เทคโนโลยีแผ่นดินไหวขั้นสูงช่วยเสริมความทนทานต่อแผ่นดินไหวของสะพาน

เมื่อคลื่นแผ่นดินไหวชน สะพาน เส้นทางการขนส่งที่สําคัญเหล่านี้ ไม่ยืนแข็งต่อการโจมตี" โดยใช้เทคโนโลยีการแยกกันจากแผ่นดินไหว และความอ่อนแอที่ซับซ้อน เพื่อกระจายพลังงานแผ่นดินไหวนี่คือมุมมองของวิศวกรรมการป้องกันแผ่นดินไหวสะพานที่ทันสมัย

บทความนี้วิจัยวิธีการแยกและลดความรุนแรงจากแผ่นดินไหวที่ใช้อย่างแพร่หลายในวิศวกรรมสะพาน โดยรายละเอียดหลักการ วิธีการออกแบบและการใช้งานในโลกจริงขององค์ประกอบการป้องกันแผ่นดินไหวต่างๆ.

เป้าหมายหลักของการออกแบบสะพานที่เกิดแผ่นดินไหว คือการรักษาความสมบูรณ์แบบของโครงสร้างและความสามารถในการทํางานในระหว่างแผ่นดินไหว ขณะที่ลดจํานวนผู้เสียชีวิตและการสูญเสียทางเศรษฐกิจให้น้อยที่สุดแนวทางประเพณีที่พึ่งพาการเพิ่มความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของโครงสร้างเพื่อทนต่อแรงแผ่นดินไหวอย่างไรก็ตาม, นี้มักจะส่งผลให้โครงสร้างขนาดใหญ่ที่ยังคงสามารถดําเนินการความเสียหายอย่างหนักในช่วงแผ่นดินไหวแรง.

ปรัชญาการออกแบบแผ่นดินไหวสมัยใหม่ได้เปลี่ยนไปสู่ "การควบคุมการตอบสนองกับแผ่นดินไหว" โดยใช้เทคโนโลยีแยกและความอ่อนแอเพื่อลดผลกระทบจากแผ่นดินไหวอย่างมีกิจกรรมเทคนิค การ ปก ป้อง ทํา งาน โดย ขยาย ระยะ เวลา ของ การ สั่น สั่น ของ สะพานเทคโนโลยีความอ่อนแอทําให้พลังงานของแผ่นดินไหวหายไป โดยลดขนาดการสั่น

การแยกแยกจากแผ่นดินไหวเป็นกลยุทธ์ป้องกันแผ่นดินไหวที่มีประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางไดนามิกของสะพานโดยการติดตั้งอุปกรณ์แยกระหว่างโครงสร้างชั้นและโครงสร้างใต้ดินอุปกรณ์เหล่านี้โดยทั่วไปทํางานสามหน้าที่หลัก:

• การขยายระยะเวลา:การขยายระยะสั่นสะเทือนธรรมชาติของสะพานให้มาก เพื่อลดการส่งแรงแผ่นดินไหว
• การลดแรง:ลดแรงแผ่นดินไหวด้วยการขยายระยะเวลา
• การสูญเสียพลังงาน:เครื่องกักกันบางส่วนยังดูดซึมพลังงานแผ่นดินไหว ลดการสั่นสะเทือนลงอีก

หมุนยางลดความอ่อนแอ (LDRB):เครื่องแยกง่ายๆ ที่ประกอบด้วยชั้นยางและเหล็กที่สลับกัน ความสามารถในการปรับปรุงความยืดหยุ่นของยางทําให้ระยะเวลาการสั่นยั้งยาวนานขึ้น แม้ว่าความอ่อนแอจะค่อนข้างต่ํา (2%-5%)

โลหะยางความหนาแน่นสูง (HDRB):เวอร์ชั่นที่ปรับปรุงของ LDRBs ที่รวมสารเสริมพิเศษเพื่อเพิ่มความสามารถในการลดความหนาว (10% - 20%)

หัวหักยางอ่อน (LRB):LDRBs ที่มีแกนนํากลางที่ให้การระบายพลังงานที่ดีเยี่ยมผ่านการปรับปรุงพลาสติก (การปรับปรุง 20% - 30%)

หน่วยการเคลื่อนไหวของอัตราการคด (FPS):ใช้การเคลื่อนไหวด้วยการหดบนพื้นผิวกลม เพื่อกระจายพลังงานในขณะที่รองรับการเคลื่อนไหวขนาดใหญ่

การออกแบบการแยกที่มีประสิทธิภาพเกี่ยวข้องกับการเลือกปริมาตรของอุปกรณ์อย่างละเอียด เพื่อขยายระยะเวลาการสั่นสะเทือนให้ดีที่สุดและลดการส่งแรง

1. การกําหนดการออกแบบการเคลื่อนไหวของพื้นดินโดยใช้กิจกรรมแผ่นดินไหวภูมิภาค
2. การพัฒนาโมเดลองค์ประกอบปลายสําหรับการวิเคราะห์ลักษณะแบบไดนามิก
3. การเลือกอุปกรณ์แยกที่เหมาะสม
4. การดําเนินการวิเคราะห์ผลประสิทธิภาพการแยก
5. การปรับปรุงปริมาตรของอุปกรณ์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

เทคนิคการลดความสั่นสะเทือนของโครงสร้างโดยการระบายพลังงานแผ่นดินไหวผ่านอุปกรณ์พิเศษ

เครื่องปรับความแน่นของเหลว (FVD):ใช้ความต้านทานของเหลวภายในกลไกพิสตัน-กระบอก เพื่อดูดซึมพลังงานในช่วงความยืดหยุ่นที่ใหญ่

เครื่องปรับความตึงเครียด (FD):สร้างการขัดแย้งที่ระบายพลังงาน ผ่านการเลื่อนที่ควบคุมระหว่างพื้นผิว

อุปกรณ์อัดอัด Magnetorheological (MRD)ใช้ของเหลวที่ฉลาด ที่เปลี่ยนแปลงความแน่นภายใต้สนามแม่เหล็ก ทําให้มีการปรับความอ่อนแอในเวลาจริง

การออกแบบความอ่อนแออย่างมีประสิทธิภาพต้องการการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมและปรับปรุงปริมาตรโดย:

1. การประเมินความเสี่ยงจากแผ่นดินไหว
2. การจําลองและวิเคราะห์โครงสร้าง
3. การเลือกอุปกรณ์และการนํามาใช้
4. การประเมินและปรับปรุงผลงาน

เทคโนโลยีการแยกและความอ่อนแอ ได้ถูกนําไปใช้อย่างสําเร็จทั่วโลก:

• สะพานซานฟรานซิสโก - โอ๊คแลนด์เบย์ (สหรัฐอเมริกา) ใช้ LRBs และ FVDs
• สะพาน Akashi Kaikyo ของญี่ปุ่น ใช้ระบบ FPS และ FVD
• สะพานแม่น้ํายางตเซ่รันยางของจีนรวม HDRBs และ FVDs

ในขณะที่เทคโนโลยีป้องกันแผ่นดินไหวพัฒนาขึ้น การนวัตกรรมที่กําลังเกิดขึ้น เช่น เครื่องปรับอาการของวัสดุที่ฉลาด และระบบแยกตัวที่ปรับตัว สัญญาผลงานที่ดีขึ้นการรวมการแยกแยกและความอ่อนแอกับกลยุทธ์การเกิดแผ่นดินไหวอื่น ๆ อาจสร้างระบบป้องกันที่ครบวงจรมากขึ้น, รับประกันความแข็งแกร่งของสะพานต่อความท้าทายของแผ่นดินไหวที่รุนแรงมากขึ้น