張宏杰

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(duì)象，重點(diǎn)對(duì)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)

中圖分類號(hào)：U442.5? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）15-0096-02

Abstract： Bridge engineering is an important type of municipal engineering construction and an important foundation for promoting urbanization construction， but the particularity of the project itself makes it prone to vibration problems， so it is of great significance to strengthen its seismic isolation design. Taking the municipal bridge project as the research object， this paper focuses on the value and key points of its seismic isolation design.

Keywords： municipal bridge; seismic reduction and isolation; design points

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(duì)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。

1 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(duì)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(duì)市政橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性帶來不利影響。

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

2.1 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(duì)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(duì)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。

2.2 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(duì)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(duì)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(duì)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。

2.3 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(duì)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(duì)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。

2.4 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，如圖1展示的是摩擦擺減隔震支座主要是運(yùn)用鐘擺原理，通過所設(shè)計(jì)滑動(dòng)界面的相互摩擦方式來對(duì)地震作用下的能量進(jìn)行消耗，以此達(dá)到減震的目的。圖2展示的鉛芯橡膠支座則是一種基于板式橡膠支座，通過將鉛棒放在支座中心位置處來對(duì)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。

2.5 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(duì)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(duì)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(duì)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。

3 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。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳蛟.淺談橋梁抗震設(shè)計(jì)方法與減隔震技術(shù)[J].低碳世界，2016（12）：206-207.

[2]程玉營.橋梁減隔震設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[3]CJJ 166-2011.城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2011.

[4]楊甲暉.橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的重要性研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（17）：31-33+40.

[5]劉鵬飛.減隔震技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].城市建筑，2014（6）：56+69.