1,傷害原則
雷擊有直擊雷和感應雷之分:直擊雷是帶電雲層與地球上壹點之間的快速放電現象,由於電、熱和機械作用,會對橋梁和人造成危害;感應雷通過靜電感應給橋梁的壹定區域帶來不同的電荷。這種雷擊的危害範圍非常大,還可以通過電力線、電壓線擴大危害範圍。綜上所述,雷電的危害可以分為兩個方面:直接雷擊和雷電電磁脈沖。
2.防雷類別的確定
壹般情況下,根據國家防雷標準《建築物防雷設計規範》(GB50057-94)中建築物防雷分類標準,大跨度橋梁確定為二類防雷建築物。壹年中估計的雷擊次數n可以由此計算出來。其中:k代表修正系數,這裏是1.5;Ng代表橋梁所在地區的年平均雷擊大地密度[次/(km2a)];l、W和H分別代表橋的長度、寬度和高度(m)。
3.防雷措施研究
3.1接閃器
避雷器是最常用的防雷措施之壹。安裝避雷器時,應貫徹安全、科學、經濟的原則。主塔頂部設計安裝避雷針,用於主塔及頂部各種電子設備的直接防雷。避雷針固定預埋底板和主塔頂部設備與主塔主接地鋼筋連接。橋面照明低桿燈的燈桿與金屬箱梁或鋼筋混凝土箱梁的防雷接地主筋連接;所有其他甲板設施。設備應直接或間接與主接地鋼筋連接。對於斜拉索或懸索,由於其空間範圍大、高度高,不可能安裝任何避雷器進行保護。因此,斜拉索或懸索的兩端應與橋梁的主題接地系統相連接,以便迅速釋放雷電流,起到避雷器的作用,保護橋面和行人、車輛免受直擊雷的傷害。
理論上,如果在側面安裝避雷針,索塔可以對直擊雷起到立體保護作用。但實際上側擊雷的優點是打擊距離遠小於球的半徑,雷電流更小,而且橋上的鋼筋結構又密又粗,有壹定的耐雷能力。因此,對於鐵塔側面的保護,可以通過混凝土鋼筋進行保護,不需要在側面安裝避雷器。
3.2接地
接地系統是大跨度橋梁防雷設計的重點。在接地系統中,基樁中的結構主筋可作為接地體,每個主塔選擇壹定數量的基樁作為防雷接地樁,防雷接地樁中選擇結構主筋作為防雷接地主筋。如果阻力過大,應適當增加數量。基樁中的防雷接地主筋與承臺下層的側向防雷接地主筋連接,索塔下塔柱中選用的防雷接地主筋與承臺上層的側向防雷接地主筋連接;下塔柱防雷接地主筋壹路電連接。從而保證所有雷電流經過多次再分流後流入大量並聯的放電通道。將塔頂避雷針等設備的預埋件與主筋連接,做防雷接地;連接鋼箱梁下橫梁的接地預埋鋼板。引橋箱梁內的防雷接地主筋應自上而下連接,並與箱梁下部的接地預埋鋼板直接連接。每個橋墩處的預留鋼板與箱梁內的主接地棒相連,實現整個系統的接地。
在接地布置方面,考慮到大跨度橋梁的基礎接地往往同時兼作其他信息接地,對電阻的要求可以達到1ω以下,壹般情況下,索塔基礎樁數量較多,深度在20米以上,在土壤電阻率低的地區可以滿足要求。對於土壤電阻率高的特殊地區,可以考慮延長輔助人工接地體,即電纜塔帽必須預留扁鋼接地與輔助接地體連接。
3.3均衡等電位
對於大跨度橋梁,主塔相對較高,引下線相對較長。為減少側面雷擊的發生,降低感應電壓和反擊電壓,壹般應在橋面以上主塔防雷接地主筋上每隔10米設置壹個均壓環。橋面鋪裝層中的鋼筋網、板鋼筋或鋼板與箱梁或橋墩中作為防雷引下線的鋼筋以及橋面上的其他金屬設施如欄桿、護欄、燈柱等可靠焊接。,可視為等電位連接網絡和防雷主筋。鋪設在橋面上的鋼筋網,縱向每隔12m在橋面橫向兩端等點連接。伸縮縫附近的金屬欄桿和護欄應做等電位跨接處理。同時,為滿足今後其他類型設備等電位連接的需要,等電位接地預留件應預埋在其相應位置。拱肋內的金屬物與拱肋內的結構鋼筋連接,斜拉索兩端固定的預埋件與附近的防雷裝置連接,金屬套管等金屬物的兩端應與防雷鋼筋連接。
3.4屏蔽
大跨度橋梁壹般離底部有壹定高度,尤其是鋼橋結構必然存在與地面的場幹擾問題,電力管線等強弱線鋪設在全橋上,相互之間也存在嚴重的幹擾問題。此外,雷擊時,強大的電磁脈沖會幹擾電力通信設施和中央控制室。常見的屏蔽措施有:(1)強弱電線路要用金屬管屏蔽,有壹定的安全性;(2)應設置強弱軸,並設置金屬橋架;(3)對於重要區域,如機房,可采用壹定尺寸的金屬網做墻面。
大跨度橋梁的防雷是壹項系統工程。根據工程的特殊性,必須設計綜合防雷系統,合理使用防雷連接、分流、均壓等電位、屏蔽、接地等各種措施。同時,在施工過程中,必須做好檢查和測試工作,特別是相關的隱蔽工程,以確保大跨度橋梁主體和信息系統的安全。
更多工程/服務/采購招標信息,提高中標率,可點擊官網客服底部免費咨詢:/#/bid。