阻尼器使用中的失效实例

阻尼器使用中的失效实例阻尼器的使用并不是总是一帆风顺，国际上已经发生过多起由于阻尼器漏油，导致失效返工的事故：美国一个原来生产其他减振器的公司为加州一个大桥安置的阻尼器，仅仅两年就发生了严重漏油（见图4-1）影响了使用。现在已经重新更换翻新改造。图4-1美国加州某漏油的阻尼器图4-2土耳其某公路桥在地震中的破坏土耳其某公路桥上安置的支座屈服钢阻尼器在地震中破坏，引起桥面严重破坏（图4-2）就是另一个严重教训［11］。实际上，阻尼器并不像有的人想象的是个可有可无的产品。经设计的阻尼器一旦失效，不仅原来的设置目的达不到，还可能会产生预想不到的坏作用。如：•结构刚度改变，周期改变，地震力加大，引起破坏；•不均匀破坏，引起扭转等附加力；变形加大引起伸缩缝处磨损破坏；支座阻尼器失效引起桥梁的破坏。硅油和硅胶材料,作为化工原料阻尼器内用的硅油和硅胶两种材料，都可以在美国杜帮公司容易的买到，一种是粉色胶泥状物质，一种无色透明粘滞性液体。50年代开始，泰勒最先把硅胶用于减振装置中。作为一次性减振没有很高参数要求的缓冲器，至今仍用这种材料作填充器。60年代，泰勒阻尼器发现这种材料的温度稳定等性能极差，无法达到有高精度要求的液体弹簧和阻尼器的要求。随着硅油及密封材料及办法的研究成功，泰勒公司在液体弹簧和阻尼器成功的改用了液体硅油。也就是说，这是四十几年前，就已经被美国等先进生产厂淘汰的产品。这种落后四十多年的材料和技术为什么还有这么多厂家仍然应用？如前所述，估计主要是他们解决不了高压下的密封问题。据介绍，有的生产厂家,如已经破产的ColebrandDevice，就是用装置内填充硅胶材料“putty”来实现这一屈服的，这种硅胶不适合用于长期使用的锁定装置，其理由是：•硅胶在冷热中的变化非常大，当受冷（如40°C）时，硅胶变成很硬的固体，丧失活动性，起不了粘滞作用。当加热时（如30C）时，硅胶会变得很稀，流动性很大，粘滞性能也会丧失。导热性差，这种硅胶，导热性能很差，当某部分变热，温度会上升得很快，但其它地方却变化不大，至使装置内的固液不均。因为胶泥是由橡胶粉和硅液组成，这种局部热量会使硅胶分解成原来的固液两部分，导致了不均匀的物理特性。长期使用性能差，在最初使用的1-2个受力循环内，硅胶作填充材料的锁定装置，看上去还可以工作。但几个循环过去，填充材料发热，就会产生硅胶变质和材料分离的现象，其滞回曲线迅速变化。阻尼器处于失控状态。使用这种硅胶材料，最初生产出的产品不存在漏油问题，用一段时间后，在冷热环境下油固分离，就同样会产生漏油。韩国高速铁路上使用的ColebrandDevice的产品在安装不久后的漏油问题就足以证明（见图4-5）。图4-3韩国高铁ColebrandDevice的锁定装置使用后漏油因以上原因胶泥为填充材料的锁定装置，从来没有经受长期荷载，上万次往复的试验报告。它无法满足实际工程的测试要求。在美国已经属于被淘汰的产品。几年前，在美国西雅图华盛顿桥的工程上，Techstar公司使用ColebrandDevice的产品，初步中标。但他们不能满足华盛顿州公路管理局的测试要求。既便应Techstar的要求，降低了部分测试要求，他们还是不能在试验中通过，无法满足规范和业主的要求，最终业主中止了原合同，安装了Taylor公司的传统锁定装置（见图4-6）。在美国，硅胶不适在桥梁阻尼装置上作粘滞材料，是早已有共识的问题。也正因此，在1995年由科学基金会主持的美国金门大桥的联合测试中，全部选用的是液体粘滞阻尼的材料。

图4-4西雅图华盛顿桥上安置的TAYLOR公司阻尼器希腊和平和友谊体育馆几年前曾经安设了其他公司的阻尼器，在2004奥林匹克工