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公路桥梁结构抗震设计要点分析
摘要:公路桥梁结构抗震设计工作开展时,为保证公路桥梁结构设计的可行性与有效性,应当契合公路桥梁结构抗震设计工作要求,深入把控桥梁结构抗震设计工作的各个环节,如公路桥梁结构的地震系统设计环节、桥梁地震的设计方法、公路桥梁结构的抗震设计等。通过从多个工作环节入手,保证公路桥梁结构抗震设计工作的整体开展有效性与可行性。本文就公路桥梁结构抗震设计要点进行分析探讨。
关键词:公路桥梁;结构设计;抗震设计;要点分析
引言:
新时期公路桥梁结构设计阶段,工作人员必须加强结构抗震设计工作,提升桥梁结构的整体抗震性,避免出现重大安全事故。为此,在具体公路桥梁结构抗震设计时,设计人员需加强对设计要点的管理控制。
一、桥梁结构的地震系统
(一)延性地震系统
基于公路桥梁结构的破坏观察分析可知,为有效提高公路桥梁结构的抗震性,设计人员围绕延性抗震的设计理念,对桥梁结构设计方案进行合理的完善优化。因为,在实际公路桥梁结构设计工作开展时,桥梁结构出现的结构破坏,主要是结构强度出现问题,进而引发桥梁结构出现安全隐患。由此可见,在公路桥梁结构设计时,应当对桥梁结构的初始强度进行合理设计,并保证结构的弹性变形得到一定控制,则可以保证在地震冲击作用下,公路桥梁结构的整体稳定性。
在部分公路桥梁结构进行设计时,设计人员在公路桥梁结构的桥墩中,合理设置弹塑性消能装置,实现对地震作用力的有效抵消,保证公路桥梁结构的整体运行稳定性与安全性。在后续桥梁结构进行检修时,工作人员可及时对桥墩受损位置进行修复,保证公路桥梁结构的整体运行安全性与可靠性。如公路桥梁项目建设中,连续梁、单柱墩技术方案应用较多,在具体桥梁结构设计时,主要在桥墩底部设置消能装置。在双柱墩结构技术方案设计时,可对墩顶、墩底、梁柱等结构进行设计优化,将墩柱与系梁,合理设计为柔性连接方案。在一定的弹性范围内,将不会直接损坏到其他部件,以保证桥梁结构的整体运行安全性与可靠性。鉴于延性地震系统运行的特殊性,主要在大比例桥墩、跨度桥梁结构中应用,进而充分发挥出该设计方案的应用价值与优势[1]。
(二)减震与隔震系统
公路桥梁结构进行设计时,为达到项目的抗震设计技术要求,避免桥墩结构出现较大损坏,则可以合理采取减震结构设计方案、隔震设计技术方案,充分发挥出相关技术方案应用的现实价值与意义。如进行科学合理的减震结构设计、绝缘轴承设计、耗能设备设计,使得桥梁结构的荷载得到高效率的传输,避免桥梁结构出现较大安全隐患。
二、桥梁地震分析方法
(一)静态方法
在静态方法进行设计时,设计人员一般不考虑桥梁结构自身的动力特性,而在公路桥梁结构,受到地震结构破坏力时,主要受到地震加速度的直接影响。为此,在实际设计工作开展时,设计人员应当对设计构件的静态特性进行分析,并将其作为绝对刚性的对象。若无法将公路桥梁结构,合理的设定为绝对刚体,则静态方法设计时,工作人员不需要考虑结构的动力特性。由于静态方法应用的特殊性,若公路桥梁结构的整体刚度较高时,则可以考虑采取该种设计理念,保证公路桥梁结构的整体抗震设计有效性与可行性[2]。
(二)反应谱法
在反应谱法设计工作开展时,则可以将动态的计算问题,合理的转变为静态问题。通过对响应谱法进行分析可知,该技术方案主要是分析桥梁结构的动力特性,而后利用谱线曲线,记录不同振动模式下的地震响应最大值。在其他主要振动模式下,地震响应也可以完成。通过相关数据信息的比较分析,则可以确定地震的最大响应值。在实际公路桥梁结构设计时,则需要基于地震响应的最大值,对设计方案进行合理的完善优化,保证公路桥梁项目的整体建设可行与有效性。
(三)动态时程分析法
在实际动态时程分析工作开展时,工作人员主要利用计算机程序、结构地震分析法、有限元分析理论,实现对公路桥梁结构的抗震性分析研究。通过多种技术与理论的结合,则可以将桥梁结构进行有效的离散化处理,进而获得一个多节点的桥梁结构模型。在有限元计算模型的运行支持下,技术人员开展地震加速度的响应分析,并对相关数据信息进行分析处理,进而客观科学的论证公路桥梁结构的整体抗震性,进而对设计方案进行及时完善优化,保证设计方案的可行性与有效性。
三、桥梁抗震设计
为有效提升公路桥梁结构的整体抗震性能,应当对公路桥梁的连续结构进行合理加固,保证主梁的位移控制在一定范围内,避免出现桥梁坠落事故。一般情况下开展抗震设计时,主要是对桥梁的基台、支撑位置进行合理加宽优化,保证桥梁结构整体运行的稳定性与可靠性。而部分公路桥梁结构进行抗震设计时,则为桥梁结构增加屏障装置,有效规避桥梁结构出现位移风险。
若桥梁结构带有橡胶轴承,但在该桥梁结构中,并没有固定的结构轴承。为保证公路桥梁结构,达到项目抗震设计标准要求,则需要合理增加固定导轨或防偏角,提高公路桥梁结构的整体运行安全性。若公路桥梁项目的建设区域,恰好处于地震带,在公路桥梁结构进行设计时,应当保证每一个连续梁的跨度、刚度、下墩高度保持一致。如公路桥梁结构中,若结构弹簧的跨度存在偏差,则会直接影响到公路桥梁结构的整体稳定性;如桥梁结构的基台高度存在较大偏差时,则无法保证公路桥梁结构的抗震性能。为有效解决该问题,在实际工作开展时,应当在在基台的顶部设置合适的支撑件,或对基台顶部的衬套尺寸进行科学合理调整,确保基台的整体刚度与运行安全系数,实现对地震中基台的位移量有效控制。
鉴于地震带区域地质结构与环境的特殊性,在具体公路桥梁结构进行设计时,为保证公路桥梁结构设计方案运行的安全性与可靠性,不可使得桥梁的跨度较大。因为,公路桥梁的结构跨度较大时,将导致桥梁结构的梁柱承受较大的轴向力,进而严重影响到墩柱的延性,导致公路桥梁结构抗震性能下降。
笔者认为,在特殊地区进行公路桥梁项目开发建设时,为保证公路桥梁结构的整体抗震性,则可以安装纵向的能量消散装置,有效提升桥梁结构的整体运行安全性,如隔离轴承的安装、收缩轴承的安装等,部分公路桥梁结构进行设计时,采用柔性连接结构、阻尼连接结构,实现对梁、柱、水平桥的荷载有效分散,保证公路桥梁结构的整体设计方案执行有效性。
鉴于公路桥梁项目建设的特殊性,在公路桥梁结构抗震设计时,应当突出对拱桥结构的设计。因为,在拱桥结构运行时,对桥梁支座结构的水平位移非常敏感,为避免出现安全事故,在地震带进行桥梁结构设计时,则需要采取动态支撑弧设计方案,提高公路桥梁结构的整体运行安全性与可靠性。与此同时,在实际公路桥梁结构设计时,需要将基座与岩石层进行有效衔接,使得公路桥梁的荷载得到有效转移,提高公路桥梁结构的整体抗震性。
四、结束语
综上,笔者以公路桥梁结构设计工作为例,简单阐述了桥梁结构抗震设计工作开展的重要性与必要性。今后,在公路桥梁结构抗震设计时,应当不断细化设计工作流程、抗震验收标准、设计岗位职责、先进的设计理念等,建构现代化的桥梁结构抗震设计体系与形态,为后续公路桥梁工程开发建设铺垫基石。
参考文献
[1]吴小念.公路桥梁结构抗震设计要点分析[J].科技创新与应用,2021,11(12):93-95.
[2]杨碧涛.公路桥梁结构抗震设计分析[J].建材与装饰,2017(49):267.
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