福建平潭海峽公鐵兩用大橋是世界最長的跨海峽公鐵兩用大橋,也是中國第一座跨海峽公鐵兩用大橋。今天(7月20日),平潭海峽公鐵兩用大橋304套斜拉索外置阻尼器的安裝工作全部完成,大橋通車在即。
平潭海峽公鐵兩用大橋地處世界三大風暴海域之一,風大、浪高、流急,一年中7級以上大風達200多天,這不論對橋梁的設計、施工還是將來的運行,都是巨大的挑戰(zhàn)。且強風或地震可能會造成橋梁大幅振動、損傷、甚至垮塌,導致嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此,減振抗震措施對平潭海峽公鐵兩用大橋的安全非常必要。為此,中鐵大橋局平潭海峽公鐵兩用大橋項目部聯(lián)合橋梁結構健康與安全國家重點實驗室,為大橋研發(fā)了304套斜拉索臨時減振器、24套塔梁阻尼器及304套斜拉索擺式杠桿阻尼器。
“在復雜的海洋及大風環(huán)境下,平潭大橋橋面已安裝的斜拉索振動明顯,長時間的振動會對斜拉索及橋梁結構造成疲勞損傷及破壞。”橋梁結構健康與安全國家重點實驗室學科帶頭人、橋科院副總經(jīng)理汪正興介紹。作為中國橋梁減振抗震領域的“領頭羊”,以汪正興為首的研發(fā)團隊,深入研究分析了現(xiàn)場斜拉索振動特點,兼顧施工期斜拉索臨時減振的便捷,短時間內成功設計、制造出一種結構簡單、裝卸方便、便于調節(jié)的斜拉索臨時減振器,臨時減振器采用高阻尼橡膠柔性連接技術,適合大橋施工期使用,減振效果優(yōu)異,大大提高了施工期斜拉索及橋梁結構的安全性。
平潭海峽公鐵兩用大橋自然環(huán)境復雜,臺風、海嘯、地震等自然災害作用強度和特性具有不確定性。通過總結以往眾多大型橋梁減振抗震項目經(jīng)驗,認真分析現(xiàn)有塔梁阻尼器存在的缺陷及不足后,研發(fā)團隊去劣存優(yōu),對產(chǎn)品核心部件進行改造升級,優(yōu)化了塔梁阻尼器串并聯(lián)多級閥結構,并采用無泄漏密封技術。大量的試驗結果表明,改造升級后的塔梁阻尼器精度高、抗震性能優(yōu)越、密封效果優(yōu)異。平潭海峽公鐵兩用大橋全橋共24臺塔梁阻尼器,已于2019年9月份全部安裝完畢,大橋仿佛裝上了多個“安全氣囊”——在臺風、海嘯、地震等自然災害來臨時,塔梁阻尼器能最大限度吸收和消耗沖擊載荷對大橋結構的沖擊能量,大大緩解大橋結構受到的沖擊和破壞。
大風環(huán)境使斜拉索振動更為密集,這對斜拉索永久振動控制技術也提出了更高的要求。為此,研發(fā)團隊研發(fā)了新一代斜拉索擺式杠桿阻尼器,更低的安裝高度實現(xiàn)更好的減振效果,且該阻尼器對于斜拉索面內、面外的振動均具有良好的控制。
斜拉索擺式杠桿阻尼器是平潭海峽大橋橋梁施工的最后一道工序,全橋304套斜拉索阻尼器已于大橋通車前全部安裝完畢。自2020年3月復工,斜拉索阻尼器施工、防疫工作同步進行,項目部按時完成了斜拉索阻尼器的涂裝、裝配工作,橋面安裝也即將全部完成。該阻尼器安裝后,風致振動下斜拉索振幅相比于安裝前降低了99.8%,斜拉索未現(xiàn)肉眼可見振動,且手觸拉索無振感,阻尼器減振效果優(yōu)異。
?。ê睆V電融媒體記者 林如峰 通訊員 劉佩婭 張漢衛(wèi) 付麗 責任編輯 唐元)