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周院士的英明建议能实现吗?我国大型阻尼器的破坏判断

已有 8283 次阅读 2015-11-29 11:37 |个人分类:评论|系统分类:观点评述| 黏滞阻尼器, 无摩擦金属密封, 低速锁定

一、前言

2015年11月17日在广州召开了第九届全国结构减震控制学术会议,周云教授主持的我国首次粘滞阻尼器专题研讨会。最后周福霖院士、温留汉教授等人提出应该对安置5~10年的阻尼器进行抽样测试。这一动议是个伟大的创举和提议,并且是一项刻不容缓的重要工作,我们举双手赞成。

我国1999年通过建研院抗震所引入了美国Taylor Device和法国Jarret的阻尼器,发展到目前已经有16年。在这16年中,我国安置的阻尼器的工程已经有了几百个建筑、几百个桥梁工程,其中著名的工程有北京火车站、北京展览馆、革命历史博物馆等十大建筑工程,也有北京银泰中心、北京通惠家园、奥体中心等重大工程;当然也有苏通大桥、杭州湾海湾大桥、港珠澳大桥等著名桥梁工程。值得注意的另一事实是,在世界上大约有十来家阻尼器厂商(先不算我国国产的产品)对原创于美国泰勒公司的阻尼器进行仿制,这其中包括泰勒公司的邻居美国的Enidine这样的大型公司,可几乎没有一家仿制成功,而最终一些厂家也被迫纷纷破产、放弃转行。在我国,却先后有十几个生产厂在的试制“成功”、申报“专利”、打破应用“记录”,以惊人的数据安置到了我们赖以生存的建筑和桥梁上。我们不禁要问,是这些意大利、美国、德国、日本的机械加工水平太低还是他们的智商不够,“除了”中国他们谁都不能真正打破泰勒公司的技术垄断。

在今年由CTBUH召开的世界首次阻尼研讨会上,主办方仅邀请了泰勒公司一家减震设备公司介绍他们产品和工程案例。著名的美国纽约州立大学布法罗分校教授,世界减振系统的权威Constantinou 教授将泰勒公司生产的阻尼器称为世界唯一的先进减振阻尼器。

基于这16年来的情况,估价一下我国阻尼器测试的情况。

二、我国阻尼器的安装现状

这16年以广州大学第一次组织昆明机场联合测试的发展,以下分几个问题讨论:

1、  第一阶段,从1998年开始到2010年,我国估计共有近百个建筑、几十座桥梁安置了液体粘滞阻尼器。2010年在昆明机场隔震工程中,最初有十个左右投标单位参与投标,在得知需要提供测试样品进行联合测试后,仅有三家送样品测试,其中南京一厂家的阻尼器在基本测试中发生了阻尼器物理性损坏,而被迫退出投标。应该说,这一厂家不具备生产和加工工程用阻尼器的能力和资格。

可在此之前,该厂生产的阻尼器已经安置在了37个结构工程上,这37个工程安置了通不过测试的产品,最后怎么样了?我们可以断定,这37个阻尼器工程应该不会有任何一个能通过现行阻尼器的规范测试。这是个至今无人问津的惨痛教训。

2、  在国际上破产、放弃生产,宣布破产保护的阻尼器生产公司在我国完成的工程的有:法国Jarrett、 美国Enidine、法美合资的Jarret Structure公司、 意大利的Alga公司(后重组)。他们分别完成的有重庆忠县大桥、广州黄埔大桥、武汉阳逻长江大桥、武汉靳岳长江大桥、北京饭店、北京革命历史博物馆等重要工程。其中,重庆忠县长江大桥工程安置的4个法美合资的JarretStructure公司阻尼器已经严重破坏,不得不拆除换新,现场阻尼器的破损情况非常令人震惊:


这些破产或放弃生产的国际公司留给我们的残留工程,落后的技术,性能完全不能保证,应该不能通过审查,但这些情况有人过问吗?我们是不是也太好骗了?

曾经破产的唯一我国的公司,还有因骗标而进入破产保护的意大利公司,目前他们又重新成立新的公司,在市场上又开始活跃。尽管他们可能安装了新的设备,有了新的更有权势的合资企业,但他们并没有掌握阻尼器生产的原理和技术。他们的新产品也断定不会马上通过测试。

几十年来国际上已经破产的公司在我国完成过很多重要的工程,再加上重新注册的公司,国家应成立专家审查小组,对这些情况进行认真检查和分析。

3、  一些技术看似非常先进,但在国际上被否认或有很大争议,在并无进一步研究发展的前提下这些所谓的“先进技术”在我国被广泛推广应用,这一做法是值得关注的。如:

1)   半主动控制的产品,如磁流变阻尼器、磁涡流TMD、半主动或主动AMD;

2)   变阻尼器系数粘滞阻尼器(如广州电视塔)等;

3)   设计成小震屈服,被用于抗风、常遇地震耗能减振的BRB,也被称为金属阻尼器;

4)   在我国已经大量应用的带金属屈服装置和速度锁定器的桥梁支座;

5)   内置控油阀门的流体阻尼器;

6)   不能精确计算、局限性很大的阻尼锅,也称作“阻尼器”的,用于控制桥梁涡激风振的TMD;

7)   不能严格推导并证明的TMD抗震系统。

上述这些做法在技术上虽然尚有争议,但一些问题已经被国际工程界多次证明否定,也该清算一下了。

4、  从2010年到现在的这5年中,我国阻尼器发展很快,有十几个阻尼器生产厂家诞生,有5~6个大学研究单位安置了大型设备。

行业规程设计规范相继完成,由广州大学抗震中心对阻尼器进行的具有CMA认证资质的测试也日臻完善。虽然南京丹普破产了,但还有类似水平的阻尼器厂家及新产生的阻尼器厂家生产着和南京丹普类似甚至更差的阻尼器,他们还是依仗着国内没有人认真管理和测试的现状下,更明目张胆的骗取工程。应该指出,这十几个阻尼器生产厂中,已经有了几个阻尼器厂家“通过”了国内一些安装了阻尼器测试设备的学校进行的一些简单测试。推测他们的产品应该能通过简单的测试,没有像早年测试那样会出现阻尼器爆炸破坏的现象。

然而,阻尼器单从外观可能是很难判断好坏的,如果想大致判断阻尼器的质量和生产厂家技术水平,请参照我们在广州第九届全国结构减震控制学术会议专题研讨会上的发言讨论,以及列举的阻尼器行业上的主要问题[2]。 诚请大家仔细观察、询问和分析一下:

其中,阻尼器最重要的是不能漏油,一种是哗哗大漏,这种阻尼器当然是根本不能采用的;另一种是小量渗漏。这种渗漏同样危险,(1)证明它没有内压,无法正常工作;(2)经过一段时间渗漏很快阻尼器就完全失效。毫无疑问,这是我国阻尼器普遍存在的最严重的问题.

一些厂家虽然通过CMA现行的认证资质测试,但仍没有经过温度测试、内压测试、精确的全面检测,从严格意义上而言这些产品仍然不是能令人信服的合格产品。当然更不要说那些刚成立没几年的生产厂家,产品没有通过时间的考验,又拿一些偷梁换柱的数据自欺欺人,早晚会被大家识破,害了工程,早晚也害了自己。

如果我国真能如周院士所提建议,对在长期使用后阻尼器产品进行抽检,或在工作5~10年后回厂或作第三方检验, 无论结果如何,也会对我们的阻尼器行业,抗震领域产生巨大帮助。

三、阻尼器抽检的预先准备

实现对长期使用后阻尼器产品的抽检,最重要的是国家管理部门、院士们、教授们认识到这一问题的重要性,认同这种阻尼器安装5~10年抽检的必要性。再组织一个特殊团队,先作一下阻尼器抽检的预先准备工作。汇总一下我国阻尼器的发展历史,不妨采取如下措施:

u 查看所有重要工程安装前的测试报告;

u 交换审查重大项目的计算书;

u 对阻尼器进行现场抽检时,1)可以用手摸一下正在工作的阻尼器活塞杆进出油缸处是否有油迹,如有,说明漏油;2)询问或观察一下阻尼器是否有内压,内压多大;有没有注油孔;

u 产品是否进行过极限温度环境下的测试;

u 观察生产阻尼器滞回曲线是否向一侧倾斜,如有,说明阻尼器内部存在刚度,该产品不符合黏滞阻尼器的本构关系;

u 阻尼器是否经过规范要求的各项测试内容的完整测试。

如果阻尼器用于抗风,应额外观察:

u 阻尼器的功率多大,厂家通过何种方式保证这个功率;

u 阻尼器是否做过小位移(1~3mm)动力测试、低速(1mm/sec以下)动力测试;

u 当然,仅通过上述手段只是必要非充分的,作为长期使用的阻尼器,一定要有长期使用(至少10年) 的正常工作运动、 不漏油的记录。或做过运行十年后的内压等测试。

四、结论

阻尼器是个抗震产品,不来地震谁都不知道它的好坏,这就为国内外一些心存侥幸的企业创造了机会,采用骗标的“好产品”提供赢取中标的“好机会”,对于超大阻尼器,常用的行骗方法有多种多样。大量投标中的谎言,测试中的假数字充斥国内。虽然这些抗震产品很难检验,但我们相信,只要有心、并仔细负责任的审查,问题是不难发现的。

按照我国消能减震工程的发展速度,几乎每年每月都会有不合格的产品安置在我们重要的生命线工程上,对建筑和桥梁结构带来潜在的重大灾难。我们强烈建议,这一工作应该从现在就开始[1][2]。但实事求是地说,在我国实现周院士的倡议是十分困难的,这其中牵涉许多不同群体的利益,没有一个强有力的行政部分牵头几乎难于实现。这些工作能够得以推进,我们也将积极响应并做出表率。

五、参考文献:

[1] 陈永祁,马良喆粘滞阻尼器在实际工程应用中相关问题讨论,[J] 工程抗震与加固改造Vol. 36,No. 3Jun.2014

[2] 陈永祁,液体黏滞阻尼器在应用中的问题再讨论,http://www.qitai-sc.com/lunwen/038.pdf(待发表)。




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