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港珠澳大桥阻尼器测试要求和美国HITEC联合测试内容比较

已有 7377 次阅读 2012-3-4 15:07 |个人分类:评论|系统分类:科研笔记| 测试, 阻尼器, 港珠澳大桥

我想对比一下我国港珠澳大桥测试负责人提出的阻尼器测试要求和美国HITEC联合测试内容,可以看出阻尼器测试要求上的不同。表明我的看法: 广州大学已经作了很大努力,作为阻尼器的一个最初检测,“做”总比不“做”强;起码能证明阻尼器在这简单的试验中是否会“爆缸”;地震中是否能有减振作用;甚至是否是阻尼器都有一定作用。但,这种缺少关键测试的标准作为一个国家标准的“型检”内容,作为要求极高的港珠澳大桥的质量要求,是远不够的。

1. 港珠澳大桥2011年8月给出的阻尼器型检草案
一、阻尼器力学性能检验
1、        极限位移(静力):缓慢匀速加载1个循环,记录极限位移值。
验收标准:阻尼器极限位移实测值不应小于设计要求。
2、        最大阻尼力:在正弦激励下,以最大设计速度进行加载试验,加载循环4圈,记录阻尼力。
验收标准:阻尼器最大阻尼力实测值偏差应在产品设计值的±15%以内。
3、        阻尼力规律性检测:
在正弦激励下,进行7个不同速度(根据设计最大速度等分)的加载试验,每工况加载循环4圈。记录滞回曲线与阻尼力。
验收标准:各速度下,由设计的速度指数、阻尼系数计算得到的阻尼力与阻尼力实测值的偏差在±15%以内。
二、阻尼器耐久性(疲劳性能)试验
用于地震:采用正弦激励法,施加正弦力的频率为结构自振频率0.16Hz,位移振幅依设计要求(地震可能位移幅值),连续加载10个循环;
用于风振:采用正弦激励法,施加风荷载工况所对应的速度,位移振幅依设计要求(风振可能位移幅值),连续加载2000个循环。
验收标准:试验后阻尼器不应出现任何粘合、屈服、永久变形、泄漏或部件扭曲,实测滞回曲线应光滑,无异常。
三、阻尼器相关性能(加载频率相关性能)试验
采用5个不同的加载频率(参考结构自振频率),加载循环4圈,得到阻尼器最大阻尼力并记录,计算得到与1.0Hz下相应值的比值。
验收标准:各加载频率下,实测的最大阻尼力最大变化率不大于±15%。
四、阻尼器慢速试验
在加载速度为0.15mm/s(或依据设计要求)的情况下,循环加载1圈,查看阻尼器摩擦力。
验收标准:测试中阻尼器出力不应大于10%的额定阻尼力。
五、缸底过载试验
在慢速加载情况下推进阻尼器至冲程末端,对阻尼器施加1.5倍最大阻尼力,查看阻尼器过载性能。
验收标准:试验后阻尼器不应出现任何粘合、屈服、永久变形、泄漏或部件扭曲。

2. 美国HITEC 测试内容总结

HITEC的预检验测试项目列表                                                                    1

编号

测试项目

测试方法及试验参数

说明

T1

基本性能检验/时变性测试(Performance benchmark)

测试周期:2.0Sec (0.5Hz)

循环次数:10Cycles

测试位移:阻尼器设计最大位移

测试阻尼器衰减特性及动力稳定性;检验阻尼器满足抗震的基本要求。

T2

频率相关性测试(Frequency Dependent Characterization)

测试频率:0.05Hz2Hz

循环次数:3Cycles

测试位移:控制最大位移确保阻尼器或设备在最大速度范围内

测试阻尼器在频率变化时的动力特性,验证理论公式符合程度

T3

疲劳及磨损测试

(Fatigue and Wear)

长期环境模拟

测试周期:10.0Sec

循环次数:10000Cycles

测试速度:V≥114mm/min

模拟阻尼器在长期使用后遭遇地震作用,测试阻尼器的动力性能、检验抗疲劳及抗磨损性能。检验阻尼器在风荷载作用下的性能。

T4

环境老化测试(Environment Aging)

在疲劳及磨损测试后,将测试样品喷盐1000小时;

采用T2所示的测试方法及试验参数;

模拟阻尼器在长期使用后并长期处于腐蚀环境后,遭遇地震作用,测试阻尼器的动力性能

T5

极限温度下的动力测试(Performance at Temperature Extremes)

低温环境:-40℃/24小时

高温环境:50℃/24小时

要求:75分钟安装就位,在4分钟内完成动力测试

检验阻尼器在外界环境高温及低温下动力性能的稳定性

测试周期:2.0Sec (0.5Hz)

循环次数:3Cycles

测试位移:阻尼器设计最大位移

T6

耐久性测试

(Durability Test)

测试周期:2.0Sec (0.5Hz)

循环次数:20Cycles

测试位移:阻尼器设计最大位移

测试在强烈运动下阻尼器耐久性、量化阻尼器使用范围

T7

超载测试

(Ultimate Performance)

作动器从-DD加速运动到+DD,然后由+DD反向加速运动到-DD。在次过程中施加0.5DV1.0DV1.5DV2.0DV

(DD为阻尼器设计位移、DV为设计速度)

测试在超过阻尼器设计速度情况下阻尼器的性能表现

备注:所测试的阻尼器样品共5件,其中3件样品完全相同(TA#2TA#4均为150kip),分别在上述测试时进行同一性检验,观察产品的离散性。

 3. 对比一下两种测试要求的主要区别:

 

我们介绍过只有三个阻尼器公司参加了HITEC的联合预测试, 其中美国的ENIDINE公司的阻尼器在测试过程中就破坏了。日本的OILER公司的锅式阻尼器没有可比性。缸体的阻尼器只有泰勒公司一家通过了这一联合预检测。后来有的公司虽然模仿这一测试内容在学校试验室做了自己的检测,实际已经失去美国土木学会组织的这种联合预检测的用意。
目前我国市场上卖出的上十种阻尼器不妨先按我国港珠澳大桥的测试标准老老实实地做一下最基本的测试, 先自我判断一下:你们生产的是不是阻尼器;能否在地震中动起来;是否能起到减震作用;是否能经历几次地震的考验。





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