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交通运输科普联展:跨河大桥如何临“震”不慌

发布日期:2024-08-01 07:55   文章来源:

  


      2023年12月28日,连接河南省濮阳市和山东省菏泽市的阳新高速公路黄河特大桥正式建成通车啦。作为河南省“双千”工程的收官之作,这是一座跨越黄河两岸,连接豫鲁两省的大桥,也是河南省境内现已建成通车的抗震设防烈度最高的黄河大桥,对于促进黄河流域及沿线经济社会高质量发展具有重要意义。

  桥梁总宽2×16.56米,全长8.127公里,主跨采用120米变截面预应力混凝土连续箱梁,共有21个桥墩位于河中。因为属于典型的大跨长联连续梁桥,再加上黄河游荡性河道冲刷剧烈,所以桥梁的抗震设计也难度升级。

  过去,桥梁传统抗震体系主要采用增加桥墩断面、增大刚度等“硬抗”的技术路线,结果反倒是结构刚度越大、结构地震作用也越大。在传统抗震体系下,相当一部分桥梁的结构自振周期在1~2s的范围内,与地面运动周期0.5~1.5s重叠区域较大,桥梁与地面运动容易发生共振现象,导致桥梁地震反应常常被放大2-4倍,容易产生桥墩破坏、倒塌等难以修复的震害。而如今桥梁减隔震体系的本质则是通过设置隔震装置系统形成隔震层,将桥梁结构自振周期从1~2s的范围延长至3~5s,再适当增加结构的阻尼,使结构加速度反应大大减少,同时将位移集中在隔震层,从而隔离地震作用。那么具体是通过什么来给大桥实现减隔震的呢?这,就不得不提到桥梁的减隔震支座了。我们可以把它想象成人体的膝关节,而桥梁的减隔震支座就是连接桥梁上部和下部桥墩的“膝关节”,它不仅可以将上部的荷载传递给桥墩,而且还可以灵活变形,使桥体保持在一种安全稳定的状态。

  阳新高速公路黄河特大桥位于8度地震区,抗震设防烈度9度,所以采用了减隔震橡胶支座来实现地震作用下的减震耗能。橡胶支座不但具有足够的竖向刚度,同时还具备较大的变形能力。当地震等外力来袭时,由减隔震支座组成的隔震层既可以阻隔掉三分之二的地震能量,又可以吸收地震能量,并将其转化为热能或其他形式的能量消耗掉,而支座也会像打太极一样“以柔克刚”,有效减轻直接袭向桥体的冲击力,如此一来啊,桥体自然安然无恙。

  一桥架两岸,天堑变通途。在这个辉煌的时代,我们每个人都既是交通发展的见证者,也是受益人。而我作为一名交通人,也将继续投身交通强国的火热浪潮,为赋能河南,添彩中原,贡献交通力量。

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