施　磊

（遼寧省交通廳公路管理局 沈陽市 110005）

黏滯阻尼器在遼河大橋的應(yīng)用與保養(yǎng)

施磊

（遼寧省交通廳公路管理局 沈陽市 110005）

掌握黏滯阻尼器作用與原理，對遼河大橋中黏滯阻尼器定期檢查，并對阻尼器做專項(xiàng)的保養(yǎng)，以保證阻尼器充分達(dá)到減振（震）效果。

斜拉橋；黏滯阻尼器；保養(yǎng)

1　引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程加快，高速公路網(wǎng)和各種城市交通干線變得越來越重要。近年來，大跨度斜拉索橋在我國得到了迅速的發(fā)展，大跨度斜拉橋的塔、梁之間的連接方式對斜拉橋的動力和靜力性能有很大的影響。目前國內(nèi)外研究結(jié)果表明：采用合理設(shè)計(jì)的黏滯阻尼器連接塔和梁，可以有效減小溫度變化和地震等因素對主塔的受力影響，在我國許多大跨公路橋梁、鐵路橋梁、城市和高速路上高架橋梁抗震工程中廣泛應(yīng)用，并受到肯定。

2　濱海公路遼河特大橋概況

遼河大橋?yàn)檫|寧省濱海公路上一座大型橋梁，位于營口、盤錦兩市交界遼河入海口處。將盤錦和營口相連，將兩市之間距離縮短為7km，縮短盤錦產(chǎn)業(yè)基地與盤海營高速公路之間距離16km。方便盤錦與沈大高速以及周邊國、省干線公路的連接，方便遼河兩岸居民的通行。緩解了305國道田莊臺大橋的交通壓力，確保干線公路交通運(yùn)輸暢通。

遼河大橋主橋采用主跨436m的雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，鉆石型索塔，鉆孔群樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)采用半漂浮體系，索塔與主梁間設(shè)置豎向支座和橫向抗風(fēng)支座，每個索塔設(shè)置4套縱向黏滯阻尼器；過渡墩設(shè)置豎向拉壓支座和橫向抗風(fēng)支座，輔助墩設(shè)置豎向拉壓支座。

3　黏滯阻尼器工作原理

黏滯液壓阻尼器的工作原理：整個設(shè)備主要由活塞、缸體和填充液組成?；钊麑⒏左w一分為二，在外力的作用下活塞向某一方向運(yùn)動，液體受到擠壓，對活塞產(chǎn)生于運(yùn)動反向的粘滯力，同時液體從活塞頭上的小孔向活塞頭的另一端流去，使活塞的受力逐步減少。如果外界振動作用于阻尼器的活塞桿軸向，使活塞前后交替移動，阻尼器就可以將結(jié)構(gòu)的動能最終通過活塞在粘滯液體中的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為熱量，使受控物振動衰減，多軸器、伺服攻絲機(jī)、齒輪式攻絲機(jī)、鉆削動力頭控制在允許的范圍內(nèi)（見黏滯阻尼器構(gòu)造圖）。當(dāng)鋼箱梁在車輛活載、風(fēng)載、地震力等作用下沿縱橋向相對主塔運(yùn)動時，會帶動固定在其上的左雙耳環(huán)座及左球鉸座、活塞桿和活塞一起縱向左右運(yùn)動，這樣就迫使缸體內(nèi)的阻尼介質(zhì)在活塞的往復(fù)運(yùn)動作用下，在左右兩個腔體間來回流動，從而產(chǎn)生節(jié)流阻尼力和摩擦阻尼力，此阻尼力再通過右球鉸座和右雙耳環(huán)座傳遞到墩塔上，起到耗能的作用，活塞在缸體內(nèi)移動速度越快，阻尼力越大。粘滯阻尼器本身沒有剛度，因此不會增加結(jié)構(gòu)剛度，也不會改變結(jié)構(gòu)的自振周期，但會增加結(jié)構(gòu)的阻尼比，起到耗能的作用，從而起到減振（震）的目的。

4　遼河大橋應(yīng)用阻尼器的關(guān)鍵技術(shù)

4.1阻尼器技術(shù)要求

遼河大橋每個索塔設(shè)置4套縱向阻尼器，共計(jì)8套。每套阻尼器主要包括阻尼器一件、雙耳環(huán)座兩件及其他傳感器、螺栓開口銷等配件。遼河大橋的阻尼器參數(shù)見表1。

表1　濱海公路遼河大橋阻尼器參數(shù)表

4.2阻尼器的關(guān)鍵技術(shù)

遼河大橋所用阻尼器性能要求高，具備高速、大噸位特點(diǎn)，其優(yōu)良的關(guān)鍵技術(shù)在于：阻尼介質(zhì)、比例節(jié)流技術(shù)、密封技術(shù)、阻尼器測試技術(shù)。

（1）阻尼介質(zhì)

阻尼介質(zhì)決定阻尼器的穩(wěn)定性，阻尼器運(yùn)動速度的快慢會影響到阻尼介質(zhì)的穩(wěn)定性，阻尼器的運(yùn)動速度引起的阻尼介質(zhì)穩(wěn)定性變化，需要對阻尼介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的控制，確保阻尼介質(zhì)的穩(wěn)定，經(jīng)過試驗(yàn)控制穩(wěn)定性在10%以內(nèi)。

（2）比例節(jié)流技術(shù)

遼河大橋阻尼器的加載速度范圍大，符合阻尼方程F=CVɑ困難大，所以除阻尼介質(zhì)因素外，阻尼器中的比例節(jié)流如間隙、小孔是另一個關(guān)鍵技術(shù)。

（3）密封技術(shù)

阻尼器密封技術(shù)是所有液壓阻尼器長期使用性能保障的關(guān)鍵，主要靠密封結(jié)構(gòu)來決定，密封的粘滯阻尼器需承受高速重載作用。所以對密封結(jié)構(gòu)需要較強(qiáng)的耐磨、耐壓、耐熱性能，減小密封件的摩擦系數(shù)，達(dá)到良好的密封效果。

（4）阻尼器測試技術(shù)

由于大橋所用阻尼器具有高速、大行程、大噸位的特點(diǎn)，因此需要配備強(qiáng)大的阻尼器測試技術(shù)，確保阻尼器良好的質(zhì)量和運(yùn)行效果。

5　阻尼器的維修與保養(yǎng)

5.1阻尼器維護(hù)與保養(yǎng)原則

阻尼器維護(hù)與保養(yǎng)應(yīng)按檢查流程實(shí)施，檢查后必須記錄備案。在阻尼器安裝或維修好運(yùn)營6個月后，應(yīng)對阻尼器進(jìn)行檢查。該過程需要檢查阻尼器中橡膠防塵圈的完好性及腐蝕防腐裝置的損害程度，并確保缸筒內(nèi)沒有液體泄漏。使用一年后應(yīng)再次對阻尼器進(jìn)行檢查。這之后，每兩年檢查一次確保阻尼器處于正常工作狀態(tài)。阻尼器的日常維護(hù)保養(yǎng)的時間和頻率參考表2。

表2　阻尼器維護(hù)保養(yǎng)時間和頻率

5.2阻尼器維護(hù)與保養(yǎng)方法

（1）檢查阻尼器左右球鉸座、左右雙耳環(huán)座表面是否有油漆剝離及腐蝕情況，若發(fā)現(xiàn)油漆剝離及腐蝕情況，采集信息并查找原因，排除病害隱患，并將剝離和腐蝕處油漆清除，重新補(bǔ)漆，同時用測厚儀測量厚度并記錄，補(bǔ)漆完畢后應(yīng)作相應(yīng)標(biāo)記，以便后期維護(hù)檢查。

（2）檢查阻尼器主體未涂漆部分（不銹鋼護(hù)套）表面是否清潔，如有污垢，用清潔布擦洗干凈。

（3）檢查銷軸連接處，并給銷軸與關(guān)節(jié)軸承之間加注潤滑油脂，加注前應(yīng)檢查連接處是否清潔，若有污垢請先清理干凈。目測和觸摸漏油觀察點(diǎn)是否有硅油泄漏現(xiàn)象。

（4）檢查左右球鉸座內(nèi)關(guān)節(jié)軸承是否變形凸出、與銷軸之間是否存在間隙并采集信息。檢查鎖緊螺母是否松動，必須保證鎖緊螺母處于鎖緊狀態(tài)。

（5）測量阻尼器中心距尺寸，檢查中心距尺寸是否在有效尺寸范圍內(nèi)。

（6）觀察左右雙耳環(huán)座四周焊縫是否有裂縫，必要時可用磁粉探傷儀檢測。

5.3嚴(yán)重自然災(zāi)害后阻尼器維護(hù)與保養(yǎng)重點(diǎn)

（1）檢查阻尼器本體外觀是否變形、裂紋、漏油、散架等現(xiàn)象。

（2）檢查銷軸等連接件是否變形、裂紋等現(xiàn)象。

（3）檢查左右球鉸座內(nèi)關(guān)節(jié)軸承是否有變形凸出和銷軸之間間隙變化等現(xiàn)象。

（4）檢查左右雙耳環(huán)座四周是否有裂紋現(xiàn)象。

6　結(jié)論

結(jié)合遼河特大橋的實(shí)際工程特點(diǎn)，掌握黏滯阻尼器在大跨徑斜拉橋中的作用及其工作原理，總結(jié)了阻尼器的維護(hù)保養(yǎng)原則與方法。對遼河大橋中黏滯阻尼器定期檢查，并對阻尼器做專項(xiàng)的保養(yǎng)，能夠有效地保證設(shè)計(jì)和使用需求，延長阻尼器的使用壽命。

［1］ 高躍茹，閆大偉，李楷，徐校春.淺談塔、梁阻尼器參數(shù)的確定及阻尼器的關(guān)鍵技術(shù)［C］//全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集.北京：人民交通出版社，2013.8.

Applicaton and Maintenance of Viscous Damper in Liaohe Bridge

SHI Lei
（Bureauof General Road Administration of Liaoning Department of Communications，Shenyang 110005，China）

The role and principle of viscous damper are mastered，regular inspection on viscous damper in Liaohe Bridge is performed，and special maintenance for damper is made，so as to guarantee the damper to fully achieve the effect of vibration reduction（shock absorption）.

Cable-stayed bridge；Viscous damper；Maintenance

U442.5+5

B

1673-6052（2016）03-0030-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.010