桥梁抗震设计方法与减隔震技术研究
摘要
关键词
桥梁抗震设计;减隔震技术;桥梁安全;应用
正文
引言
地震会严重影响道路交通,以往的经验表明,由于地震而引起的道路、桥梁的破坏,不但会妨碍交通,而且会延缓对灾情的救援,严重威胁人们的生命安全。所以,必须加强桥梁的抗震体系建设。传统的抗震设计方法主要是增加某些主要截面的面积、尺寸、增加钢筋用量等,但当发生大震时,当桥梁结构无法承受时,将会产生更大的影响。由于采用了减隔震技术,可以克服传统的抗震设计缺陷,减少了结构在地震中的损坏,也不会对后续的桥梁使用造成任何影响,而且可以在震后进行受损零件的替换,使其恢复到震前的状态,这对于桥梁和道路的安全是很有意义的,所以探讨减隔震技术是很有必要的。
1 桥梁建设中的抗震设计要点
减隔震技术是通过对桥梁进行内部结构的改变,以减小地震对桥梁的影响,避免对桥梁造成重大损坏,同时也可以降低桥梁的建设成本。在桥梁工程建设中,建筑结构的抗震设计要综合考虑多种因素,首先,要综合考虑场地周边的地质、自然条件,在山区有挖掘隧道、山体之间架桥的可能,中原地区土壤松软会对桥基的稳定性造成一定的影响,因此必须进行全面的现场勘察,以保证施工现场的地质条件符合施工要求。其次,为了确保在地震中不会出现因桥体受损而造成的落梁现象,我国许多桥梁建设都属于高架桥,一旦落梁,就会对方的路面造成极大的破坏,甚至危及到人们的生命安全,造成严重的交通事故。此外,在抗震设计中,最关键的是墩柱的设计,墩柱作为桥梁的支撑结构,其施工质量直接影响到桥体在地震中的承载力,所以应充分关注这一技术,并充分考虑墩柱设计中的配筋问题,并加强其质量,避免因墩柱倒塌而造成桥梁整体坍塌。桥梁的抗震设计涉及到多方面的问题,在工程建设的初期,管理人员和施工人员都要做好充分的准备,做好应对各种影响的预案,这样才能更好的进行桥梁的抗震设计,确保桥梁的安全性。
2 目前在桥梁抗震设计中存在的问题
2.1 混凝土质量不过关
由于在桥梁工程中会大量地采用钢筋混凝土,因此,在施工中要注意对建材的使用,否则将会对桥梁今后的使用造成很大的影响。在桥梁工程中,由于混凝土过于疏松,会降低桥梁的承载能力,降低桥梁的耐久性,以往发生的桥梁坍塌事故都表明,不合格的混凝土会直接降低桥梁的质量,增加安全隐患。此外,如果施工工艺不规范,也有可能因操作不当而造成材料的使用不当,比如混凝土搅拌时间过长,造成水泥分离,导致密度下降,对桥梁的质量也有一定的影响。
2.2 桥梁裂缝较难避免
桥梁裂缝是桥梁施工中经常遇到的问题,主要是因为混凝土与钢筋在施工过程中的特性所致,通常在桥梁工程中都会采用一些特殊的技术来预防这种情况,而且在桥梁竣工后的运维期间,运维人员会对这些裂缝进行及时修补,否则随着时间的推移,裂缝会逐渐扩大,再加上风雨的侵蚀,裂缝会不断扩大,同时也会对桥体内部的结构造成一定的影响,降低桥体的硬度和支撑力,从而导致出现坍塌事故。
2.3 路面与桥梁之间的连接不稳定
一般桥梁工程属于道路工程的一部分,其必须与道路相连接,方能作为完整的道路交通来使用。然而,桥梁的建造与道路的建造有很大的区别,往往是两个工程同时施工,然后将其连接,所以在连接的时候,很容易出现问题,比如机械的连接操作不当,会造成道路与桥梁的连接不稳,对车辆和人员都会带来一定的安全隐患,所以要注意桥梁与道路的连接。
3 常用的减隔震技术
3.1 高阻尼支座
在桥梁工程中,支架是桥梁结构中的一个关键构件,也是桥梁的地基,其主要的作用是连接桥梁的上下两部分,并承担起垂直载荷的作用。因此,在地震作用下,其作用将直接影响振动周期,从而增大振动,降低对结构的冲击。为了提高隔震支座的减隔振效果,应选用高阻尼支座。在高阻尼支座中,采用最常用的是铅芯橡胶支座,并将其压紧于橡胶支座,从而提高其减震效果。
由于铅芯具有良好的力学性能和抗剪刚度,使其屈服剪力相对较小,因而能有效降低结构的地震破坏,提高桥梁的抗震性能。因为铅芯具有较高的刚度,不易发生变形,在地震中仍能保持较好的稳定性,并能调节结构的刚度,避免结构的变形,从而提高其使用寿命,避免结构的过度损坏。然而,由于其成本高昂,目前施工企业很少使用此类支架。
3.2 粘滞阻尼器
该设备是一种利用液体的粘滞,以达到良好的减振效果,降低对结构的负面影响。粘滞阻尼器主要由活塞、导杆、气缸组成,在地震作用下,活塞在气缸内部的相对移动,粘性液体通过气缸的孔洞内流动,在此过程中,会形成一个缓冲,使震动逐渐减弱。针对桥梁结构的特点,在实际工程中应用了粘滞阻尼设备,以防止在地震中产生较大的变形,以确保整体的稳定性,并能实现预期的抗震效果。
4 在桥梁建设中更好应用减隔震技术的具体措施
4.1 规范施工过程,加强桥梁减隔震体系建设
采用减隔震技术,并不是单纯地将现有的桥梁结构进行技术上的投入,而是采用减隔震技术,改变施工过程,减少施工成本,采用先进的技术设备,取代原来的环节,从而形成一种全新的减隔震体系。首先要做的就是标准化施工流程,包括施工的先后、进度、流程的标准化,如果有问题马上停止施工,及时修复问题,确保每个工序的正确,为后续的施工打好基础。
4.2 强化施工技术,严格遵照减隔震设计原则
减隔震技术是一种先进的抗震设计技术,其施工过程要求有专业的技术人员进行实施,所以要加强技术力量,针对不同工程实际情况,选用合适的施工技术,以确保减隔震设备和结构与桥梁本体相适应,从而有效地改善桥梁的抗震性能。同时,注重工程技术人才的引进,加强工程技术人才的培训,提高减隔震技术在桥梁工程中的运用。
4.3 严格把关材料质量,做好抗震加固措施
材料的质量对后续的使用有很大的影响,以往很多桥梁的安全事故都是因为材料的不合理使用或施工人员偷工减料而导致的,所以在工程的施工中,施工队伍必须对材料的质量进行严格的控制,从材料的挑选开始就必须严格执行质量标准。工程竣工后,在运维期间,要加强桥梁的加固工作,及时上报、维护,不断关注桥梁的使用体验和安全性,如发现重大安全隐患,应及时上报相关部门,防止发生重大安全事故。
结束语
因此,在桥梁的建设初期,应从现场的实际情况出发,制定合理的抗震体系的建设方案,而采用减隔震技术的引入是十分必要和有效的,其不但可以解决当前的桥梁结构设计中的许多问题,而且可以通过运用减隔震技术来规范施工的过程和方法,使桥梁工程朝着更加标准化、安全化的方向发展。
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