铁路桥梁支座减震技术研究
2018-02-01曹铁成
曹铁成
(衡水中铁建工程橡胶有限责任公司,河北 衡水 053000)
1 我国铁路桥梁支座系统的概况
静定结构系统设计简单,在铁路桥梁中普遍采用。而在实际的应用操作中,静定结构系统中的支座系统又与钢轨、道床、铁路互相作用、影响,进而形成复杂的构造,特殊的体系。因此在操作过程中,只能对铁路支座不同的方案采取不同的操作。静定结构在设计中,铁路路线由于会出现平坦、崎岖等状况,也会遇到河流等地形,因此,会根据当地地形构造的不同进行合理、科学、经济设计。
2 铁路桥梁支座设计要求
①由于需要考虑自然灾害、地震等因素,因此,在水平力传递的过程中,制动力、牵引力一定要符合要求,不能盲目采用,目的是为了避免超出载荷。②静定结构系统的运用中,包含有钢轨、铁路、道床间的相互作用,需要以纵向荷载的方式进行传递,主要是为了防止钢轨轴向的错位,弯曲等,支座系统便起到了这样的作用效果。③在发生自然灾害、地震时,桥墩、桥跨会有移位变动。
3 在实际的运作过程中,铁路桥梁支座遇到的问题
铁路桥梁支座在实际的运用过程中还存在一定的问题,主要有:①地震灾害中,铁路桥梁支座螺栓受到重创后发生断裂等现象,支座装置被彻底破坏,失去应有的功能,发生上下盘错位的现象。②桥墩在震后出现的裂缝较为严重,并且裂缝前后贯通,局部地区已经出现坍塌、崩裂等症状。从这次的地震中可看出,传统的铁路桥梁抗震在设计过程中,存在着严重的问题、弊端,有效解决这些问题的最佳方法便是引进先进、科学的减震设计。
4 铁路桥梁支座减震原理、设计理念、方法
铁路桥梁支座减震设计有减隔震技术、延性抗震设计两种。其中,减隔震技术就是减少地面与结构的力量,在减震装置的作用下将两者分离。而延性抗震设计主要是利用系统结构的延伸优势来发挥其作用,达到抗震的效果。就桥墩而言,抗震的原理是塑性改变,而在实际中,又形成了不稳定性结构,因此在此基础上采用延性抗震设计,进而控制塑性变形。根据铁路桥梁支座功能分离的理念,改变设计思想和设计方法,把固定的支座改为可以活动的支座,在桥墩与桥梁之间设置减震材料。
5 通过实验进一步测试铁路桥梁支座减震效果
5.1 有针对性的进行减震效果测试
实验中采用桥梁橡胶支座系统测试减震效果,在列车的通行中观察,其所受到的振动是否在规定范围之内。并且对数据进行记录、分析,在此基础上进一步研发新型减震系统,改善其不合理的系统。
5.2 采用两种方法进行减震效果测试
(1)实验中对桥墩安装不同的支座,一种是安装橡胶支座,另一种是无橡胶支座,这两种情况下如果受到超负荷的冲击会产生什么样的抗震效果,对其进行计算,通过计算对比,选出最佳的支座减震系统。
(2)采用冲击振动法,对地面不同程度、距离的振动,进一步比较有无橡胶支座的情况下,哪一种减震效果更好。
通过两种测试方法得出以下结论:在铁路桥梁支座的减震系统中,采用橡胶支座具有一定的减震效果,但在测试中也存在其他因素的影响效果。因此,在以后的研究、设计中,橡胶支座是最佳的选取材料,在相互因素的结合考虑下,才能研发出更加具有减震效果的支座系统。
6 结语
静力结构设计简单,在铁路桥梁支座减震系统中普遍运用,但由于受到轨道、列车、道床之间的相互影响、作用,其构造变得更为复杂,因此,在设计中一定要考虑到其他因素的存在,进行综合考虑。本文在支座设计方法、理念、原理的基础上,研究了铁路桥梁支座减震效果,设计过程中,一定要考虑除了基本的结构以外,增加一些零部件来补偿、适应桥梁支座的特殊要求,达到支座最佳优越性,起到减震的效果。