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桥梁防雷接地的核心原理

桥梁防雷接地的核心原理:简单说就是给雷击产生的高压大电流,提前设计好一条专属的、安全通畅的 “地下通道”,让雷电流只能沿着这条道走,快速被导入大地 “消化掉”;同时做好防电压乱串、给精密设备加防护的工作,避免雷电流乱劈、乱串损坏桥梁结构、烧坏弱电设备,或因电流产生的电压伤到桥上的行人和车辆。
 
整个过程就像城市的防洪排水系统:把 “雷击大洪水” 接住→通过专用管道快速排走→在地下散开消纳→把路面的高低坑垫平防止积水漫流→给精密电器装防水阀,五个核心环节(接闪、引下、接地、均压、设备防护)环环相扣,缺一不可,下面用生活化的比喻 + 桥梁实际结构,把每个环节讲透,完全抛开专业术语:

一、接闪:给桥梁装 “专属接雷靶”,让雷只劈它,不劈别处

打雷时雷会劈制高点、突出物(比如桥塔、路灯、监控、桥面边缘),接闪就是专门做一个 / 一排 “接雷靶”,让雷优先劈这个靶,而不是劈桥梁的主体结构(桥塔、钢箱梁、桥墩)和桥上的精密设备(监控、信号灯),相当于给桥梁和附属设施穿了件 **“接雷防弹衣”**。
 
桥梁实际做法
 
不会额外装太多东西,优先用桥梁本身的结构当 “接雷靶”:
 
钢筋混凝土桥:用桥面防撞墙顶部的纵向钢筋、桥塔顶部钢筋当接雷带,就像在桥面边缘拉了一条 “接雷线”;
钢结构桥(钢箱梁 / 钢塔):直接用桥梁自身的钢结构当接雷靶,钢的导电效果最好,雷劈上去直接被接住;
高桥塔 / 互通立交制高点:会装几根不锈钢接闪杆(避雷针),相当于立了个 “高接雷靶”,把周边的雷都引过来。
 
核心作用:集中承受雷击,避免雷电流分散劈向桥梁各处,造成多处损坏。

二、引下:给雷电流修 “专属高速路”,快速往下送,不内乱串

接闪器接住雷电流后,这股高压大电流不能在桥面 / 桥塔上乱串(乱串会烧坏钢筋、钢结构,或产生高压电伤人),必须给它修一条没有断点、导电顺畅的 “专属高速路”,让电流只能沿着这条路快速往桥墩底部、地面方向送,就像防洪时的主干道排水渠,专门排大水,不往街道漫流。
 
桥梁实际做法
 
同样优先利用桥梁自身结构,不用额外铺管线,省钱又结实:
 
钢筋混凝土桥:用桥墩 / 桥塔里的纵向主钢筋当 “高速路”(一般选≥Φ16mm 的粗钢筋),这些钢筋从桥面一直通到桥墩底部、桩基,上下连通没有断点,电流直接顺着钢筋往下跑;
钢结构桥:用钢立柱、钢主梁当 “高速路”,钢构件本身就是导电体,电流顺着钢结构直接往下传;
伸缩缝 / 沉降缝处:会用柔性铜带跨接(像高速路的 “接头”),防止桥梁变形把 “高速路” 拉断,保证电流通行顺畅。
 
核心作用:让雷电流快速、定向传导,避免在桥梁上部结构乱串产生二次危害。

三、接地:给雷电流建 “地下散流大广场”,让大地彻底 “消化” 电流

雷电流通过引下线到了桥墩底部,不能堆在桥底下(堆着会产生超高电压,顺着桥墩返上来伤人),必须给它建一个地下 “大广场 / 大网”,把集中的大电流拆成无数股小电流,快速散进大地里,让大地把电流 “消化掉”—— 大地的导电能力极强,再多的雷电流都能被轻松吸收,这是雷电流的最终归宿,就像排水渠的水最终排到江里、湖里,被自然消纳。
 
桥梁实际做法
 
这是桥梁防雷的核心,主要靠桥梁的桩基和承台(天生的地下大网),不用额外大面积开挖:
 
基础操作:把桩基里的粗钢筋、承台里的钢筋网全部焊接连通,形成一张 “地下钢筋大网”(桩基深入地下数米,和大地紧密接触),雷电流到了这里,会顺着钢筋网散进周围的土壤里;
地质差的情况(比如赣州沿江软土):会在桥台旁边埋几根热镀锌角钢 / 铜包钢接地极(像往地下插了几根 “散流针”),和桩基的钢筋网连起来,扩大散流面积,保证电流能快速散掉。
 
核心指标(接地电阻≤4Ω):通俗说就是这张 “地下大网” 的 **“散流能力”**,数值越小,散流越快,电流越不会堆积,赣州所有桥梁都按这个标准来,就是为了保证散流效果。
 
核心作用:将雷电流安全、快速地导入大地,彻底消除雷电流的危害。

四、均压:把桥梁的 “电压路面垫平”,防止人 / 车触电

雷电流在传导和散流的过程中,桥梁的不同部位(比如桥面、桥墩、栏杆、金属部件)会产生高低不一的电压,就像路面有高低不平的 “大坑小洼”,人走在上面,两脚踩在不同电压的地方,就会有电流从身体穿过(这就是跨步电压);手摸到金属栏杆 / 监控立柱(不同电压的金属件),电流会从手传到身体(接触电压),轻则麻伤,重则致命。
 
均压就是把桥梁所有的金属部件、钢筋结构都连起来,拉平所有部位的电压,就像把高低不平的路面垫成平坦的大马路,不管人走在哪、摸什么金属件,两脚 / 手接触的地方都是同一个电压,没有电压差,自然就不会触电了。
 
桥梁实际做法
 
还是利用自身结构,额外补充少量构件:
 
桥面:利用桥面底层的钢筋网,或在铺装层下铺几道扁钢,把桥面所有钢筋连起来,形成 “均压带”;
桥塔:每隔 10m 用塔柱里的钢筋做一道 “均压环”,把塔柱的电压拉平;
人行天桥 / 桥梁人行道(行人密集区):专门铺几道扁钢均压带,间距≤5m,确保行人脚下的电压完全一致。
 
核心作用:消除跨步电压和接触电压,保护桥上行人和车辆的安全,这是防雷的 “安全兜底” 环节。

五、设备防护:给精密弱电设备装 “电压保安”,挡住漏网的 “余电”

雷电流虽然走了 “主路”(接闪→引下→接地),但还会有小股 **“余电 / 高压浪涌”**,顺着桥上的电线、信号线(比如监控的电源线、网线,信号灯的控制线)窜进精密弱电设备里 —— 这些设备(监控、信号灯、配电箱、路灯)就像家里的手机、电视,扛不住一点高压,哪怕是小股余电,也会直接烧坏主板,彻底报废。
 
设备防护就是给这些设备装一个 “电压保安”,一旦检测到高压余电窜进来,立刻把余电引到接地系统,还能瞬间切断高压,保护设备不被烧坏,相当于给设备加了层 **“防弹玻璃 / 防水阀”**,挡住漏网的余电。
 
桥梁实际做法
 
在设备的 “入口处” 装专用的防雷配件,针对性防护:
 
配电箱 / 电源端:装电源防雷器 / 浪涌保护器(像电源的 “保安”),挡住顺着电线窜进来的高压余电;
监控 / 信号灯 / 可变情报板:在设备和信号线之间装信号防雷器(像网线 / 视频线的 “保安”),防止余电顺着信号线烧坏设备;
线缆防护:把所有供电、通信线缆穿金属管敷设,金属管两端和接地系统连接,形成 “防护罩”,减少余电窜入。
 
核心作用:保护桥梁上的弱电 / 电子设备,避免被雷电流的 “余电” 损坏,保证监控、信号灯、路灯等设施正常运行。
 
最后:把五个环节串起来,看一次完整的桥梁防雷过程
 
雷劈下来→接闪器(防撞墙钢筋 / 接闪杆) 专门接住雷电流→引下线(桥墩钢筋 / 钢结构) 顺着专属高速路往下传→接地装置(桩基 / 承台钢筋网 + 接地极) 把大电流拆成小电流散进大地→均压环 / 带 拉平桥梁所有部位的电压,防止人 / 车触电→设备防护(防雷器) 挡住漏网的余电,保护监控 / 信号灯等设备。

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