桥梁抗震路上的一院人(图)
已阅读:6712次    发布时间:2014-04-02 10:35:12          

由桥隧处承担的院科研课题《高烈度地震区大跨桥梁抗震关键技术研究》取得重大进展,并成功将研究成果转化为设计图纸,供给正在紧张施工中的宝鸡至兰州客运专线,确保了全线控制性桥梁工程的顺利实施,获得了业主和施工单位好评。

  回想起一院人在桥梁抗震征程中走过的路,心中一股自豪感和使命感油然而生。

  我院作为铁路勘察设计行业的“国家队”,地处西北,由于地缘上的优势,可以说半个世纪以来,主战场主要是西北地区,而西北正是青藏地震区、新疆地震区的活跃地带,因此从一开始我院桥梁的设计就和抗震设计结下了“不解之缘”。从中小跨径桥梁的抗震设计到大跨桥梁的减隔震设计,一步步走来,付出了一份份辛劳和汗水,也收获了一份份成功和喜悦。

廖蜀樵和他的铅芯橡胶支座

  

说起铁路桥梁的减隔震设计,就不得不提到我院设计的南疆铁路布谷孜大桥。南疆铁路布谷孜大桥位于新疆伽师县,采用932m简支梁桥的型式,是我国第一座采用铅芯橡胶支座(VP500-L型)进行减隔震设计的桥梁,在铁路桥梁的减隔震设计领域具有里程碑式的意义。2003年新疆伽师发生的6.8级地震,灾区面积为21498平方公里,灾区波及人数659392人,根据地震现场灾害调查与损失评估工作,此次地震造成的直接经济损失为13.7亿元。这次地震是自199623日云南丽江地震以来,发生在我国的人员伤亡和房屋破坏最严重的一次地震。而位于震区的布谷孜大桥完好无损,作为救援通道及时源源不断地将物资运送到灾区,我院的桥梁设计也因此赢得了社会和业内的赞誉。该桥的减隔震设计是在我院已故桥梁抗震专家廖蜀樵带领下完成的,提起廖蜀樵,我院的桥梁人亲切地称其为“老廖工”。老廖工是我院桥梁抗震设计的开创性人物之一,他治学严谨,就连目前的抗震专家周福林院士提起他也不由自主的竖起大拇指,老廖工对我院桥梁的抗震设计事业做出了不可磨灭的贡献。

老廖工及其率领的团队,一直从事桥梁的抗震设计研究,针对西北高烈度区桥梁抗震面临的问题,对铅芯橡胶支座进行了一系列的科研攻关,从设计理论到设计方法,从模型试验到分析计算,经过大量的对比研究,成功的将铅芯橡胶支座引入到了铁路桥梁中,真正意义上实现了铁路桥梁领域桥梁减隔震设计的突破。经过我院桥梁人不断的发展和完善,目前采用铅芯橡胶支座作为桥梁的减隔震设计措施已纳入《铁路工程抗震设计规范》,作为一套系统的设计方法供桥梁工程师参考和借鉴。可以说老廖工和他的团队为我院的抗震设计打下了良好的基础,时至今日,我院仍有一批热爱桥梁抗震、钻研桥梁抗震的青年工程师在为桥梁的抗震事业贡献着自己的青春和汗水。

李承根和他的减震榫

  

随着国家铁路网的调整和规划,客运专线等高速铁路的建设在全国铺开。高速铁路行车要求很高的轨道平顺性,因此对铁路桥梁的刚度要求亦很高,而良好的抗震性能则要求结构具有较大的柔性,这其实是一个矛盾,这对矛盾在客运专线等高速铁路桥梁中表现的尤为突出。高速铁路桥梁的抗震设计相比普速铁路难度更大、要求更高。

我院桥梁专家李承根及其率领的团队以863项目为依托,凭借对桥梁结构力学行为多年的研究和知识积累,利用支座功能分离的概念,创造性的提出了在高烈度地震区简支桥梁中支座只提供竖向支承功能,而由减震榫来提供水平刚度抵抗水平地震力的设计思路和方法,成功的解决了高速铁路桥梁中最常用的32m48m简支梁桥的抗震问题,并将减震榫运用于郑州至西安、西安至宝鸡及宝鸡至兰州等客运专线铁路上,取得了很好的经济和社会效益。

在李承根的带领之下,我院主编完成国家标准《铁路工程抗震设计规范》(2009年版)。该规范在铁路领域首次引入“三水准两阶段”的抗震新方法,增加了高速铁路及客运专线的相关内容,给出了铁路工程抗震设防类别划分的原则,吸纳了我院在桥梁支座抗震设计、减隔震技术研究及桥梁结构配筋抗震研究等方面的科研成果。

李承根在桥梁抗震研究方面有很深的造诣,任院副总期间,李承根作为院桥梁专业的带头人,不仅自己在桥梁抗震方面不停的探索研究,带领研究团队通过理论分析和模型试验开发研究出了减震榫,积极的探索铅芯阻尼器的研发,而且不断的帮助提携年轻工程师,鼓励他们投身桥梁抗震事业,推动我院桥梁抗震事业的发展。接触过李承根的年轻工程师都有种印象,不管多难的问题,不管多复杂的计算,在给李总汇报的过程中,总在他条分缕析的分析之间迎刃而解,复杂的结果在他清晰的概念和辅以简单的计算器操作下就能定下“乾坤”。李承根教育年轻的工程师要重视抗震的概念设计,要从宏观上进行把握,抗震设计不仅要“低头走路”,更重要的是要“抬头看天”。在这种浓厚的学术研究气氛中,桥隧处桥梁专业的工程师们,对于抗震设计难度大的桥梁,组建抗震设计攻关小组,积极探索新思路、新方法,在近几年的生产大会战的紧张节奏下,出色地完成了科研攻关,并成功的将科研成果应用到设计中,保证了桥梁结构的安全、经济。目前,李承根虽然已经退休,但仍关注桥梁领域抗震研究的新进展,并不时地亲身投入项目的研究中,经常将自己多年的思考与心得通过讲座等方式与年轻工程师分享交流,鼓励年轻工程师勇攀桥梁抗震科研的技术高峰。

目前我院桥梁抗震研究的现状及方向

可喜的是我院的桥梁人不负众望,站在老一代桥梁人的肩上,迎难而上,不畏险阻,克服了桥梁抗震路上一个又一个难关。乌锡铁路黄河特大桥针对大跨长联的(5×108m和(7×108m两联连续梁桥,采用在桥墩与梁体之间布设液体粘滞阻尼器,增加结构的阻尼,让活动墩与制动墩共同受力,成功的解决了大跨长联连续梁桥制动墩地震力过大的问题。

为解决黄韩侯铁路纵目沟特大桥105m的西北第一高墩抗震问题,设计者大胆改变常规桥墩型式,提出了圆弧墩柱+薄壁板这一新型结构,并命名为新型柱板式空心高墩,该种桥墩型式一旦遭遇强烈地震,薄壁板开裂,结构刚度迅速下降,周期延长,地震作用得到大幅度消减,成功的确保了结构的安全,且该桥墩的结构型式获得了国家专利。

宝鸡至兰州客运专线社棠渭河特大桥中的两联大跨连续梁桥即(80+2×128+80m及(72+2×120+72m连续梁,位于地震动峰值加速度0.3g的高烈度地震区,具有跨度大、梁体重、烈度高、抗震设计难度大的显著问题。该科研项目得到了部和院里的大力支持,自立项以来在院副总陈应陶的指导下,项目组成员在依靠自身为主体完成项目、加强与高校及企业强强联合的思路下,不断展开科技攻关,解决了大跨桥梁抗震计算方法、阻尼器的模拟、大吨位支座的剪断力设计等一系列问题,通过对减隔震支座、液体粘滞阻尼器、铅芯阻尼器等减隔震装置及措施的研究和有限元模拟分析,提出采用双曲面球型减隔震支座与液体粘滞阻尼器配合使用的新思路,利用双曲面球型减隔震支座延长结构周期,减小结构的地震反应,同时采用液体粘滞阻尼器限制结构位移,成功的解决了社棠渭河特大桥两联大跨连续梁桥的抗震设防问题。

项目实施中,针对阻尼器的布置分别考虑了阻尼器纵向布置、纵向+横向布置及斜向布置等多种布置方案,经优化分析,最后选定了阻尼器斜向布置的方案,不仅成功的同时解决了桥梁纵、横向的限位问题,而且节省了投资,达到了十分理想的效果。项目组解决大跨桥梁抗震问题的思路和方法同时也获得了2013年陕西省QC小组一等奖的荣誉,项目的研究成果也可为其余高烈度地震区的大跨桥梁抗震设计提供借鉴。项目组设计人员及时将研究成果转化为生产力,将科研成果应用到设计中,不仅出色的完成了设计任务,也为明年部里和院里项目的顺利结题打下了坚实的基础……

近年来,桥隧处桥梁人紧跟院发展步伐,苦练内功,“外化于形,内化于心”,打造科技型企业,在“科技治企”的理念下,在院领导、总工办和处里的关心和支持下,以工程实际项目为依托,通过申请铁路总公司、股份公司和院科研项目支持,充分调动发挥职工主观能动性,组建项目抗震科研攻关小组,解决了一个又一个难题,不仅出色的完成了设计工作,赢得了业主和业界的赞誉,同时也将桥梁抗震打造成了我院的核心技术,树立起了铁一院自己的品牌,增加了企业的竞争力和美誉度。在此过程中涌现出了一批在桥梁抗震研究和设计方面有特长的年轻工程师。企业的竞争,归根结底是人才的竞争,一院桥梁人的对抗震研究的追求和探索正是对这种理念的最好诠释。

“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。新形势下,一院桥梁人踏着老一辈桥梁人抗震研究的足迹,又将抗震研究的新目标指向了桥梁延性抗震设计方法、桥梁减隔震成套技术研究等领域,开始了多种有特色的减隔震支座、系列化的减震榫、防落梁装置等的研制和开发,他们在桥梁抗震的道路上大步向前,孜孜不倦的探索、前进……

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