减隔震技术在桥梁结构施工中的应用探究

2021-03-31 23:55晏学友
中华建设 2021年5期
关键词:阻尼器支座稳定性

晏学友

随着我国社会经济的不断发展,桥梁建设规模以及数量也在不断增加,桥梁作为人们日常生活中的重要交通枢纽,其施工质量势必会直接影响到人们的出行安全。在桥梁结构施工中合理应用减隔震技术可以有效起到提升桥梁质量以及延长使用寿命的作用,可以在很大程度上降低桥梁结构受到伤害的可能性。基于此,本文也尝试对减隔震技术在桥梁结构施工中的应用进行了分析。

桥梁结构的稳定性往往会受到多种因素的影响,其中,地震、滑坡等地质灾害对桥梁结构稳定性的影响是最为明显的。为了可以有效地提升桥梁结构自身的抗震性能,在进行桥梁结构施工的时候,通常都会选择在其中融入减隔震技术,这样便在很大程度上保证了桥梁结构的整体稳定性,同时也延长了桥梁结构的使用寿命。因此,对减隔震技术在桥梁结构施工中的应用进行探讨有重要的现实意义。

一、减隔震技术的基本简述

1.概念

在进行桥梁结构设计施工的过程中,减隔震技术的应用已经非常普及,并且在实际应用过程中发挥出了理想的效果。减隔震技术主要被应用在减震以及隔震两个方面。对于减震方面的应用来说,主要是通过阻尼、耗能等装置的合理设计来实现对桥梁结构稳定性的有效优化,一旦发生地震、滑坡等地质灾害的时候,桥梁结构的减震效果便可以得到充分体现,可以对地质灾害所产生的冲击力进行缓冲;而对于隔震方面来说,其主要是利用减隔震技术来对桥梁结构进行合理设计,从而实现对桥梁结构振动输入能力的有效控制以及缓冲,这样一来也在很大程度上降低了地震所缠身的作用力,从而达到了保护桥梁结构稳定性的作用。

2.原理

对于减隔震技术来说,其原理并不复杂,其减震以及隔震功能的实现主要是依靠减隔震装置。在进行减隔震技术设计以及应用的时候,应该注意以下两个方面:即延性设计以及结构控制设计。首先,延性设计。对于延性设计来说,主要是在对桥梁结构进行设计的过程中,通过对桥梁结构细节的优化设计来达到抗震的目的。在对延性设计理念进行应用的时候,有助于提升桥梁结构的整体稳定性,但是与此同时,在进行延性设计的时候,应该对桥梁结构本身的最大基地剪力差距进行明确,这样可以在很大程度上避免桥梁出现结构损伤的现象;其次,结构控制设计。在进行结构控制设计的时候,一般应用的控制技术主要包括混合控制、主动控制以及被动控制,应该根据现场施工的实际情况来对控制技术进行选择,通过这种方式可以实现对桥梁结构的整体优化,提升了桥梁结构的稳定性,这也使得桥梁结构的整体抗震稳定性得到了保证。

二、减隔震技术的分类

1.粘滞阻尼器

对于减隔震技术来说,粘滞阻尼器是其中的重要设备,在对其进行应用的时候,需要对其工作原理进行明确。粘滞阻尼器工作原理主要是通过阻尼消耗的方式来尽量避免桥梁结构出现不必要耗能的现象,其主要是以流体运动作为原理来展开设计的,当流体经过节流孔的时候,便会产生一定的粘滞阻力,因此,当地震、滑坡等地质灾害发生的时候,粘滞阻尼器就会像一个安全气囊一样起到对外部作用力进行缓冲的作用,从而使得冲击力明显降低,从而使得桥梁结构的整体安全性得到了保证,同时也在最大程度上降低了损失。目前来看,粘滞阻尼器的优势主要体现在操作简便、成本易于控制等几个方面,其在现阶段我国桥梁工程施工领域的应用已经越来越普遍。

2.减隔震支座

目前来看,我国的减隔震支座主要包括摆式滑动摩擦支座以及橡胶隔震支座两种。对于摆饰滑动摩擦支座来说,其主要是利用钟摆原理来实现运作的,在滑动摩擦的过程中会横向摆动,当结构摩擦较小的时候,静摩擦阻力便可以有效地起到组织结构滑动的作用,从而使得桥梁结构的整体稳定性得到了保证;而对于橡胶支座来说,其工作原理主要是将铅芯放在分层橡胶支座中,将二者结合之后,可以有效起到缓冲震动荷载的作用,从而保护了桥梁结构的整体安全。同时,由于铅芯具备较为良好的弹塑性,当发生地震、泥石流等自然灾害的时候,往往会消耗一定的能量,从而使得桥梁结构所承载的外界作用力明显降低。

三、减隔震技术在桥梁工程中的实际应用研究

某桥梁工程为双幅30m、50m、30m桥梁,单幅桥面的宽度大约为20m。此项工程在设计初期考虑应用盆式橡胶支座方案,为了可以进一步达到抗震的效果,对桥梁整体结构进行了优化。

1.减隔震技术的基本应用思路

在桥梁结构施工过程中对减隔震技术进行应用的时候,应该充分考虑到施工现场的实际环境条件以及地质条件,这样才能使减隔震技术的选择应用更加准确。在对桥梁结构进行优化的时候,应该注意先确定桥梁减隔震的基本目标,并且确定减隔震技术方案,这样才能实现对桥梁结构的有效优化。同时为了可以进一步提升桥梁结构的整体减震效果,应该注意对隔震装置的作用进行充分发挥,对桥梁结构的细致优化,这样才能使桥梁结构的稳定性得到保证。

2.减隔震系统设计

对于本次工程项目施工来说,在进行减隔震系统设计的时候,应该保证桥梁结构中的所有部件都处于弹性状态。此外,还要保证在地震、滑坡等大型地质灾害发生的情况下,桥梁结构的塑性状态可以得到充分体现,这也使得桥梁结构的稳定性得到了保证。在进行减隔震技术选择的时候,要注意结合本次工程项目建设的实际情况,本次减隔震系统设计应用了板式橡胶支座以及盆式橡胶支座,这两种支座的应用使得桥梁结构减震效果明显提升。

3.粘滞阻尼器的应用

在本次桥梁工程项目施工过程中,粘滞阻尼器的应用是必不可少的,其在桥梁加固以及抗震上发挥出了较为理想的优越性,在本次路桥工程建设中应用粘滞阻尼器,其优势主要体现在以下两个方面:首先,当外界温度发生明显变化时,粘滞阻尼器装置必须要克服摩擦力,这样才能实现对桥梁结构变形程度的有效控制。当粘滞阻尼器受到温度影响出现变形现象之后,基本不需要克服阻尼力便可以实现自由变形,并且这一过程并不会对桥梁结构本身产生破坏;其次,粘滞阻尼器应用之后,当桥墩的变形值达到峰值时,屈服力便达到了常值,这时候粘滞阻尼器的力与桥墩的变形程度成反比,随着桥墩的变形力不断增加,阻尼开始不断减小,一直到接近于零。同时,随着阻尼参数的不断增加,桥墩的变形量也会逐渐减小。当弹塑性阻尼器装置与摩擦性阻尼器装置受到外界强大振动外力影响的时候,往往容易产生不可恢复的形变,也正是因为这种形变的产生使得桥梁结构的整体稳定性受到了较为严重的影响。想要使桥梁结构的整体安全性得到保障,应该注意对桥墩形变进行有效控制,保证其整体约束性。

4.其他减隔结构的设计与应用

想要使本次桥梁工程项目的整体结构稳定性得到保证,应该注意对桥梁工程的横向变位适应能力进行提升,这就需要应用到模块式的梳齿型伸缩装置,此种装置的应用使得桥梁结构的减震幅度明显提升。通过此装置的应用避免了地质灾害对桥梁结构的直接影响,同时也降低了形变位移的程度,也使得桥梁工程项目建设的各个环节更加明确,降低了落梁现象出现的可能性。在本次桥梁工程施工过程中也应用到了拉索式连梁装置,这一装置的应用也对提升桥梁结构的横向变位适应能力起到了很大的促进作用。

四、结语

总而言之,随着我国交通系统的发达程度不断的提升,各类桥梁建筑工程项目数量不断增加。在进行桥梁工程项目建设的过程中,为了可以有效提升桥梁结构的抗震性能,应该在其中融入减隔震技术。但是从现阶段我国减隔震技术在桥梁施工中应用的实际情况来看,尚且存在着一定的问题,这也使得桥梁结构的整体稳定性很难得到保证,一旦受到地质灾害或者高强度外力的影响很容易导致桥梁结构出现不可复原形变,这也直接影响了桥梁的正常使用。因此,今后相关技术人员应该注意对减隔震技术进行深入发掘研究,积极引进新的技术以及材料,通过这种方式来实现对减隔装置的有效优化,从而使其应用范围得到有效扩展,这也使得桥梁工程的使用寿命明显延长。

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