湖北日报讯(记者戴辉、通讯员付丽)面对大风、地震,大桥大幅度的飘动、摆动极其危险,如何防止?在武汉的中铁大桥局,研发的多型号“阻尼器”,成为让大桥“稳如泰山”的神器。
7月6日,中铁大桥局桥科院申报的专利——拉索杠杠质量阻尼器,从168个专利脱颖而出,闯入中国专利奖决赛。
阻尼器,是一种能吸收能量,能使物体在受到冲击等外力时的振动很快衰减,从而保持物体的稳定。多年来,安装在大桥上、被称作大桥上“安全带”的阻尼器技术被国外垄断。在鄂央企中铁大桥局的国家重点实验室,历经30多年研发,成为中国桥梁减振抗震领域的“领头羊”。
在中铁大桥局桥科院国家重点实验室,湖北日报全媒记者目睹了阻尼器的神奇。
千余平方米的厂房里,大型设备林立,还有微缩版的“悬索桥”,身穿蓝色制服的工程师们正在测试阻尼器。用手一拉,悬索振荡起来。中铁大桥局桥科院副总经理王波指着索下的白色“大电阻”形状的物体说,这就是阻尼器,由高合金钢与硅油等介质组成。阻尼器与悬索振荡产生的力量相反,起到削弱振荡能量的目的。
阻尼器主要安装在斜拉索、塔梁之间以及吊杆等关键部位,单个重量从15公斤至40公斤不等。施工人员当天调试的,是世界级“六自由度多功能”动力平台阻尼器试验系统。
几十年来,这个国家重点实验室已研制百余种阻尼器,适用于各种斜拉桥、悬索桥和拱桥等。
小小阻尼器怎样“四两拨千斤”?
每一次实验,背后都是成百上千次的力学计算。“它可以成功控制一根80多吨重斜拉索的高频振动。”王波指着一个40公斤重的调谐式阻尼器说,其已安装在已通车的沪苏通长江大桥上,抗震效果好。
上世纪九十年代开始,我国桥梁建设向大跨、重载、深水迈进。一寸长、一寸险。斜拉桥、悬索桥从几百米跨度,猛增到1000多米,导致一根拉索的重量,从20吨增加至100吨,给桥梁减振装备带来极大挑战。
在挑战中寻求机遇。通过试验,中铁大桥局桥科院巧妙运用力学原理,在不增加斜拉索长度的同时,利用杠杆原理研制摆式杠杆阻尼器,精度更高、抗震性能更优。塔梁大吨位阻尼器,采用液体、质量双调节,在较低的安装高度获得更好的减振效果。
多年来,桥科院累计投入数亿元,打造全国桥梁减振抗震领域高地,打破国外垄断“卡脖子”的局面,让阻尼器价格大幅下降。
在学科带头人汪正兴带领下,这个50多人的团队自主研发的系列斜拉索减振器和大吨位抗震阻尼器,解决海内外近百座桥梁索、梁及拱桥吊杆等结构振动问题,取得数十项国家专利和两项国际专利授权,国内400米及以上跨度的大跨度斜拉桥中市场占有率在70%以上。