市政桥梁项目减隔震设计要点探微
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摘 要：桥梁工程是市政工程建设的一种重要类型，是推进城市化建设的重要基础，但是项目本身的特殊性使得其容易出现震动问题，加强其减隔震设计研讨意义重大。文章以市政桥梁项目为研究对象，重点对其减隔震设计的价值与要点进行阐述。
关键词：市政桥梁;减隔震;设计要点
中图分类号：U442.5 文献标志码：A 文章编号：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
随着城市现代化建设进程的推进，市政桥梁项目在缓解城市交通压力，完善城市交通网络方面发挥了非常突出的作用。市政桥梁项目本身的规模比较大，具有结构繁杂，设计要求高等特征，尤其是对结构设计稳固性具有较高要求。其中减隔震设计更是决定桥梁项目稳固性、耐久性、安全性以及使用性能发挥的一个关键，所以加强其科学设计显得尤为重要。
1 市政桥梁项目中减隔震设计的价值
在开展市政桥梁项目建设的过程中，桥梁结构常常主要以梁式和拱式為主。其中梁式桥梁的上部节点部位容易出现活动，并且盖梁常常因为宽度不足而在地震波作用下使得横梁和纵梁之间因为相互碰撞造成坠落的问题，破坏了市政桥梁的主体结构。而拱式桥梁在地震波影响下非常容易造成拱顶和拱角部位处发生裂缝或者严重破坏问题。此外，如果发生比较严重的地震，那么市政桥梁地基土非常容易出现液化反应，这会对桥梁基础以及桥墩结构造成严重破坏，影响了它们的稳定性，可能会诱发主梁的坠落问题，或者破坏其他桥梁结构，进而会对市政桥梁结构的安全性和稳定性带来不利影响。
2 市政桥梁项目中减隔震设计的要点
2.1 结构加固设计要点
当下国内市政桥梁中的大多数结构都属于混凝土结构，除了地质条件、自然条件等对其产生影响外，偶然或固定荷载同样会极大地影响他们结构的稳固性，相应的使用年限一般可以达到数十年，所以非常容易因为老化问题而对其防震和抗震要求带来不利影响。如果直接拆除重新建设，那么显然在经济上、时间上都不可行。为了可以有效地规避上述市政桥梁项目建设中的情况，可以从初始设计桥梁结构出发，认真考虑各方面的因素，并且需要为后续改进相应的桥梁结构设计方案预留充足的空间。而在现阶段的桥梁结构加固方面，可以灵活地运用加铺钢材或扩大桥梁结构横截面面积等方式。伴随着社会经济以及科学技术的快速发展，桥梁结构加固技术与手段也不断增多，如纤维增强材料的应用可以显著提升桥梁结构的稳固性。
2.2 节点抗震设计要点
在整体市政桥梁结构当中，节点本身是重要的传力构件，肩负着承受和传递荷载的作用，并且节点可以有机联系桥墩结构和桥梁结构，确保整个桥梁结构整体的稳固性。从某种程度上来讲，节点这一桥梁项目结构构件也可以起到保护整体结构可靠性与稳定性的作用，所以对其强度与刚度需要注意有效控制。在当前的市政桥梁项目建设过程中，如果盖梁刚度和桥墩刚度之间本身比较接近，那么在出现地震之后相应的侧向惯性力势必会对整体结构带来一定的破坏性，相应节点区域所设置的箍筋会受更大的作用力，这样势必会对节点的刚度进行削弱，影响了其结构抗震的整体性能，所以加强节点抗震设计也是提升桥梁项目结构的“减隔震”性能中一个非常重要的设计举措。
2.3 基于“性能”抗震设计
在实际的市政桥梁项目结构设计过程中，基于性能的抗震设计手段与方法也得到了广泛推广和应用。在市政桥梁项目当中有效地开展减隔震设计活动期间，要注意对抗震设计的目标性能进一步进行明确，首先需要注意科学地界定桥梁结构抗震性能以及整体的减隔震性能。抗震性能主要是指有限破坏状态同结构或非结构的构建破坏因素之间具有一定联系性。关于其描述而言，一般可以采取不会造成倒塌，不需修复且可以继续使用，不损坏三个基本性能水平。但是在市政桥梁项目设计中应用该种减隔震设计方法期间，还要注意科学定义一组参照的地震风险以及对应的设计要求与水平。在充分明确抗震性能设计的基础上，还要注意进一步明确桥梁结构抗震设计的实际目标性能，之后结合《公路桥梁抗震设计细则》等相关设计规范、规则等进行科学设计，力求可以最大程度提升结构减隔震设计的质量。
2.4 优选减隔震的装置
在开展市政桥梁项目减隔震设计过程中，为了可以进一步提升整体结构的减隔震性能，还要注意优选减隔震的装置，具体需要结合市政桥梁项目设计的实际情况与设计要求等，灵活地选择分层橡胶支座、互动摩擦式支座、铅芯橡胶支座、钢阻尼器、摩擦摆减隔震支座、双曲面球型减隔震支座等多种减隔震装置，力求可以更好地发挥减隔震装置在增强市政桥梁结构稳固性、抗震性、减震性等方面的积极作用。但是不同类型的减隔震装置本身的应用机理与使用性能各不相同，如图1展示的是摩擦摆减隔震支座主要是运用钟摆原理，通过所设计滑动界面的相互摩擦方式来对地震作用下的能量进行消耗，以此达到减震的目的。图2展示的铅芯橡胶支座则是一种基于板式橡胶支座，通过将铅棒放在支座中心位置处来对橡胶支座的相应阻尼性能进行改善的一种支座形式，其在结构物本身重力以及外在作用力下可以使铅芯形成滞后阻尼的塑性变形，这个过程会吸收大量的能量，然后所设置的橡胶部分可以为其提供重新恢复的作用力。 此外，在实际的市政桥梁项目设计过程中，上述的这些减隔震装置一般都不是独立应用的，它们之间常常互动配合，彼此优势互补，这样更有利于增强市政桥梁结构的减隔震性能。比如，在设计项目减隔震期间，可以有机结合阻尼器与分层橡胶支座，或者有机结合阻尼器、橡胶支座和滑动摩擦式支座等，力求可以最大程度发挥各种减隔震装置在提升整体市政桥梁项目减隔震性能方面的积极作用。
2.5 加強结构细节设计
除了要注意采取上述设计要点以及减隔震设计技术之外，还要注意加强结构细节设计。针对市政桥梁项目而言，由于涉及到防落梁装置、伸缩缝以及限位装置等较多的桥梁构件或附属结构，所以针对不同部位都要注意匹配隔震设计技术，力求可以全面提升整体结构的抗震性能。在开展结构细节设计期间，设计人员需要综合考虑地震的成因以及影响情况等和严重程度等，科学地设计桥梁项目细部构造，力求最大程度提升项目减隔震设计的效果。比如，可以结合项目所在区域地震的成因以及严重程度等，从减小隔震设计偏差出发，不断提升整体市政桥梁工程设计性能。此外，要注意立足于长远视角来设计桥梁工程的细部构造，确保其整体的稳固性，不可只考虑短期内的使用需求。需要注意的是，在对市政桥梁进行减隔震设计期间，需要本着“先整体，后细节”这一基本设计思路，首先立足于整体视角考虑桥梁结构的减隔震设计思路，之后在从结构材料、结构截面尺寸等细节视角出发进行仔细考虑。通过采取上述科学的桥梁减隔震设计思路，才更有利于提升桥梁结构减隔震设计的有效性。
3 结束语
总之，减隔震设计是确保市政桥梁工程结构稳固性的一个重要设计要素。在开展市政桥梁项目减隔震设计期间，要重点做好结构加固设计的基础上，从节点抗震设计，优选减隔震装置方面出发，灵活地选择和应用基于“性能”抗震设计方法，加强结构细节设计，力求最大程度提升减隔震设计质量。
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