首頁 > 工程設計 > 正文
橋梁抗震淺談(下篇)
2010-04-23 
 三、抗震措施

   (一) 避開不良地質

    首先要做好橋址選擇和調查工作,除了解區(qū)域性的地震烈度外,還應考慮局部地區(qū)地形、地貌、地質條件對橋梁震害的影響,以便為采取抗震措施提供依據。在發(fā)震、斷裂地段及其鄰近地段,以及可能發(fā)生大規(guī)?;?、崩塌等不良地質地段,建橋選址時應盡量避開。

    軟弱粘土層、可液化土層和地層嚴重不均一地段,地形陡峭、孤突、巖土松散、破碎的地段,地震時可能塌陷的暗河、溶洞等地段,也應盡可能避開。

   (二)橋梁結構本身的減振技術

    1.構造設計

    在地震區(qū)建橋,橋的構造上應選擇形狀簡單、自重輕、重心低、結構緊湊、整體性好、剛度均勻、抗扭剛度大、各部聯(lián)結可靠的形式,并加強橋梁上部結構和下部結構的聯(lián)結部位,以防落梁。地震區(qū)橋梁以按等跨布置為好,橋墩應避免承受側向土壓力。橋臺宜用T型或U型。墩臺設置宜在比較穩(wěn)定的河床上,墩臺基礎埋置要加深些,以減少地面波的影響及自由振動的振幅,有利抗震。

    2.隔震技術

    隔震就是隔離地震對結構的作用,其基本思想是,將整個結構物或其局部座落在隔震支座上,通過隔震層裝置的有效工作,消弱上部結構與基礎間的聯(lián)系,牽制和減少地震波向上部結構的輸入,并控制上部結構地震作用效應和隔震部位的變形,改變結構系統(tǒng)的動力特性,避免共振現(xiàn)象的發(fā)生,從而減小結構的地震響應,提高橋梁的抗震安全性。

    根據隔震層隔震裝置的不同,基礎隔震可分為橡膠墊基礎、滑移基礎隔震和混合基礎隔震等多類。

    3.消能減振技術

    消能減振結構是將結構中的某些非承重構件設計成耗能元件,或在結構的某些部位設置專門設計的消能阻尼器來吸收和耗散地震能量,以減小結構振動響應的一種新型耗能結構。其分類有:

    ① 消能構件

    主要有消能支撐、消能阻力墻、消能節(jié)點等。

    ② 消能阻尼器

    a 金屬阻尼器

    在地震作用下,金屬阻尼器在結構發(fā)生塑性變形前首先發(fā)生屈服,以耗散大部分地面運動傳遞給結構的振動能量。

    b 摩擦阻尼器

    此種阻尼器在主要結構構件屈服前的預定荷載下產生滑移或變形,依靠摩擦或阻尼耗散地震能量。

    摩擦阻尼器作為一種耗能裝置,因其耗能能力強,荷載幅值與頻率對其性能影響不大,且構造簡單,取材容易,造價低廉,而具有良好的應用前景。

    c 粘彈性阻尼器

    粘彈性阻尼器是通過粘彈性材料的滯回耗能來耗散結構的振動能量,以達到減小結構動力反應的目的。

    d 粘滯性阻尼器(阻尼墻)

    粘滯性阻尼器一般由缸體、導桿、活塞、阻尼孔和粘滯流體阻尼材料等組成,活塞在缸體內作往復運動,活塞上有適量小孔成為阻尼孔,缸筒內裝滿粘滯流體阻尼材料。當活塞與缸筒之間發(fā)生相對運動時,由于活塞前后的壓力差使體阻尼材料從阻尼孔中通過,從而產生阻尼力,達到耗能的目的。

    還有一種粘滯性阻尼墻(如下圖),其作用機理同粘滯性阻尼器一樣,但結構更簡單,阻尼效果更好。

粘滯性阻尼墻構造簡圖



    4.主動、半主動控制技術

    結構振動主動控制是根據實測的結構動力反應或環(huán)境干擾,按主動控制算法獲得最優(yōu)主動控制力,并由外部能源驅動主動控制裝置施加在與結構振動方向相反的控制力來實現(xiàn)結構控制的。主動控制裝置有:主動質量阻尼器、主動調諧質量阻尼器、主動拉索控制器和主動支撐系統(tǒng)等。

    對于大型結構的橋梁而言,主動控制需要很大的能量轉變?yōu)榭刂屏?,在工程應用中尚有一定的難度,而半主動控制以參數控制為主,只需要少量的能量調節(jié)即可對結構施加控制力。半主動控制裝置有:半主動變剛度裝置、半主動變阻尼裝置、半主動TMD/TLD、變摩擦阻尼裝置、可控流體阻尼器等。

    在橋梁結構中我們應認識到,盡管在主動與半主動控制領域已取得重大發(fā)展,但現(xiàn)在仍處在研究和發(fā)展階段,仍需要在實際橋梁結構中的實施和應用。

    四、結語

    近百年來國內外許多地震給橋梁帶來了巨大的災害,同時也推動了橋梁抗震的各項研究工作。通過分析大量地震過后橋梁的損壞形式,促使人們在抗震設計方法上做了進一步的改善,從單一的強度抗震設防原則轉入對結構減、隔震的研究,以及隨后主動、半主動控制研究,在抗震技術上取得了豐碩的成果。經過抗震設計,采用抗震技術的橋梁在地震中表現(xiàn)良好,說明了科學合理的抗震措施是減輕地震災害的最有效的方法。
Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved
服務熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
ICP經營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網安備 11010802020311號