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【福建】三大阻尼器为平潭海峡公铁两用大桥保驾护航

时间:2020-07-21 来源:中国交通新闻网 作者:张汉卫 付丽

7月20日,平潭海峡公铁两用大桥304套斜拉索外置阻尼器的安装工作全部完成,大桥通车在即。

平潭海峡公铁两用大桥地处世界三大风暴海域之一,风大、浪高、流急,一年中7级以上大风达200多天,这不论对桥梁的设计、施工还是将来的运行,都是巨大的挑战。且强风或地震可能会造成桥梁大幅振动、损伤、甚至垮塌,导致严重的人员伤亡和经济损失。因此,减振抗震措施对平潭海峡公铁两用大桥的安全非常必要。为此,中铁大桥局平潭海峡公铁两用大桥项目部联合桥梁结构健康与安全国家重点实验室,为大桥研发了304套斜拉索临时减振器、24套塔梁阻尼器及304套斜拉索摆式杠杆阻尼器。

“在复杂的海洋及大风环境下,平潭大桥桥面已安装的斜拉索振动明显,长时间的振动会对斜拉索及桥梁结构造成疲劳损伤及破坏。”桥梁结构健康与安全国家重点实验室学科带头人、桥科院副总经理汪正兴介绍。作为中国桥梁减振抗震领域的“领头羊”,以汪正兴为首的研发团队,深入研究分析了现场斜拉索振动特点,兼顾施工期斜拉索临时减振的便捷,短时间内成功设计、制造出一种结构简单、装卸方便、便于调节的斜拉索临时减振器,临时减振器采用高阻尼橡胶柔性连接技术,适合大桥施工期使用,减振效果优异,大大提高了施工期斜拉索及桥梁结构的安全性。

平潭海峡公铁两用大桥自然环境复杂,台风、海啸、地震等自然灾害作用强度和特性具有不确定性。通过总结以往众多大型桥梁减振抗震项目经验,认真分析现有塔梁阻尼器存在的缺陷及不足后,研发团队去劣存优,对产品核心部件进行改造升级,优化了塔梁阻尼器串并联多级阀结构,并采用无泄漏密封技术。大量的试验结果表明,改造升级后的塔梁阻尼器精度高、抗震性能优越、密封效果优异。平潭海峡公铁两用大桥全桥共24台塔梁阻尼器,已于2019年9月份全部安装完毕,大桥仿佛装上了多个“安全气囊”——在台风、海啸、地震等自然灾害来临时,塔梁阻尼器能最大限度吸收和消耗冲击载荷对大桥结构的冲击能量,大大缓解大桥结构受到的冲击和破坏。

塔梁阻尼器。

由于平潭海峡公铁两用大桥所处海域大风环境,斜拉索振动更为频繁,这对斜拉索永久振动控制技术提出了更高的要求。为了有效控制大桥斜拉索振动,桥科院研发了新一代斜拉索杠杆质量阻尼器(LMD-Ⅲ型):利用杠杆原理,实现在较低的安装高度获得更好的减振效果;能够同时控制斜拉索面内和面外振动,减振效率更高;阻尼器主体结构位于桥面附近,安装与后期养护更为便捷。

 斜拉索杠杆质量阻尼器作为平潭海峡大桥桥梁施工的最后一道工序,全桥304套斜拉索阻尼器应于大桥通车前全部安装完毕。自项目部2020年3月复工,桥科院项目团队交通管制、产品生产滞后、施工人员短缺等困难,精心安排施工计划,技术工人高度配合,斜拉索阻尼器施工、防疫工作同步进行,按时完成了斜拉索阻尼器的涂装、装配工作,桥面安装也即将全部完成。经减振性能测试,安装阻尼器后的斜拉索阻尼对数衰减率(对数衰减率是表征振动衰减快慢的重要指标,一般要求>3.0%即可控制斜拉索常见风致振动)达到4.0%以上,斜拉索最大加速度幅值降低了99.8%,安装阻尼器之后斜拉索未现肉眼可见振动,且手触拉索无振感,阻尼器减振效果优异。

斜拉索摆式杠杆阻尼器。


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