淺論橋樑設計中隔震設計的重要性
General 更新 2024年05月23日
論文關鍵詞：橋樑設計 隔震設計
論文摘要：近年來我國城市交通事業迅猛發展，橋樑在城市發展中的作用日益顯現和提高，因此客觀上要求橋樑抗震效能的增強與改善。本文從三個方面來介紹橋樑設計中的隔震設計：第一部分強調了加強橋樑隔震設計的重要性，第二部分介紹了橋樑隔震設計的相關理論，在第三部分著重介紹了橋樑隔震設計的方法。
橋樑是現代城市化建設中的重要基礎設施，它具有極強的社會公共性，建設時其投資較大且後期運營管理中也相對困難。另外橋樑作為危機管理系統的重要構成部分，應當具備較強的抗震效能，因為橋樑抗震效能的提高可以有效地減少地震後的損失。
1.1 橋樑隔震設計的重要性
橋樑設計中的隔震設計指的是在橋樑建設時安裝隔震器，它可以使橋樑在水平方向上得到柔性支承，這樣就使水平方向上的週期延長，另外還要安裝阻尼器來，這樣做是為了提高橋樑的阻尼效應，可以再地震發生時降低地震的作用。
近些年,國外一些發達國際在橋樑的隔震設計方面加強了研究取得了很多重大的突破。但我國在這些方面還比較落後，研究還處於初級階段且缺乏系統性，主要一些方法大多采用國外的研究經驗和成果。
在橋樑的設計中加強隔震設計，可以有效地改善和分解地震後的地震力在各結構支座間力的分佈情況，這樣可以保護橋樑的基礎部位，同時對橋樑的上部結構可以有效地支撐和保護。
在橋樑設計中的相關隔震設計可起到調節橫向剛度的作用，這樣可以改善橋樑結構扭轉平衡的問題，有效地降低了地震力。
在橋樑設計中的上部結構時，採用隔震減少甚至消除地震後橋樑的上下部結構出現的超出建設彈性範圍的現象, 防止超出彈性範圍後區域性部位發生變形。
在橋樑設計中進行隔震系統的設計，可以取得比普通抗震設計更好的抗震效能，這樣就在不增加工程造價的情況下，還提高了工程的質量。
在橋樑的隔震設計中採用的隔震支座若在正常使用條件下,由於溫度的變化或者其它的形變而發生變化，它們的形變相對也較小，這樣就能為城市建設中高架橋樑設計中多跨連續樑橋的採用，即減小伸縮縫的使用提供了方便。
與那些未採用隔震設計的橋樑相比較，採用了隔震設計的橋樑可以在經歷了較大的地震後，較容易地更換隔震設計和裝置，且維修的時間相對較短，維修的費用也相對較低。
2 橋樑隔震設計理論概述
2.1 隔震技術的原理
隔震是抗震方式發展的一種新形式和新趨勢，它的作用是通過減小而並非抵抗地震的作用來起到橋樑的保護結構不受損、橋樑的抗震能力增強的效果。在通常的橋樑設計和施工中，提高橋樑抗震效果的方法通常是通過提高橋樑結構的整體強度和變形能力。與之相對比，橋樑的隔震設計主要特點在於引入了柔性裝置的設計，這樣做就使橋樑的重要結構構件可以與水平地面運動在一定程度上的關聯性減少，使重要構件在地震後不會發生破壞性的損傷，使結構的反應加速度比地面的加速度小，另外，由於採用了阻尼設計，這樣阻尼就有效地將地震帶來的能量得到消耗，當能量傳遞到橋樑上部以及隔震結構時作用力已大大減小。
2.2 隔震技術的特點
隔震技術在橋樑抗震設計中的的應用，主要目的就是為了利用這些隔震裝置達到延長結構週期、消耗地震能量和降低地震後結構毀壞和變化的效果。在橋樑進行隔震設計時，最關鍵的因素就是要求要有合理的設計，使相關的抗震系統構件能夠具有較強的彈性和可塑性。
隔震技術在橋樑設計中的採用，一方面可起到減少工程造價同時提高工程效能的效果，它往往要比常規的抗震設計的抗震效能高，可以有效地保護橋樑墩柱，達到降低橋樑墩柱延性需求的作用和目的；另一方面上部結構中隔震措施的採用可以有效地減小或者消除地震後橋樑的下部結構超出彈性範圍的反映和現象，對於那些在地震後難以檢查或者修復的地方，隔震設計可以避免在這些部位發生嚴重的非彈性變形。
2.3 橋樑隔震設計的基本原則
橋樑隔震設計是加強橋樑抗震效能的重要要求，但在進行隔震設計時應當遵守以下幾個基本原則，只有認真遵守這些原則，才能有效地、切實地提高橋樑抗震效能，這些原則分別是：
應對橋樑是否適宜採用隔震設計進行科學的考察，考察應當以其週期增長後系統能否有效地提高地震時能量的吸收，且以這個為判斷的判據。對於不適合進行抗震結構的橋樑地段，不能盲目地進行施工。
隔震裝置在橋樑設計中若被採用，則它的上部結構在地震後會產生相對的位移，這將對橋樑的後期使用和功能產生影響，因此在地震後，應當加強對隔震裝置的修補和完善。
若在橋樑設計時採用了相關的隔震措施，那麼應當保證橋樑的抗震效能不低於那些採用普通抗震設計所起到的抗震效能的大小。
應當對採用隔震措施橋樑附近的地質環境以及橋樑地基進行科學地研究和勘測，隔震橋樑附近應當具有較為堅實的地質條件。
在採用隔震裝置時，應當儘可能地選擇和採用那些結構簡單且同時符合所需隔震效能的裝置，且應當保證在其力學效能的範圍內科學地採用。
3 橋樑的隔震設計
3.1 隔震裝置的設計
隔震裝置的設計和結構其它構件的設計是隔震橋樑抗震設計的兩個主要方面。隔震裝置的設計是隔震設計的中心，當前，在橋樑的隔震設計中較為普遍採用的方法是彈性反應譜法，這種方法被大部分國家採用，但有不同的規範，主要有美國的、日本的和歐洲的規範，它們之間區別不大，主要在於計算公式的不同，這些計算公式是指隔震裝置等效剛度的計算和和等效阻尼的計算，與之相對比，那些複雜性強或較為不規則的橋樑，較為常用的方法是時程方法。
彈性反應譜方法之所以得到普遍採用，一方面是因為施工時計算的相對簡單，另一方面是因為它和現有的規範計算方法很接近，這樣便易於接受，最後應當引起注意的是眾所周知隔震裝置的等效剛度和等效阻尼的計算是與隔震裝置在地震中的最大變形程度有關的，繼而隔震裝置的變形又與整個橋樑的地震響應程度有關係，所以客觀上要求我們對於採用彈性反應譜方法進行的隔震設計應當是一個不斷完善和變化的過程。由於在具體的計算中，對於目標的實現和達到沒有直接的公式可採用，因此這就要求設計人員對橋樑結構地震響應的程度有較好的掌握和預估，地震發生後，較為熟練的工程師可以依據其長期工作的經驗初步地制定設計方案，方案完成後，再用一系列的時程來分析和驗證其設計是否合理。
3.2 細部構造的設計
橋樑的附屬結構在橋樑的隔震設計中同樣發揮著巨大的作用，這些附屬結構和構件主要包括限位裝置、伸縮縫、防落樑裝置等，通過對諸多震害調查的分析和動力時程分析我們發現這些細部構造是影響橋樑結構動力響應和隔震效果的重要方面。但當前普遍存在的問題是大多數的設計人員會忽略細部構造的設計、將其置於次要地位，另外一方面這也是由於在地震響應的計算時附屬結構的計算方法較為複雜造成的。在細部構件的設計時應當具有良好的連續性。
4 結束語
橋樑設計中的隔震設計是提高橋樑工程質量的重要方面，雖然目前我國的隔震技術還處於初級階段，但我們應當科學地吸收和借鑑國外的一些技術經驗，完善我國國內橋樑設計中的隔震設計，提高橋樑的抗震效能。
參考文獻
[1]朱東生.橋樑抗展設計中幾個問題的研究（博士學位論文）西南交通大學，1999年.
[2]韓鵬，孟劼.淺談橋樑抗震設計方法與減隔震技術[J].山西建築,2009,16.
[3]劉鵬.橋樑抗震的減隔震技術[J].科技資訊,2006,33.
淺談高層結構設計中相關問題
地下連續牆施工中的若干難點及對策
論文摘要：近年來我國城市交通事業迅猛發展，橋樑在城市發展中的作用日益顯現和提高，因此客觀上要求橋樑抗震效能的增強與改善。本文從三個方面來介紹橋樑設計中的隔震設計：第一部分強調了加強橋樑隔震設計的重要性，第二部分介紹了橋樑隔震設計的相關理論，在第三部分著重介紹了橋樑隔震設計的方法。
橋樑是現代城市化建設中的重要基礎設施，它具有極強的社會公共性，建設時其投資較大且後期運營管理中也相對困難。另外橋樑作為危機管理系統的重要構成部分，應當具備較強的抗震效能，因為橋樑抗震效能的提高可以有效地減少地震後的損失。
1.1 橋樑隔震設計的重要性
橋樑設計中的隔震設計指的是在橋樑建設時安裝隔震器，它可以使橋樑在水平方向上得到柔性支承，這樣就使水平方向上的週期延長，另外還要安裝阻尼器來，這樣做是為了提高橋樑的阻尼效應，可以再地震發生時降低地震的作用。
近些年,國外一些發達國際在橋樑的隔震設計方面加強了研究取得了很多重大的突破。但我國在這些方面還比較落後，研究還處於初級階段且缺乏系統性，主要一些方法大多采用國外的研究經驗和成果。
在橋樑的設計中加強隔震設計，可以有效地改善和分解地震後的地震力在各結構支座間力的分佈情況，這樣可以保護橋樑的基礎部位，同時對橋樑的上部結構可以有效地支撐和保護。
在橋樑設計中的相關隔震設計可起到調節橫向剛度的作用，這樣可以改善橋樑結構扭轉平衡的問題，有效地降低了地震力。
在橋樑設計中的上部結構時，採用隔震減少甚至消除地震後橋樑的上下部結構出現的超出建設彈性範圍的現象, 防止超出彈性範圍後區域性部位發生變形。
在橋樑設計中進行隔震系統的設計，可以取得比普通抗震設計更好的抗震效能，這樣就在不增加工程造價的情況下，還提高了工程的質量。
在橋樑的隔震設計中採用的隔震支座若在正常使用條件下,由於溫度的變化或者其它的形變而發生變化，它們的形變相對也較小，這樣就能為城市建設中高架橋樑設計中多跨連續樑橋的採用，即減小伸縮縫的使用提供了方便。
與那些未採用隔震設計的橋樑相比較，採用了隔震設計的橋樑可以在經歷了較大的地震後，較容易地更換隔震設計和裝置，且維修的時間相對較短，維修的費用也相對較低。
2 橋樑隔震設計理論概述
2.1 隔震技術的原理
隔震是抗震方式發展的一種新形式和新趨勢，它的作用是通過減小而並非抵抗地震的作用來起到橋樑的保護結構不受損、橋樑的抗震能力增強的效果。在通常的橋樑設計和施工中，提高橋樑抗震效果的方法通常是通過提高橋樑結構的整體強度和變形能力。與之相對比，橋樑的隔震設計主要特點在於引入了柔性裝置的設計，這樣做就使橋樑的重要結構構件可以與水平地面運動在一定程度上的關聯性減少，使重要構件在地震後不會發生破壞性的損傷，使結構的反應加速度比地面的加速度小，另外，由於採用了阻尼設計，這樣阻尼就有效地將地震帶來的能量得到消耗，當能量傳遞到橋樑上部以及隔震結構時作用力已大大減小。
2.2 隔震技術的特點
隔震技術在橋樑抗震設計中的的應用，主要目的就是為了利用這些隔震裝置達到延長結構週期、消耗地震能量和降低地震後結構毀壞和變化的效果。在橋樑進行隔震設計時，最關鍵的因素就是要求要有合理的設計，使相關的抗震系統構件能夠具有較強的彈性和可塑性。
隔震技術在橋樑設計中的採用，一方面可起到減少工程造價同時提高工程效能的效果，它往往要比常規的抗震設計的抗震效能高，可以有效地保護橋樑墩柱，達到降低橋樑墩柱延性需求的作用和目的；另一方面上部結構中隔震措施的採用可以有效地減小或者消除地震後橋樑的下部結構超出彈性範圍的反映和現象，對於那些在地震後難以檢查或者修復的地方，隔震設計可以避免在這些部位發生嚴重的非彈性變形。
2.3 橋樑隔震設計的基本原則
橋樑隔震設計是加強橋樑抗震效能的重要要求，但在進行隔震設計時應當遵守以下幾個基本原則，只有認真遵守這些原則，才能有效地、切實地提高橋樑抗震效能，這些原則分別是：
應對橋樑是否適宜採用隔震設計進行科學的考察，考察應當以其週期增長後系統能否有效地提高地震時能量的吸收，且以這個為判斷的判據。對於不適合進行抗震結構的橋樑地段，不能盲目地進行施工。
隔震裝置在橋樑設計中若被採用，則它的上部結構在地震後會產生相對的位移，這將對橋樑的後期使用和功能產生影響，因此在地震後，應當加強對隔震裝置的修補和完善。
若在橋樑設計時採用了相關的隔震措施，那麼應當保證橋樑的抗震效能不低於那些採用普通抗震設計所起到的抗震效能的大小。
應當對採用隔震措施橋樑附近的地質環境以及橋樑地基進行科學地研究和勘測，隔震橋樑附近應當具有較為堅實的地質條件。
在採用隔震裝置時，應當儘可能地選擇和採用那些結構簡單且同時符合所需隔震效能的裝置，且應當保證在其力學效能的範圍內科學地採用。
3 橋樑的隔震設計
3.1 隔震裝置的設計
隔震裝置的設計和結構其它構件的設計是隔震橋樑抗震設計的兩個主要方面。隔震裝置的設計是隔震設計的中心，當前，在橋樑的隔震設計中較為普遍採用的方法是彈性反應譜法，這種方法被大部分國家採用，但有不同的規範，主要有美國的、日本的和歐洲的規範，它們之間區別不大，主要在於計算公式的不同，這些計算公式是指隔震裝置等效剛度的計算和和等效阻尼的計算，與之相對比，那些複雜性強或較為不規則的橋樑，較為常用的方法是時程方法。
彈性反應譜方法之所以得到普遍採用，一方面是因為施工時計算的相對簡單，另一方面是因為它和現有的規範計算方法很接近，這樣便易於接受，最後應當引起注意的是眾所周知隔震裝置的等效剛度和等效阻尼的計算是與隔震裝置在地震中的最大變形程度有關的，繼而隔震裝置的變形又與整個橋樑的地震響應程度有關係，所以客觀上要求我們對於採用彈性反應譜方法進行的隔震設計應當是一個不斷完善和變化的過程。由於在具體的計算中，對於目標的實現和達到沒有直接的公式可採用，因此這就要求設計人員對橋樑結構地震響應的程度有較好的掌握和預估，地震發生後，較為熟練的工程師可以依據其長期工作的經驗初步地制定設計方案，方案完成後，再用一系列的時程來分析和驗證其設計是否合理。
3.2 細部構造的設計
橋樑的附屬結構在橋樑的隔震設計中同樣發揮著巨大的作用，這些附屬結構和構件主要包括限位裝置、伸縮縫、防落樑裝置等，通過對諸多震害調查的分析和動力時程分析我們發現這些細部構造是影響橋樑結構動力響應和隔震效果的重要方面。但當前普遍存在的問題是大多數的設計人員會忽略細部構造的設計、將其置於次要地位，另外一方面這也是由於在地震響應的計算時附屬結構的計算方法較為複雜造成的。在細部構件的設計時應當具有良好的連續性。
4 結束語
橋樑設計中的隔震設計是提高橋樑工程質量的重要方面，雖然目前我國的隔震技術還處於初級階段，但我們應當科學地吸收和借鑑國外的一些技術經驗，完善我國國內橋樑設計中的隔震設計，提高橋樑的抗震效能。
參考文獻
[1]朱東生.橋樑抗展設計中幾個問題的研究（博士學位論文）西南交通大學，1999年.
[2]韓鵬，孟劼.淺談橋樑抗震設計方法與減隔震技術[J].山西建築,2009,16.
[3]劉鵬.橋樑抗震的減隔震技術[J].科技資訊,2006,33.
地下連續牆施工中的若干難點及對策