涂 海
(重慶市軌道交通設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,重慶 401122)
眾所周知,對于橋梁工程來說,安全性和穩(wěn)定性是其最為重要的標(biāo)志和特點(diǎn)。而對于橋梁工程的建設(shè)來說,其安全性和穩(wěn)定性最為主要的體現(xiàn)就是其抗震能力的設(shè)計。在當(dāng)前的橋梁抗震能力的設(shè)計中,最為常用的就是隔震設(shè)計。隔震設(shè)計也是當(dāng)前優(yōu)勢最為明顯的一種抗震設(shè)計形式,其對于整個橋梁來說意義重大,尤其是對于橋梁后期使用的安全性和使用年限都具備較好的價值。但是具體的隔震方案設(shè)計起來卻并不簡單,除了需要加強(qiáng)對于橋梁工程建設(shè)的分析以確保其能夠進(jìn)行具體的隔震設(shè)計施工之外,還需要針對具體的隔震裝置以及橋梁中的一些細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計,確保隔震設(shè)計的有效性,保障整個隔震設(shè)計能夠達(dá)到最佳的水平。希望本文的一些介紹和探討能夠有助于今后橋梁工程隔震設(shè)計水平的提高。
所謂的橋梁工程隔震設(shè)計主要就是通過必要的隔震裝置以及細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計來達(dá)到減小作用在橋梁工程中的震動載荷大小,最終起到保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的目的。這種隔震設(shè)計的意義是比較明顯的。首先,隔震設(shè)計的應(yīng)用能夠有效地提高橋梁工程的穩(wěn)定性,進(jìn)而保障橋梁工程使用的安全性;其次,恰當(dāng)?shù)脑跇蛄汗こ讨袘?yīng)用隔震設(shè)計還能夠有效地延長橋梁工程的使用年限,起到良好的經(jīng)濟(jì)效果。
對于橋梁過程的隔震設(shè)計而言,其并非是簡簡單單的把一些隔震裝置應(yīng)用于具體的橋梁結(jié)構(gòu)中。在具體的設(shè)計過程中需要注意的內(nèi)容和要點(diǎn)是比較多的,也是極為復(fù)雜的。在具體的隔震設(shè)計之前還需要了解橋梁工程的隔震設(shè)計需要遵循的一些基本原則,進(jìn)而依據(jù)這些基本的原則進(jìn)行具體的隔震設(shè)計。具體而言,這些主要的原則包括以下幾點(diǎn):(1)在整個橋梁工程隔震設(shè)計之前,必須加強(qiáng)對于整個橋梁結(jié)構(gòu)的了解和把握,判斷其是否適合于進(jìn)行隔震設(shè)計。當(dāng)前我國很多地區(qū)的橋梁工程都不適合于進(jìn)行隔震設(shè)計,即使強(qiáng)行進(jìn)行隔震設(shè)計也無法達(dá)到應(yīng)有的效果,甚至還會起到反作用;(2)針對橋梁的基本狀況以及周圍的一些地形地質(zhì)特點(diǎn)和后期使用中的通行狀況來確定橋梁工程設(shè)計中需要應(yīng)對的震動載荷大小,以此來設(shè)計恰當(dāng)?shù)臉蛄汗こ谈粽鸬燃墸瑸榫唧w的橋梁結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計打下堅實(shí)的基礎(chǔ);(3)對于橋梁工程的隔震設(shè)計而言,在設(shè)計中還應(yīng)該考慮其主體結(jié)構(gòu)的問題,避免設(shè)計中的隔震裝置影響了主體結(jié)構(gòu)的完整性。一旦橋梁工程的主體結(jié)構(gòu)受損,那么即使橋梁工程隔震設(shè)計達(dá)到了理想的程度也無法保障整個橋梁工程的穩(wěn)定性和安全性。
對于橋梁工程的隔震設(shè)計來說,其最為主要的部分就是進(jìn)行專業(yè)的隔震裝置的設(shè)計。這是保障其隔震能力的基礎(chǔ),也是發(fā)揮隔震作用的最為主要的部分。對于隔震裝置的設(shè)計而言,其最為主要的就是準(zhǔn)確的計算隔震裝置的等效阻尼和等效剛度。這是確定隔震裝置的最為主要的兩個指標(biāo)。而對于計算方法,在當(dāng)前的橋梁工程隔震設(shè)計中比較繁雜,其中最常用的主要有兩種,即時程方法和彈性反應(yīng)譜方法。這兩種方法中又以彈性反應(yīng)譜方法最為實(shí)用。
彈性反應(yīng)譜方法不僅僅在我國得到了廣泛的應(yīng)用,在國外的很多國家也得到了廣泛的使用,也因此而出現(xiàn)了很多不同的具體計算公式和計算模式。當(dāng)前比較盛行的主要是美國、歐洲和日本的計算標(biāo)準(zhǔn),采用該方法進(jìn)行隔震裝置的設(shè)計具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。首先該計算方法的使用比較簡單,能夠較為便捷的計算出所需要的等效阻尼和等效剛度指標(biāo),并且該計算方法的準(zhǔn)確性也比較高,能夠準(zhǔn)確的設(shè)置橋梁工程的隔震裝置,使其能夠最大程度的達(dá)到最佳的形變,進(jìn)而確保隔震性能的最優(yōu)化。對于時程方法而言,其主要適用于一些不規(guī)則的橋梁工程隔震設(shè)計,在這類橋梁中能夠起到較好的設(shè)計效果。
在整個的橋梁工程隔震設(shè)計中,除了要做好最為主要的隔震裝置設(shè)計之外,還應(yīng)該針對其它的一些橋梁細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計。這些細(xì)部構(gòu)造也能夠?qū)τ跇蛄汗こ痰母粽鹦Ч鸬揭欢ǖ妮o助作用。比如橋梁工程中常見的伸縮縫、限位裝置以及防落梁裝置等,這些裝置雖然不是單純的隔震裝置,但是卻是能夠發(fā)揮較好的隔震效果。當(dāng)然這必須建立在恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計基礎(chǔ)之上。但是就當(dāng)前我國的隔震設(shè)計現(xiàn)狀來看,在細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計上明顯的存在重視程度不足的問題。設(shè)計中很容易忽視這一點(diǎn),這樣也就造成了隔震效果的下降。因此,這也就成為了今后橋梁工程隔震設(shè)計的一個重要突破口。對于細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計加強(qiáng)結(jié)合實(shí)際狀況的分析和探討,進(jìn)而提高其隔震方面的作用。當(dāng)然在設(shè)計過程中也應(yīng)該注意到細(xì)部構(gòu)造原有的功能特點(diǎn),不能夠以損害其原有的功能為條件來提高其隔震能力。此外,還應(yīng)該保障這些細(xì)部構(gòu)造之間的連續(xù)性,提高整個橋梁工程的結(jié)構(gòu)性能。
綜上所述,在橋梁工程的建設(shè)過程中,相應(yīng)的隔震設(shè)計是必不可少的。橋梁隔震作用的準(zhǔn)確發(fā)揮能夠在較大程度上保障橋梁在使用中具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性,進(jìn)而避免了橋梁在一定載荷的作用下發(fā)生倒塌的危險。這一點(diǎn)對于橋梁工程而言是極為關(guān)鍵的,也是橋梁必須具備的一個特性。對于橋梁使用的安全性以及使用壽命的延長都具有較高的價值。但是對于具體的橋梁隔震設(shè)計而言,其設(shè)計的難度也是比較大的,除了必須要遵循的一些基本設(shè)計原則之外,還應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)對于橋梁隔震裝置的設(shè)計。當(dāng)然與之相對應(yīng)的一些橋梁細(xì)部構(gòu)造也需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計,全面合理的做好這兩者的設(shè)計才能夠最終保障整個橋梁具備較強(qiáng)的隔震能力。上述簡要的設(shè)計措施和設(shè)計原則雖然對于很多的橋梁施工都比較適用,但是具體到每一個不同的橋梁工程項目中,如何進(jìn)行恰當(dāng)合理的設(shè)計仍然需要專業(yè)設(shè)計人員進(jìn)行符合實(shí)際狀況的設(shè)計,確保其能夠發(fā)揮最佳的隔震效果。
[1]康東,劉卓君.關(guān)于橋梁設(shè)計中隔震設(shè)計的探討[J].中國科技投資,2012(33).
[2]黃福偉,許鋒,鄭萬山.橋梁抗震加固技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].公路交通技術(shù)2003(05).