市政桥梁工程项目的隔减震技术研究

市政桥梁工程项目的隔减震技术研究

韩猛

天津市水利工程有限公司 天津 300222

　【摘要】现代城市的发展水平与其公路桥梁的建设水平息息相关，特别是随着近年来人们交通运输及出行需求的与日俱增，对市政公路桥梁工程项目的施工质量提出了更高的要求。市政桥梁工程项目通常都是较复杂和较系统的项目，在施工过程中需要运用到许多先进的施工技术，因此若想保障其施工质量，首先应当要把握好相关施工技术要点。隔减震技术是市政桥梁工程项目施工中的关键技术之一，本文主要对该技术进行了研究。
　　【关键词】市政桥梁;桥梁工程项目;隔减震技术
　　市政桥梁工程项目的隔减震效果直接关系着项目的整体质量，只有良好运用科学的隔减震技术，才能够确保桥梁结构的抗震能力与减震效果满足实际要求，进而保障桥梁质量。以下就联系实际来谈谈市政桥梁工程项目的隔减震技术，仅供参考。

　1 市政桥梁工程项目施工特点
　　 市政桥梁工程项目施工特点主要表现为：（1）涉及内容比较多，在市政桥梁施工中包含人員、设备、材料、技术等内容，并且现代市政桥梁项目规模都比较大，为了确保工程施工质量，就需要在实施管理过程中对这些内容进行优化配置和科学管控，无形中也加大了工程项目管理难度;（2）施工较为复杂，在市政桥梁工程项目中，除了需要进行地面施工以外，还需要进行高空作业，整个施工操作比较复杂，对施工技术也提出更高要求，一旦出现工艺把控不足、操作不够规范等情况，就会引发质量、安全问题，对桥梁工程施工进度和施工质量也会造成不利影响;（3）易受环境干扰，由于市政桥梁工程施工属于室外作业和高空作业，实际施工中就很容易受到外界环境因素干扰，尤其是一些桥梁项目位于地质条件较为恶劣区域，施工中一旦遇到极端恶劣天气，就会加剧施工难度，并对施工进度、质量造成严重影响。
2桥梁隔减震的基本原理
　　传统的桥梁抗震主要是依靠桥梁结构自身去抵抗地震作用力，但其往往无法满足实际抗震需求，因而后来出现了隔减震技术。其中，隔震是指通过设置隔震层来将地震的大部分能量隔离，避免其向桥梁上部结构传递，并吸收消耗掉这部分地震能量;隔震层一般阻尼较大，可使桥梁结构所受的地震作用大大衰减;同时，隔震层的水平向刚度较小，可使桥梁结构的自振周期显著延长，从而有效降低桥梁结构的加速度反应，虽然这会使位移反应有所增加，但整体利远大于弊。而减震则是指通过直接应用相关耗能装置吸收消耗已传入桥梁结构中的地震能量，从而起到减轻桥梁结构振动的作用;由于基于能量平衡理论，地震向桥梁结构输入的能量是一定的，所以耗能装置吸收消耗的地震能量越多，则桥梁结构自身所需消耗的能量就越少，相应的桥梁结构的地震反应也越小。
3隔减震技术在市政桥梁工程项目中的应用
　　传统的桥梁抗震设计主要是通过提高桥梁自身的强度和延性等来实现抗震目的，因此其在实际设计中注重的是增加桥梁结构构件的强度与延性。但是，增加桥梁结构构件的强度就等于是容许有较大的地震能量传递给桥梁结构，需要桥梁结构自身来抵抗这些能量，也即是俗话所说的“硬抗”;增加桥梁结构构件的延性则是根据设防水准和预期性能目标将桥梁结构设计成为全延性或有限延性体系，并对可能会出现塑性铰的部位进行针对性延性设计。可见，无论是增加桥梁结构构件的强度还是增加其延性的设计方法都需要以损伤桥梁结构构件自身为代价，因此并非最优的设计方案。只有在市政桥梁工程项目中合理应用隔减震技术，才能够在不损伤桥梁结构构件的情况下，实现有效的隔减震效果。
3.1隔震技术的应用
　　隔震技术的应用简单来说就是通过在桥梁或地基中设置橡胶隔震支座等来隔离掉大部分的地震作用能量，从而促使桥梁结构的反应显著降低。在市政桥梁工程项目中实际应用隔震技术之时，最常采用的手段就是在桥梁的上、下部结构之間的支座处安装橡胶隔震支座，并且一般情况下，在一个桥墩上需要设置若干个橡胶隔震支座。通过设置橡胶隔震支座，还有助于减缓由机动车动荷载所带来的桥梁上部结构的冲击作用。橡胶隔震支座又叫叠层橡胶支座，因为其是由钢板与橡胶层层叠合而成的。橡胶隔震支座的竖向具有足够的承载力和刚度，但水平刚度却相对较小，所以其在水平方向上具有足够的变形，可以在地震发生时有效隔离掉大部分的地震能量作用。对于橡胶隔震支座的相关参数，应当要根据市政桥梁工程项目的实际设计要求进行合理确定。
3.2减震技术的应用
　　减震技术的应用简单来说就是通过在桥梁结构的梁梁之间或梁与桥墩之间设置相关耗能装置来吸收消耗掉部分原本要被桥梁结构自身吸收消耗的地震作用能量，从而有效降低桥梁结构的加速度反应。耗能装置又叫消能器，其主要具有以下几种类型：第一种是位移相关型消能器，常见的有如防屈曲约束支撑、弯曲型消能器、剪切型消能器、摩擦消能器等;第二种是速度相关型消能器，常见的有如线性或非线性黏滞流体阻尼器、黏滞阻尼墙等;第三种是混合型消能器。在我国近几十年来的市政桥梁工程项目中，应用最多的是黏滞流体阻尼器，而具体是选用线性还是非线性黏滞流体阻尼器，还需要根据市政桥梁工程项目的实际需求而进行合理选择。

4市政桥梁工程项目在隔减震方面面临的问题
　　在我国过去几十年间的城市发展与建设过程中，多数市政桥梁工程项目都是采用的传统桥梁抗震加固方法，直到近十年间，隔减震技术的应用才逐渐增多。传统的桥梁抗震加固方法简单来说就是“以刚补刚”，其缺陷非常明显，不足以满足实际桥梁抗震加固要求;而隔减震技术的本质则是“以柔克刚”，四两拨千斤的隔离或吸收消耗掉地震作用能量;可见，隔减震技术的应用更具科学性。不过，由于随着城市化进程的不断深入，未来城市中新的市政桥梁工程项目数量将会逐渐减少，所以从经济性方面来考虑的话，对已有桥梁进行加固的情况可能会比较多。再者，由于城市中现有的市政桥梁大多都是按照上世纪七、八十年代初的设计标准所建造的，因此其设计荷载大部分都不高，而随着如今重型车辆的日益增多，这些市政桥梁的负荷日趋加重，再加上其本身也有了一定的老化，所以正逐渐无法适应实际交通运输需求，未来如何对这部分桥梁进行有效的隔减震仍是一项重要研究课题。
　5结语：
　　综上所述，隔震是指通过设置隔震层来将地震的大部分能量隔离，避免其向桥梁上部结构传递，并吸收消耗掉这部分地震能量;震则是指通过直接应用相关耗能装置吸收消耗已传入桥梁结构中的地震能量，从而起到减轻桥梁结构振动的作用。经大量实践发现，通过在市政桥梁工程项目中合理应用隔减震技术，可以更有效的对桥梁结构进行加固，从而切实保障桥梁质量与安全。
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