鐵路橋梁支座減震技術研究

周萬平

鐵建中原工程有限公司 河南 鄭州 450000

1 研究背景

我國近年來大力發展交通事業，其中鐵路建設更是投入資金力度較大，我國鐵路的總里程在持續的大幅度上升，目前就高速鐵路的總里程已經達數萬公里。由于鐵路在建設中也會占用大量土地資源，為了節約土地資源，在高速鐵路建設領域里運用了“以橋代路”的建設理念，如此便能夠利用充分的空間位置并且還能夠減少繞行，這不僅僅能夠節約土地資源，還能夠加快鐵路的運輸效率，符合我國鐵路運輸量大的特點，也能間接的為每年的春運等高峰提供便利。鐵路橋梁建設已經成為國家鐵路發展的重要策略，橋梁在線路所占的比例越來越大，目前保守估計已經有七成以上，隨著其整體量的增大，其涌現出的問題也越來越多。為了提升鐵路客運的安全性與舒適度，在進行鐵路橋梁設計和建設的時候，無論是上部梁體，還是下部橋墩，甚至是基礎均非常重視結構剛度的強化。但是剛化并不是完全有利于列車的安全與舒適性能，就抗震層面來說，過大的剛度會使地震所引發的后果更加惡劣，故有必要對鐵路橋梁的減震性能進行研究，在本文中將針對支座減震技術進行探討。

2 鐵路橋梁支座設計要求

一．設計的時候不能完全只是考慮固定的橋梁自重以及車道荷載等顯而易見的因素，還需要對一些特殊的情況進行考慮，例如地震與洪水等自然因素在設計的時候也應該考慮在內，以此避免超出荷載。若對此類特殊情況進行詳細的考慮分析，那么災害一經發生便會引發極為嚴重的后果。二.在參考靜定結構的時候，必須要對鋼軌、鐵路、道床間的相互作用進行考慮，且要注意其荷載傳遞的形式為縱向。若在設計的時候不對其進行縱向傳遞考慮，那么在實際中可能會引發錯位等問題，隨即支座系統的效果便會減弱。三.在發生自然災害、地震時，由于巨大推力的作用會使橋墩、橋跨存在移位變動。

3 在實際的運作過程中，鐵路橋梁支座遇到的問題

雖然鐵路橋梁支座運用了很長一段時間，但仍然存在著不少的問題，例舉如下：一.支座螺栓是對支座進行固定的重要部件，但是可能在地震災害中由于橋位錯動產生的巨大力量而致使支座螺栓發生破壞，如此其使用性能便大打折扣，會導致出現上下盤錯位，嚴重時會造成安全事故。二.橋墩等位置在地震中產生裂縫也是常見的現象，且有很多情況使裂縫過寬 ，甚至裂縫已經把橋墩貫穿，存在部分地區混凝土結構出現掉落或者崩塌，這會對橋梁的安全使用構成重大威脅，雖然橋梁檢測技術已經廣泛使用，但是這仍然不能完全保證橋梁使用的安全性，其依舊存在一定的隱患，不利于橋梁的持續運營。由此看來傳統的橋梁抗震設計存在比較多的問題，針對此些問題必須對此進行科學的研究，并以系列的研究成果為基礎，以此產生科學合理的抗震設計，從而保證橋梁的運行安全。

4 鐵路橋梁支座減震原理、設計理念、方法

支座減震是進行抗震采取的重要手段，利用支座進行減震也存在不同的理論基礎，由此也衍生了不同的減震技術，主要涵蓋了減隔震技術、延性抗震技術。前者就是采取相應的措施使地面震動對上部的力量盡量減小，從而實現地震對橋梁結構的破壞最小化。后者是利用支座的延性進行抗震設計，這是由于地震所施加給橋梁的能力是基本固定的，支座的延性能夠吸收很多地震所產生的能量，從而使施加在橋梁內部測得能量減少，致使地震對橋梁結構的破壞達到最小，從而達到保護橋梁的目的。

5 通過實驗進一步測試鐵路橋梁支座減震效果

5.1 有針對性的進行減震效果測試

有針對性的進行減震效果測試是提升其性能的重要方法，通過此針對性的研究能夠對系統的每個方向進行分析，從而構建完整的減震系統。在測試里面，選擇橡膠支座進行減震性能的測試，主要是對列車在行進的過程里面對采用此種類型橋梁的振動進行觀察，確定其振動情況是不是在合理的范圍之內，同時利用相關儀器進行數據的采集，并且對數據進行記錄、分析，在此基礎上進一步研發新型減震系統，改善其不合理的系統。

5.2 采用兩種方法進行減震效果測試

1.實驗中在各項數據相同的橋梁中設置兩支座進行對照試驗，以此保證影響的變量只存在一個，保證結果的準確性。采用的變量是：有橡膠支座，無橡膠支座，在相關測量儀器安裝就位后對橋梁進行超負荷沖擊，模擬等對橋梁造成極大擾動的情況，通過直觀的感受與測量數據進行詳細的分析，然后選經過綜合分析選擇出究竟哪種支座在此運用能使橋梁的減震性能達到最好。

2.采用沖擊振動法，選擇對橋梁不同的位置進行振動，進而模擬出各種情況下的振動效果。如此便能夠進一步判斷在有橡膠支座與無橡膠支座兩種情況下哪種抗震效果最好。并且也是經過自身體會與相關數據進行綜合判斷。在兩種方法進行減震效果測試表明：在鐵路橋梁支座的減震系統里面，各項測試數據砼一致表明采用有橡膠支座的減震效果明顯優于不采用橡膠支座的系統，然而在測試里面也存在另外因素的影響效果。因此，在以后的研究、設計中，橡膠支座是最佳的選取材料，在相互因素的結合考慮下，才能研發出更加具有減震效果的支座系統。

6 結語

靜力結構設計簡單，在鐵路橋梁支座減震系統里面得到了廣泛的使用，然而因為受到軌道、列車、道床之間的相互影響、作用，由此對其為了使其滿足這些影響和作用，其設計也變得相當復雜。所以在進行設計的時候要對各方面的影響因素進行綜合考慮。不能僅僅考慮簡單的一部分，爭取對各影響因素進行全方位的思考，不僅僅能抓到重點，也能夠不忽略次要，做到統籌規劃，穩定全局的目標。本文在支座設計方法、理念、原理的背景下，研究了鐵路橋梁支座減震作用，在設計過程里面，一定要考慮除了基本的結構以外，補充系列零部件進行補償、適應橋梁支座的特殊要求，達到支座最佳優越性，存在減震的作用。