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【师者】潜心十载攻克抗震技术难题 他们为“超级工程”保驾护航——揭秘港珠澳大桥中的“广大智慧”
来源:365体育投注报 作者:莫海珊 胡嘉仪 陈燕 郑金凤 刘宇欢 编辑:杨露露 发布日期:2019/01/08

在茫茫大海的广阔海洋中,一座设计精美的桥梁展开 ,稳稳站立,蹲在远处。 2018年10月24日  ,该桥正式通车  ,成为连接香港,珠海和澳门的重要大型跨海通道。这是香港 - 珠海 - 澳门大桥 ,是由香港港口周福林院士领导的工程地震研究中心团队的成员。珠澳大桥所有桥段的抗震 ,隔震,减震设计首次将隔震技术嵌入桥梁,确定了桥梁隔震设备技术的世界标准。

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“当你收到任务时开始使用”

365体育投注被誉为“东盟桥 ,同心桥,自信桥 ,复兴桥”的“超级工程”时   ,温月涵& middot;香港 - 珠海 - 澳门大桥团队成员Black Sands教授将在北京上学。中日隔离技术交流会  。他刚刚从新闻中了解到这个消息,这种喜悦已经消失了 。他忍不住向外国朋友介绍了港珠澳大桥 。 “他们都认为这个项目非常了不起 。在如此短的时间内 ,用这么高的技术来确保这么好的品质确实是一个奇迹!”他自豪地回忆道。

我校地震研究中心和港珠澳大桥团队的故事将从2010年开始 。八年前  ,港珠澳大桥的建设逐渐开始。世界上最长的海洋大桥前面的一个问题是整个桥梁的抗震性能。当时,港珠澳大桥管理局听说我们的学校地震研究中心在建立隔震隔离方面有相对成熟的经验 ,并立即联系研究中心委托该中心进行地震预研究  。港珠澳大桥的阻力 。

当时,港珠澳大桥的建设期非常紧张。 “通过一种更好,更经济的方法来改善桥梁的抗震性能 ,港珠澳大桥工程的设计将在一年内从一个设计到实际设计。全套实践预研报告并非易事 ,在这种情况下 ,研究中心承担了这项任务后赶到施工现场。“该中心近80%的员工参与了香港 - 珠海的抗震设计研究。澳门大桥   。“最后他们提交了全桥隔震。实际的工程应用和可行性分析报告得到了美国专家组的批准 。

即使提出了更可行的报告,下一步的工作仍然很麻烦 。面对具体的建设和施工工作 ,研究中心团队应考虑许多因素  ,如材料和特定厚度用于隔离层,并找到制造材料和产品合格的制造商 。 “作为世界上最长的海洋桥梁,如何在现有的技术和经济条件下有效地提高抗震能力 ,我们面临着许多未知和挑战。没有任何参考。我们只能依靠团队来发现自己一步一步 。“

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“在第一个月的第十五天 ,我们一直在进行实验”

在传统的桥梁抗震设计中,主要方法是利用“强力”来确保通过增加强度和提高延性来抵抗地震的能力 。当地震的力量大于地震的力量时 ,它自然可以静止不动 。然而,当这种方法在实践中应用时,其抗震性不能得到保证 。这通常被称为“硬阻力”  。

港珠澳大桥全长55公里 ,是世界上最长的跨海大桥,位于环太平洋火山带。面对如此长的地震跨度  ,传统的地震方法显然不可行,必须结合实际情况加以考虑  。

如何实现有效的抗震 ?针对这一问题 ,该团队全面考虑将建筑物常用的隔震技术“借用”到——以尽可能避免不确定性  ,并减少因地震引起的桥梁惯性力,从而有效避免桥的倒塌 。这种隔震技术的灵感来自唐福林院士在唐山期间的访问 ,在那里他发现了一座经受住地震测试的房子。受到房屋的启发 ,周福林提出了一项采用层压橡胶支座隔离地震的新技术。当模拟地震发生时,建筑物在橡胶支撑上是弹性的,下面的橡胶支座越软,隔振越柔和,隔离效果越好 。这种支撑既可以隔离也可以不影响建筑物的承载能力 。它可以大大减少地震对建筑物造成的破坏。

此外 ,港珠澳大桥队也充分考虑了环保问题 。 “从环保的角度来看,我们使用的所有设备都不会对现场造成损害 。”文六汉教授还提出 ,将这种隔震技术用于港珠澳大桥的另一个原因是它可以使用。它尽可能地小 ,阻水区域减少 ,水流畅。它不仅可以防止洪水泛滥,而且对环境保护也有很大的好处。

在接下来的五年里,地震中心全力投入港珠澳大桥的一系列实验。实验大致分为两种类型 ,一种是使用的材料,一种是设备本身的实验,第二种实验是将设备加入桥后的全桥动态实验。

最初 ,桥梁的抗震要求能够承受强度为8的地震,并确保其使用寿命达到120年。经过一系列复杂的实验,如理论计算 ,实际设计和产品验证 ,港珠澳大桥的设防强度增加到9度 ,相当于汶川地震的强度。

在净体实验中 ,该中心的隔离实验室只有四五个人,但他们必须面对十几家制造商提供的数百个实验 。我校地震研究中心研究员马玉红说,数百个实验并不多,但由于变量不同,每个实验涉及多种类型,这使得工作量更大  。那时,团队正忙着在白天和晚上进行实验。马玉红半开玩笑地说:“我在做实验的时候特别害怕 。有些设备在一些设备坏了之后会被扔掉 。这很危险 。如果我做了半年的实验,估计我有心脏病发作 !“

在谈到港珠澳大桥建设过程中遇到的困难时,我校地震研究中心地震研究室主任黄晓云的思绪又回到了2011年。当时 ,根据安全地面振动参数,团队依次对10多家厂商和数百种产品进行了实验研究 。即使我在新的一年,我也没有放松。我在第一个月的第15天仍在实验现场忙碌。 2012年4月,该中心的新实验室尚未建立 。该团队只能到重庆借用当地大型平台完成单通道伪静态试验,单次旋转隔震和全桥振动台模型试验的抗震性能对比。黄晓云坚定地说:“我们必须在实验阶段做好每一步,并且必须做更多的比较工作。”最后,他们花了大约半年时间完成动力实验并取得了成功 。它被运往香港 - 珠海 - 澳门大桥进行进一步的现场试验  。

在广东的这个特殊地区,有台风。面对可能遇到的强烈台风问题,他们也非常有信心。 “就像我们以隔离为基础的生产一样 ,它是一层橡胶和一层钢。这对台风来说有点弱。但是大型设计项目肯定会考虑到这一点 ,一般都没有问题。”/p>

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展望未来,欢迎新的起点和新的突破

八年后,这座桥从预防地震抵抗到现在的汽车开放,这个过程不仅见证了时间的流逝,还凝聚了团队的汗水和努力 。现在谈论当时的感受,温六涵& middot;黑沙仍然难以掩饰兴奋。 “我们很荣幸能够参与如此庞大的国家项目,我们很高兴看到它今天建成  。” p>

事实上 ,除了港珠澳大桥的抗震设计工作外,多年来  ,该团队还在海上交通工程和超高层建筑等各种复杂环境中保护隔离和减震 。广州大厦“小人腰”的抗震设计也来自团队  。该团队还加强了故宫博物馆和碑林碑林博物馆的珍贵文物 。这是现代隔离技术在国内文物抗震保护中的首次应用  。

温六汉& middot;黑沙兴趣地说道:“随着中国社会经济的发展和技术的不断提高 ,中国的隔离技术可以说已经走到了世界的前列 。”马玉红还补充道,“现在我们仍在编制建筑隔离设计标准,这在国内外都很先进 。”马玉红口中的设计标准是项目完成后,团队的《港珠澳大桥主体工程桥梁工程施工图设计阶段桥梁减隔震装置技术要求》和《减隔震产品的型式检验及技术标准》形成。跨海大桥隔震装置技术标准。这些文件为促进地震隔离技术和填补国内空白提供了技术支持。

现在 ,港珠澳大桥的建设已经结束,团队即将迎来一个新的实验室。目前,实验室已经启动,其规模是目前实验室的五倍 。其中,实验室中有新的试验机  ,专门用于隔离实验 。 “我们还进行了摇床试验 。如果建立振动台,它将对国际社会产生巨大影响,并吸引来自世界各地的人才前来交流 。”马玉红松了口气说道。

通过港珠澳大桥的前期研究工作 ,抗震中心成功解决了许多初期问题,为今后进行更多大型建筑设计奠定了技术基础。同时 ,加强了国际交流与合作,建立了中意国家环境文化遗产部罗马文物修复研究中心,致力于推动国外地震隔离技术的发展。

(学生记者莫海山胡佳一陈艳郑金凤刘玉环)

注意:本文发布于2018年12月31日  ,第391期,第392期《365体育投注报》 。如需转载,请注明出处。


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