[发明专利]一种横向钢阻尼器测试方法及测试装置

说明书

本发明涉及一种横向钢阻尼器测试方法及测试装置：通过改变横向钢阻尼器的测试安装位置，将横向钢阻尼器的横向减震功能测试转变为垂向加载；通过加载试验机垂向加载的方式，进行横向钢阻尼器的横向减震功能测试。同时采用二维加载试验机，既能够进行垂向加载，还能够进行水平加载，以便测试横向钢阻尼器在产生横向减震作用时的纵向水平滑移功能。以检测横向钢阻尼器在产生横向减震作用时纵向水平滑移性能是否受到影响。这种检测方式可以利用现有常用的加载试验机进行，简单方便、易于拆换与观察V型架，提高了测试效率、降低了测试成本、同时还提高了现有加载试验机的利用率。

技术领域

本发明属于大跨度斜拉桥钢阻尼器减震技术领域，具体涉及一种横向钢阻尼器测试方法及测试装置。

背景技术

横向钢阻尼器具有横向减震功能和垂向（Z）抗拉拔功能双重功能，横向钢阻尼器通常采用V型架。其中横向减震功能主要通过V型架的横向错位来实现，而垂向（Z）抗拉拔功能主要通过V型架的T形头与固定在梁体下顶板的T形导槽的配合来实现。T形头与T形导槽的上下左右均存在间隙，有利于桥梁沿纵桥向与横桥向随温度收缩蠕变变形及梁体的正常转动。V型架的主要优点如下：1）由高延性的弹塑性钢材料制成，能耗散地震发生时部分地震或其他冲击荷载的能量；2）当梁体与桥墩发生较大的横向水平位移时，V型架可以在梁体与桥墩间建立横向约束，从而避免发生落梁破坏；3）当飓风或地震及本身的结构原因使桥梁发生垂向（Z）跳动时，V型架可发挥垂向（Z）抗拉拔功能，限制梁体与桥墩的垂向（Z）位移；4）V型架的T形头与固定在梁体下顶板的T形导槽存在间隙，不影响支座和梁体在正常使用性能；5）安装简单方便，易于检查、维修和更换。

在桥梁正常使用情况下，桥梁的垂向（Z）荷载由支座承受，V型架不承受垂向（Z）荷载，仅承受桥梁的横向水平荷载。当桥梁受到飓风或地震及本身的结构原因产生横向水平滑动时，V型架的双弧形钢会发生弹塑性变形，导致其T形头相应地产生上下移动或左右旋转。当双弧形钢的弹塑性变形较小时，T形头与T形导槽之间还有较大的间隙，其两端不会挤压耐磨板，更不会干涉桥梁的纵向水平滑移及转动；但当双弧形钢的弹塑性变形较大时，即装置的横向水平位移达到其横桥向地震设计位移，此时T形头与T形导槽之间已经没有间隙，甚至其两端会使下耐磨板产生垂向（Z）挤压，因此有可能会干涉桥梁的纵向水平滑移及转动，导致V型架的纵向水平滑移功能失效。

在地震或飓风等来临时，V型架的横向（X）减震功能与纵向（Y）水平滑移功能几乎同时发生，即在V型架发生横向（X）弹塑性变形时，T形导槽会产生纵向（Y）水平滑移；因此有必要对V型架的横向（X）减震功能和纵向（Y）水平滑移功能两者同时发挥作用是否互相干涉进行相应测试。

与横向钢阻尼器相关的专利或发表的论文如下：

《防落梁装置》专利（CN 102444085 B）主要设计了一种防落梁装置，即横向钢阻尼器，包括固定导轨、固定装置及弹塑性装置，而弹塑性装置包括两个相对设置的两个弯臂，即双弧形钢，两个弯臂包括C型钢等，一端互相连接成整体，另一端为自由端，分别于固定装置连接。以上的横向钢阻尼器的V型架（弹塑性装置）的T型段与导槽（固定导轨）之间存在上下间隙与左右间隙。

《一种减震装置》专利（CN 109914228 B）主要公开了一种新型的横向钢阻尼器该新型装置在原有的装置基础上，增加了上平面摩擦副与下斜面摩擦副，即消除了装置的V型架的T型段与导槽之间在上、下间隙，这样装置就不存在垂向（Z）落差。

《一种弹塑性钢消能阻尼器》（CN 208762858 U）该实用新型专利在横向钢阻尼器的基础上，对V型架的T型段两侧增加了耐磨材料与不锈钢板，但并没有改变装置的原有功能，基本一致。

《横向减隔震装置设计与试验研究》论文设计了一套具备纵向可滑横向减隔震装置!对所用钢材进行单轴拉伸试验，并获得了可供数值仿真使用的应力2应变曲线，通过有限元数值仿真分析实现了缩比装置的虚拟设计，设计的缩比装置能够满足相关规范的要求; 有限元仿真分析结果与试验结果吻合较好，可准确地对变形区域进行预测。