抽查是否異常，確保地質(zhì)人文環(huán)境的穩(wěn)定性，并且，在資料的收集之后需要對資料的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢測，保證資料數(shù)據(jù)獲取的有效性，充分利用資料時效性的特點，盡可能地了解足夠時間段內(nèi)的環(huán)境歷史及附近可能出現(xiàn)的各項人文狀況，有效進(jìn)行減隔震技術(shù)在橋梁建設(shè)的運用。減隔震技術(shù)應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中，為更好的解決交通需要，橋梁的建設(shè)會與實際的建設(shè)環(huán)境條件相結(jié)合，在建設(shè)工作的整體開工之前，需要對建設(shè)所在地和實際的建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行觀測研究，結(jié)合實際推斷出更加合適的建設(shè)方針政策[3]。

5.3 保證實施的原則性

對于減隔震技術(shù)的有效運用要遵守一定的原則，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計作為設(shè)計階段的重要內(nèi)容，對于橋梁的后期結(jié)構(gòu)性建設(shè)有不小的影響，在減隔震技術(shù)的實施過程中要保證；抗震原則，以抗震目的為首要建設(shè)目標(biāo)，根據(jù)不同的情況進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保證在同樣的震動烈度下，減隔震技術(shù)的實施會對應(yīng)有保護(hù)的橋梁減輕震動損失；力學(xué)原則，減隔震技術(shù)作為以力學(xué)為基礎(chǔ)知識的技術(shù)操作，如果不以力學(xué)基礎(chǔ)知識作為建設(shè)原則，會對技術(shù)發(fā)揮力量產(chǎn)生影響，不利于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的順利進(jìn)行。

6 結(jié)束語

目前，地震災(zāi)害在很多自然災(zāi)害中對橋梁的影響最大，如果不能有效的運用減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計階段發(fā)揮作用，那么會對橋梁產(chǎn)生巨大的影響，不僅是局部的受損，還包括整體性的破壞，所以減隔震技術(shù)的有效運用是迫在眉睫?；趪鴥?nèi)對技術(shù)的缺失要進(jìn)行解決，保證人員以及材料的完整存在，為減隔震技術(shù)的有效運用做出基礎(chǔ)設(shè)施的保證。