DB42-T 1744-2021 橋梁阻尼器應(yīng)用指南

93.040CCS

P

28DB42 DB42/T

1744—2021橋梁阻尼器應(yīng)用指南Application

guidelines

for

dampers

bridges 湖北省市場(chǎng)監(jiān)督管理局 發(fā)

布DB42/T

1744—2021 前言

................................................................................

III1

范圍

................................................................................

12

規(guī)范性引用文件

......................................................................

13

術(shù)語(yǔ)和定義

..........................................................................

14

基本規(guī)定

............................................................................

25

調(diào)諧式阻尼器

........................................................................

36

黏滯流體阻尼器

......................................................................

47

斜拉索外置式阻尼器

..................................................................

5DB42/T

1744—2021 本文件按照GB/T

1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則

第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司提出。本文件由湖北省交通運(yùn)輸廳歸口。國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北省標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量研究院。肖波、蔡欣、周琰、張耿、趙海威、張漢衛(wèi)、李榮慶、齊舒、韓陽(yáng)昱、莫顏君、柳宏、邵璇。本文件實(shí)施過(guò)程應(yīng)用中的疑問(wèn)，可咨詢湖北省交通運(yùn)輸廳，聯(lián)系電話郵箱：hbzjjglc@163.co郵箱：，地址：湖北省武漢市硚口區(qū)建設(shè)大道103號(hào)，郵編本文件為首次發(fā)布。IIIDB42/T

1744—2021橋梁阻尼器應(yīng)用指南1 范圍本文件規(guī)定了橋梁工程中常用阻尼器的應(yīng)用范圍、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等。本文件適用于橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)、地震動(dòng)及人致振動(dòng)的控制。2 規(guī)范性引用文件文件。GB

50010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB

50017 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB

50661 鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范JG/T

建筑消能阻尼器JGJ/T

487 建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JT/T

公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件JT/T

橋梁用黏滯流體阻尼器JTG/T

3360-01 公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范3 術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。橋梁阻尼器 bridge

行人等引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)）能量的消能裝置。調(diào)諧式阻尼器 tuned

器針對(duì)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和調(diào)諧液體質(zhì)量阻尼器。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器

TMD

mass

damper由線性彈簧、阻尼裝置、活動(dòng)質(zhì)量塊及支撐架等部件組成的振動(dòng)系統(tǒng)。調(diào)諧液體質(zhì)量阻尼器

TLMD tuned

liquid

mass

TLMD尼液為振動(dòng)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的阻尼及附加質(zhì)量。調(diào)諧式阻尼器質(zhì)量比

ratio

of

tuned

DB42/T

1744—2021調(diào)諧式阻尼器中活動(dòng)質(zhì)量與被控結(jié)構(gòu)受控模態(tài)的質(zhì)量比值黏滯流體阻尼器

FVD

viscous

damper以二甲基硅油為阻尼介質(zhì)，用于吸收、耗散外部輸入能量的裝置，屬于速度相關(guān)的被動(dòng)型阻尼器。為黏滯阻尼器。斜拉索外置式阻尼器external

damper

stay

風(fēng)致振動(dòng)的控制措施。杠桿質(zhì)量阻尼器

LMD

mass

damper帶動(dòng)安裝于主梁處的阻尼裝置耗散斜拉索振動(dòng)能量。粘彈性阻尼器

viscoelastic

damper利用粘彈性材料的剪切變形耗散振動(dòng)能量的阻尼裝置。粘性剪切型阻尼器

viscous

shear

利用高粘度流體的粘滯力來(lái)耗散振動(dòng)能量的阻尼裝置。磁流變阻尼器magnetorheological

damper以磁流變液作為阻尼介質(zhì)的阻尼裝置。4 基本規(guī)定一般規(guī)定4.1.1 橋梁阻尼器為橋梁工程中常用的各類阻尼器，可分為調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、調(diào)諧液體質(zhì)量阻尼器、黏滯流體阻尼器、粘彈性阻尼器、粘性剪切型阻尼器、磁流變液阻尼器、杠桿質(zhì)量阻尼器等。4.1.2 橋梁用阻尼器應(yīng)按照下列規(guī)定選用。a)

黏滯流體阻尼器應(yīng)應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中相對(duì)位移或相對(duì)速度較大的構(gòu)件之間。b)

粘彈性阻尼器、粘性剪切型阻尼器應(yīng)應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中溫度變化范圍較小的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制。c)

調(diào)諧式阻尼器應(yīng)應(yīng)用于阻尼比較小的被控結(jié)構(gòu)。4.1.3 阻尼器布置，應(yīng)根據(jù)被控結(jié)構(gòu)振動(dòng)特征和所采用的振動(dòng)控制技術(shù)特點(diǎn)確定，應(yīng)沿結(jié)構(gòu)軸線對(duì)稱布置，平面布置不應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。4.1.4阻尼器安裝位置應(yīng)便于檢查、維修及更換。4.1.5 橋梁阻尼器應(yīng)符合下列規(guī)定。a)

在設(shè)計(jì)荷載作用下，阻尼器應(yīng)正常工作，其部件不應(yīng)發(fā)生強(qiáng)度破壞。b)

換。c)

阻尼器不應(yīng)承受被控結(jié)構(gòu)的自重。d)

在設(shè)計(jì)荷載作用下，阻尼器不應(yīng)與被控結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，并應(yīng)采用防碰撞措施。4.1.6 阻尼器提供的控制力、位移和速度允許值應(yīng)大于相應(yīng)設(shè)計(jì)值的

1.2

倍。DB42/T

1744—20214.1.7 安裝阻尼器而設(shè)置的支撐、墊石、連接構(gòu)件、預(yù)埋件等結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合

和

50010

中關(guān)于鋼構(gòu)件連接或鋼與鋼筋混凝土構(gòu)件連接的構(gòu)造措施要求。4.1.8 阻尼器與被控結(jié)構(gòu)之間的直接連接部件在阻尼器控制力允許值作用下應(yīng)處于彈性狀態(tài)。4.1.9 安裝在高處的阻尼器應(yīng)具有防墜落措施。4.1.10阻尼器與被控結(jié)構(gòu)之間應(yīng)采用螺栓連接或焊接連接，當(dāng)采用焊接連接時(shí)，應(yīng)符合

50661

的相關(guān)規(guī)定。4.1.11 阻尼器表面應(yīng)進(jìn)行防腐涂裝處理，且應(yīng)符合

JT/T

的相關(guān)規(guī)定。阻尼器檢驗(yàn)4.2.1調(diào)諧式阻尼器檢驗(yàn)應(yīng)符合本文件

5.2

的規(guī)定。4.2.2 黏滯流體阻尼器的檢驗(yàn)應(yīng)符合本文件

6.2

的規(guī)定。4.2.3 斜拉索外置式阻尼器的檢驗(yàn)應(yīng)符合本文件

7.2

的規(guī)定。4.2.4 當(dāng)被控結(jié)構(gòu)遭遇大于設(shè)計(jì)荷載后，應(yīng)對(duì)阻尼器及其連接部件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)阻尼器部件損壞或阻尼器工作異常時(shí)，應(yīng)進(jìn)行維修、加固或更換。阻尼器安裝4.3.1 調(diào)諧式阻尼器的安裝應(yīng)符合本文件

的規(guī)定。4.3.2 黏滯流體阻尼器的安裝應(yīng)符合本文件

6.3

的規(guī)定。4.3.3 斜拉索外置式阻尼器的檢驗(yàn)應(yīng)符合本文件

7.3

的規(guī)定。阻尼器養(yǎng)護(hù)提供產(chǎn)品日常檢查、維修使用說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)中提供如下信息。a)

日常檢查的項(xiàng)目、檢查周期和檢查方法，包括避免產(chǎn)品損壞的注意事項(xiàng)。b)

拆卸或更換產(chǎn)品的說(shuō)明，包括需要的工器具或額外機(jī)械設(shè)備。阻尼器更換4.5.1 阻尼器應(yīng)保證正常使用階段的全程可更換。4.5.2 用期間，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，應(yīng)更換阻尼器。a)

當(dāng)不可抗力造成阻尼器系統(tǒng)失效，不能通過(guò)修補(bǔ)保證阻尼器的減振效果。b)

阻尼器服務(wù)年限已達(dá)到或接近設(shè)計(jì)年限，經(jīng)檢測(cè)，繼續(xù)使用難以保證減振效果。5 調(diào)諧式阻尼器一般規(guī)定5.1.1 橋梁主梁進(jìn)行風(fēng)振控制或人致振動(dòng)控制、拱橋吊桿和拱上立柱用于風(fēng)振控制時(shí)應(yīng)采用調(diào)諧式阻尼器。5.1.2 當(dāng)被控結(jié)構(gòu)的受控頻率低于

0.3

Hz

時(shí)，應(yīng)采用調(diào)諧液體質(zhì)量阻尼器進(jìn)行減振。5.1.3 阻尼器設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)主結(jié)構(gòu)進(jìn)行自振特性分析、風(fēng)致振動(dòng)或人群荷載振動(dòng)分析，根據(jù)被控結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，指導(dǎo)阻尼器的設(shè)計(jì)。5.1.4 調(diào)諧式阻尼器質(zhì)量比不應(yīng)低于

0.005。5.1.5 調(diào)諧式阻尼器控制主梁渦激振動(dòng)時(shí)，主梁的渦激振動(dòng)響應(yīng)應(yīng)符合

JTG/T

中的要求。5.1.6 調(diào)諧式阻尼器應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)受控振型的位移峰值處，且在布置斷面內(nèi)應(yīng)均勻布置，避免產(chǎn)生應(yīng)DB42/T

1744—2021力集中。5.1.7 當(dāng)采用多臺(tái)調(diào)諧式阻尼器進(jìn)行減振時(shí)，為提高控制效果的魯棒性，阻尼器頻率應(yīng)均勻分布。5.1.8 振動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，可僅考慮作用在被動(dòng)結(jié)構(gòu)上的動(dòng)力荷載，不考慮作用在調(diào)諧式阻尼器上的動(dòng)力荷載。5.1.9 直接承受調(diào)諧式阻尼器作用的連接構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行阻尼器提供控制力下的強(qiáng)度驗(yàn)算。5.1.10 直接承受調(diào)諧式阻尼器作用的連接構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行阻尼器提供控制力下的變形驗(yàn)算，其變形量應(yīng)滿足被控結(jié)構(gòu)正常使用和調(diào)諧式阻尼器正常工作的要求。檢驗(yàn)5.2.1 調(diào)諧式阻尼器安裝前，應(yīng)按本節(jié)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方能使用。5.2.2 調(diào)諧式阻尼器的頻率和阻尼比應(yīng)按照下列規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，抽樣檢驗(yàn)合格率應(yīng)為

100%：a)

抽樣檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于阻尼器數(shù)量的

20%，且不應(yīng)少于

2

個(gè)；當(dāng)只有

1

個(gè)時(shí)，取

1

個(gè)；b)

調(diào)諧式阻尼器的實(shí)測(cè)頻率與設(shè)計(jì)值的相對(duì)誤差應(yīng)小于

3%；c)

調(diào)諧式阻尼器的實(shí)測(cè)阻尼比與設(shè)計(jì)值的相對(duì)誤差應(yīng)小于

；d)

調(diào)諧式阻尼器的慣性質(zhì)量應(yīng)采用行程限位等安全保護(hù)措施，并應(yīng)通過(guò)非破壞性試驗(yàn)驗(yàn)證上述安全保護(hù)措施的有效性和可靠性。連接與安裝5.3.1 在阻尼器控制力設(shè)計(jì)值作用下，與調(diào)諧式阻尼器連接的結(jié)構(gòu)應(yīng)處于彈性狀態(tài)。5.3.2 調(diào)諧式阻尼器的安裝應(yīng)符合下列規(guī)定。a)

采用導(dǎo)向的調(diào)諧式阻尼器，安裝后導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的直線度和平行度應(yīng)滿足阻尼器正常工作要求。b)

設(shè)計(jì)值作用下，連接結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)保證調(diào)諧式阻尼器正常工作。c)

調(diào)諧式阻尼器周圍應(yīng)預(yù)留阻尼器正常工作、調(diào)試及檢修的空間。d)

調(diào)諧式質(zhì)量阻尼器各部件應(yīng)進(jìn)行防腐處理，保證其正常使用壽命。6 黏滯流體阻尼器一般規(guī)定6.1.1

黏滯流體阻尼器布置在斜拉橋、懸索橋主塔與主梁連接處，應(yīng)對(duì)稱成對(duì)布置，控制橋梁縱向地震動(dòng)。6.1.2

黏滯流體阻尼器適用環(huán)境溫度為-25

℃～+50

℃，速度工作范圍一般為

0.01

～1.5

m/s。6.1.3

不同速度工況下，黏滯流體阻尼器出力應(yīng)在設(shè)計(jì)阻尼力的±之內(nèi)。6.1.4

在-25

℃和

50

℃時(shí)黏滯流體阻尼器出力，相對(duì)于

℃時(shí)出力偏差不應(yīng)超過(guò)±。6.1.5

黏滯流體阻尼器的最大壓強(qiáng)不應(yīng)小于設(shè)計(jì)內(nèi)壓的

倍。6.1.6

黏滯流體阻尼器的極限位移不應(yīng)小于設(shè)計(jì)位移。6.1.7

黏滯流體阻尼器的極限速度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)速度。6.1.8

安裝黏滯流體阻尼器后，在設(shè)計(jì)地震動(dòng)作用下，橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵截面應(yīng)保持在彈性范圍之內(nèi)。6.1.9

黏滯流體阻尼器在溫度作用下出力不應(yīng)大于設(shè)計(jì)阻尼力的

10%，不應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)提供過(guò)大的附加外力。6.1.10

黏滯流體阻尼器的表面應(yīng)光潔，無(wú)凹坑或劃痕，無(wú)機(jī)械損傷。6.1.11

黏滯流體阻尼器的阻尼介質(zhì)應(yīng)選用無(wú)毒、不易燃、具有良好化學(xué)惰性的二甲基硅油。6.1.12

在剎車制動(dòng)作用下應(yīng)對(duì)黏滯阻尼器與被控結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度及變形校核，其強(qiáng)度及變DB42/T

1744—2021形應(yīng)符合

50017

和

GB

50010

中關(guān)于鋼構(gòu)件連接或鋼與鋼筋混凝土構(gòu)件連接的構(gòu)造措施要求。6.1.13 黏滯流體阻尼器安裝時(shí)澆筑墊石混凝土標(biāo)號(hào)不得低于

C50±5

mm、高程誤差不大于

5

mm。預(yù)埋錨栓離墊石外邊緣最小距離不低于

5

倍錨栓直徑。6.1.14 黏滯流體阻尼器應(yīng)具有較好的密封性能，無(wú)滲漏。6.1.15 應(yīng)用于橋梁工程的黏滯流體阻尼器應(yīng)符合下列規(guī)定。a)

在設(shè)計(jì)環(huán)境溫度范圍內(nèi)，黏滯流體阻尼器的主要力學(xué)性能指標(biāo)變化量不應(yīng)大于

15%。b)

黏滯流體阻尼器應(yīng)具有良好的疲勞性能。6.1.16 黏滯流體阻尼器用于橋梁振動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：a)

阻尼的安裝數(shù)量和位置應(yīng)通過(guò)方案優(yōu)化確定；b)

阻尼器應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)變形和速度較大的位置，平面布置應(yīng)避免偏心；c)

被控結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析應(yīng)計(jì)入黏滯流體阻尼器給被控結(jié)構(gòu)提供的附加阻尼。檢驗(yàn)6.2.1

JT/T

、JG/T

、JGJ/T

的規(guī)定。6.2.2黏滯流體阻尼器應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格并附合格證明文件后方可出廠應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)。6.2.3 黏滯流體阻尼器檢驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：a)

鋼材原材料力學(xué)性能和化學(xué)成分檢驗(yàn)頻次為每批

，二甲基硅油檢驗(yàn)頻次為每批

1

b)

抽樣檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于阻尼器數(shù)量的

20%，且不應(yīng)少于

2

個(gè)；c)

黏滯流體阻尼器的超載耐壓試驗(yàn)應(yīng)在

1.5

倍設(shè)計(jì)最大壓強(qiáng)下，持荷

120s，不應(yīng)出現(xiàn)泄漏、破壞等現(xiàn)象；d)

阻尼器在溫度作用等慢速運(yùn)動(dòng)情況下出力不應(yīng)大于設(shè)計(jì)阻尼力的

附加外力；e)

0.5

2

倍設(shè)計(jì)工作頻率范圍內(nèi)，實(shí)測(cè)阻尼力與設(shè)計(jì)阻尼力之差應(yīng)小于

，且阻尼器不發(fā)生破壞；f)

不少于

3

圈，實(shí)測(cè)阻尼力與設(shè)計(jì)阻尼力之差應(yīng)小于

15%6.2.4 阻尼器的溫度性能試驗(yàn)在

50

對(duì)于理論阻尼力的偏差不應(yīng)超過(guò)±，且相對(duì)于

℃時(shí)阻尼力偏差不應(yīng)超過(guò)±。連接與安裝6.3.1 黏滯流體阻尼器應(yīng)采用梁端鉸接連接，連接部件僅承受軸向變形。6.3.2 當(dāng)安裝空間不足時(shí)，安裝方式可以采用一端鉸接、一端在阻尼器缸筒中部鉸接的連接方式。7 斜拉索外置式阻尼器一般規(guī)定7.1.1 斜拉索外置式阻尼器應(yīng)選擇溫度穩(wěn)定性好、阻尼參數(shù)穩(wěn)定的阻尼器。7.1.2 斜拉索外置式阻尼器可以采用粘性剪切型阻尼器、黏滯阻尼器、杠桿質(zhì)量阻尼器、磁流變阻尼器等。7.1.3 斜拉索外置式阻尼器安裝位置比不應(yīng)小于

2.0%?！恪?.1.4斜拉索外置式黏滯阻尼器、磁流變阻尼器應(yīng)成對(duì)使用，對(duì)稱布置，兩阻尼器軸線夾角在

60

～°°90

之間。7.1.5 當(dāng)斜拉索面外振動(dòng)顯著時(shí)，不應(yīng)采用粘性剪切型阻尼器。7.1.6 當(dāng)阻尼器安裝高度大于

5

m，或?qū)蛄好烙^要求較高時(shí)，應(yīng)采用杠桿質(zhì)量阻尼器。DB42/T

1744—20217.1.7 當(dāng)斜拉索發(fā)生斜拉索外置式阻尼器無(wú)法控制的高階振動(dòng)時(shí)，可以設(shè)計(jì)調(diào)諧式阻尼器控制該高階振動(dòng)。7.1.8 斜拉索外置式阻尼器采用含有液體的阻尼器時(shí)，應(yīng)保證阻尼器的密封性能。7.1.9 直接承受阻尼器作用的連接構(gòu)件應(yīng)滿足在阻尼器提供控制力下的強(qiáng)度驗(yàn)算。7.1.10 1實(shí)際阻尼系數(shù)偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)值的±10%。????????,??

=

????????,??

=

0.1??????01

(1)式中：·????????,??——斜拉索第階最優(yōu)阻尼系數(shù)值（N

·??——為斜拉索每延米質(zhì)量（kg/m）；??——斜拉索的索長(zhǎng)（m??01——斜拉索一階圓頻率（rad/s??——????——斜拉索外置式阻尼器索夾距離拉索錨點(diǎn)的距離（m???????——斜拉索外置式阻尼器的安裝位置比。7.1.11 斜拉索外置式阻尼器面內(nèi)、面外支架剛度折減率不應(yīng)大于

20%。剛度折減率按照公式(2)進(jìn)行計(jì)算。??

=

11+??

(2