减震施工

2024-07-27

减震施工（共12篇）

减震施工篇1

前言

省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程场区位于贵阳盆地东部边缘地带, 位于黔灵山附近剥蚀残丘斜坡上, 属剥蚀、蚀性低山—斜坡地貌类型, 为原云岩宾馆拆除后再造场地。经拆除及初步平整后, 地势较平坦, 总体为北高南低。场区北侧紧邻贵州饭店 (高层, 地上28层, 地下1层) , 设有1层地下室, 地下室底板标高为1 073.00 m左右, 为桩基础, 岩石地基。东侧紧邻省人民大会堂一期广场, 设有-2层地下停车场。采用岩石地基, 基础形式为桩基础 (局部为墩基础) 。南侧为北京路, 西侧为安云路, 路基及人行道上分布有较多地下管网, 西侧及南侧场区范围内紧邻地下室边线3.5～4.0 m存在安云路排污大沟 (宽3.0 m, 深4.0 m) 。在贵州饭店附近存在较多管网, 有电视、电信、水管、煤气及供暖等管网。平面具体分布不详, 埋深一般1.2～3.0 m, 工程环境条件极为复杂。

一、工程介绍

省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程施工环境复杂。根据《爆破安全规程》 (GB6722-2003) 的相关规定, 爆破区域距离极重要设施50 m以内为A类复杂环境控制爆破;爆破区域距离极重要设施50～100 m以内为B类复杂环境控制爆破;爆破区域距离极重要设施100～200 m以内为C类复杂环境控制爆破。本工程四周是超高层建筑物, 或者是重要市政交通主干道, 距爆区都在5～10 m范围内, 均是A类复杂环境的控制爆破, 特别是爆破震动的控制非常难。

二、爆破减震方案确定

根据省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程实情, 选择减震槽或减震孔的方案减弱爆破施工对影响区有建 (构) 筑物的危害。由业主单位、监理单位批准实施其中一种方案或两种施工方案并用, 以保证施工的连续性与可行性。根据周边的环境关系, 结合省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程爆破施工减震措施, 选择破碎机打减震槽的施工方法, 达到了减振效果又减小了直壁施工的难度的优势, 为直壁创造了一个好的条件。施工前详细复查深挖路堑地段的工程地质资料, 包括土石界限、岩层风化厚度及破碎程度、岩层的构造特征等。根据施工工作面实际情况制定安全防护措施, 包括施工人员的安全防护措施、制定施工设备安全管理制度、施工现场安全管理规定、爆破施工专项方案, 制定可行的安全救援预案、消防预案, 并报监理工程师审批后实施。

1. 减震槽施工设计

实施爆破减震孔的优点是工效快、能满足工程施工进度的要求, 但减震效果差, 改变不了震动传递的介质。根据省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程的具体情况和近年来在居民楼附近实施爆破工程而发生诸多不利于爆破施工的情况, 为了本工程施工的顺利进行, 为今后发生不可预料的事件、事故提供科学的依据, 应在实施爆破的过程中进行爆破震动效应监测。爆破震动波频率在10～60 Hz之间, 从频率上看属于机械波, 其传播方式与水波一样。减震原理是切断部分传播路径, 可根据作图分析所切断路径比率也就是减少传播能量的比率。作图分析的假设是爆破设计的浅孔排距确定炮孔布置至少距减震孔4 m, 取三段1.2 m (四孔之间) 计算。

震动波震动速率计算采用萨道夫斯基公式:V=K (Q1/3/R) a。

式中:α为衰减系数为1.5～1.8, 取1.75;

K为岩石性质系数, 中风化白云岩为200;

R为被保护建筑物至爆破作业点水平距离, 一般为2～10 m;

Qmax为本次爆破实际最大单响药量。大孔装药量为9 kg, 小孔装药量为1.05 kg/0.15 kg (3 m/1 m孔深) ;

V为爆破安全允许振动速度查表值3 cm/s (钢混框架结构) 。

通过以上计算我们分析得出, 减震后大孔 (6 kg) V (cm/s) , 距保护建构筑物15 m外, 其震动速度可控制在规范允许范围内;减震前小孔 (1.05 kg、3m孔深) V (cm/s) 距保护建构筑物10 m外, 其震动速度可控制在规范允许范围内;减震前小孔 (0.15 kg、1 m孔深) V (cm/s) 距保护建构筑物4 m外, 其震动速度可控制在规范允许范围内;对距保护建构筑物4 m内范围, 采用静态破碎机破碎开挖。

2. 减震孔施工设计

在复杂环境中控制爆破, 对爆破减震有三种方法:对保护物进行加固, 提高其抗震能力;切断部分传播途径;降低震源的强度。

提高其抗震能力的方法实施起来难度高、成本高, 实际条件也不现实。降低震源的强度的方法降低了震源的强度, 在响应工程的进度要求的基础上, 我们已经在爆破方案及实际爆破中尽小地控制了单响 (单孔) 装药量。我们现在只能从第二种方法切断部分传播途径, 以便降低爆破震动。在减震孔施工设计中, 我们不改变未挖岩石对边坡的应变束缚, 同时还能保护边坡岩石的完整性。造孔设备选择Atlas copco ROCL8液压潜孔钻机, 该设备安全环保、钻孔精度高、效率高、集尘好、噪音小, 能适应较大口径φ165的造孔, 可最大限度地满足垂直造孔的要求。减震孔布置在基坑边坡上, 在靠国际会议中心剪力墙位置, 减震孔布置在距剪力墙0.5 m的位置, 深度岩层高度超深5 m。减震孔选择Φ165, 根据不同的位置区域的保护物分别对待。在CD段做三排, 孔纵距40 cm, 横距30 cm, 为梅花型布孔;在AD段五排, 孔纵距40 cm, 横距30 cm, 为梅花型布孔;深度根据底板标高超深5 m。

3. 安全生产管理

坚持“谁施工、谁负责, 谁装药、谁负责”的原则, 贯彻“安全一票否决”的工作制度。

(1) 严格安全生产教育制度

对进入现场的项目管理人员和各班组工人, 由项目经理会同安全科进行入场教育, 学习制定的施工现场安全管理制度。使每个人员充分了解安全规定和其他管理制度, 增强安全意识, 做到人人自觉遵守、相互监督。由项目经理负责本工程的安全工作, 按重庆市建设工程施工安全管理总站制定的安全生产责任制, 明确各岗位人员的安全职责。公司安全科负责安全生产管理的日常检查工作, 及时消除安全隐患, 做到安全管理不留死角, 进行全方位、全过程的安全管理。

(2) 严格现场施工管理工作

现场人员严禁攀越施工围墙和施工区域围墙, 严禁向工程场地内乱扔泥块、石块等杂物, 违者按公司制定的施工管理制度处理。

(3) 严格现场材料管理制度

对易燃、易爆物品和油漆等设专门的库房, 专人管理并配置好防火设施。

(4) 严格现场出入管理制度

进入现场的所有人员必须配戴统一配置的胸卡和印有公司的安全帽, 统一上下班时间。加强现场治安保卫工作, 对进入现场的所有员工的名单、家庭住址、身份证号抄送公司保卫部门备案, 在施工围墙入口处设置保安人员昼夜值班。

三、结语

工程爆破减震安全专项施工是一件严肃的施工环节, 对于省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程进行爆破过程中的减震安全专项施工来说, 必须从根本上加强安全性的管理, 才能促使工程爆破减震安全专项施工的顺利进行。我们应该在确定好爆破减震安全专项施工方案的基础上, 坚持“谁施工、谁负责, 谁装药、谁负责”的原则, 贯彻“安全一票否决”的工作制度。严格安全生产教育制度, 增强安全意识, 做到人人自觉遵守、相互监督, 以此达到工程爆破减震安全专项施工管理的目的, 最终实现施工过程的安全化。

摘要：爆破施工安全控制的目标是确保基坑围护结构及其相邻环境的安全。本文从省人民大会堂配套五星级酒店、综合楼工程的概况入手, 确定爆破减震方案, 希望对工程爆破活动起到良好的借鉴性意义。

关键词：工程,爆破,减震,安全专项

参考文献

[1]陈雯, 罗晓辉, 金亚兵, 赵行立.深基坑爆破施工方案设计与安全监控[J].爆破, 2009.

[2]徐婷, 李源汇, 王兆远, 梅甫定.浅谈露天采石场爆破作业安全管理措施[J].安全与环境工程, 2010.

减震施工篇2

2012年5月12日为“防灾减灾日”，根据教育局安全办文件精神，我校积极开展了丰富多彩的“防灾减灾宣传日”系列教育活动。突出了安全工作为学校工作的重中之重，形成了家庭、学校、社会合力，狠抓了学生安全防范，提高了学生安全自护能力。现将“防灾减灾日”活动总结如下：

一、提高认识，加强领导管理

学校组织全体教师认真学习上级文件精神。建立以校长为组长的学校“应急避险大演练领导小组”，制定了“应急避险大演练”活动方案。

二、广泛宣传，开展系列活动 1、5月11日由政教处对校内一切设施设备进行全面检查，对存在的安全隐患立即整治。2、5月12日下发了《致学生家长一封信》广发宣传防灾减震知识。3、5月12日利用校园广播对全校师生进行安全教育暨防灾减震知识讲座。4、5月14日下午进行了防灾减震逃生演练。

三、取得效果

1、学生安全知识面更广了，安全意识更强了，对注意安全的理解更深了。

2、通过对各种灾害避险知识的学习，学生的自我保护能力和意识更

高了。

3、管理机制更加完善，教育责任到人，落实到位了。

4、创建了安全的教学环境，形成了安全工作重于泰山的良好氛围。

总之，通过“防灾减灾”宣传周，特别是逃生演练这一契机，大大加强了对学生的安全教育，建立起了一个安全的学习环境。在今后的工作中，我校将继往开来，与时俱进，进一步做好学校的一切安全工作。

防灾减震活动工作总结

发电减震器篇3

位于马萨诸塞州剑桥的黎凡特电源(Levant Power)公司正在研发能产生电流的减震器，根据车辆和驾驶状况不同，它能使得燃料消耗减少1.5～1.6个百分点。这个系统还能改善车辆的操控性。

黎凡特用悍马在道路测试中证明了它的技术，并将在今年夏天把测试扩大到卡车、巴士和其他车辆。从外观上看，除了一端有一根电源线外，这个减震器与传统的减震器相似，也同样可以用机械把它们装在普通的车辆上。它们插入的电源管理设备也能管理来自其他地方的电力，如能量回收制动系统、把多余热量转化为电的热电设备或者太阳能电板。收集起来的电力可用于汽车的电器系统，以减轻发电机的负载。

与传统的避震器一样，黎凡特的技术使用了一个在油中运动的活塞，以减少震动。但是，黎凡特研发了一个经改装的活塞头，里面包含了一个随着活塞在油中移动而旋转的部分，从而带动减震器内部的一个小型发电机。为了改善车辆的操控性，功率调节器利用来自加速计和其他传感器的信息，以改变发电机的电阻，使悬挂系统增强或减弱。例如，如果传感器监测到汽车开始转弯。功率调节器可以增加外轮胎的减震器电阻，以改善转弯状况，黎凡特商业发展副总裁大卫·戴蒙德(David Diamond)说。

重型越野车在崎岖的地面上运动时，这个系统的表现最佳，因此该公司瞄准了军事运用。公司强调要尽可能使用现成的零件以降低成本。戴蒙德指出，主动减震器过去在商业上的失败是因为它们太贵了。新系统的不同之处在于它相对低价而且能发电，他说。该避震器和电子控制元件可能比传统的避震器贵一点，他说，但是当运用到商业运输等地方时，节约的燃料费能在18个月内抵消额外的费用。

纽约州立大学石溪分校的机械工程教授左磊(Lei Zuo)表示，塔夫斯大学和通用汽车的研究人员已经为他们各自的发电避震器设计提出了专利申请。他自己也在研发不用液体，只使用电磁电阻的系统。他说设计这样一个系统的最大挑战在于使得它们小到足以适应现存的车辆，但还要保证它们能够转换相当的电量。

消能减震消能墙施工技术篇4

关键词：消能墙,工艺,材料,地震

消能减震技术的主要思想是把结构物中的支撑、剪力墙等构件设计成耗能部件或在结构物的节点或连接处装设阻尼器, 在风或小震作用下, 耗能杆件或阻尼器处于弹性状态, 当在强烈地震作用下, 耗能杆件或阻尼器率先进入非弹性状态, 结构产生较大阻尼, 耗散大量地震能量, 使主体结构避免进入明显非弹性状态, 从而保护主体结构在强震中的大幅度的损坏。

1 施工工艺原理

所谓“消能墙”, 是在常规剪力墙中嵌入关键耗能元件———“消能键”构造而成。消能键采用优质耗能钢板通过精密的构造组合而成, 具有极为优异的滞回耗能性能。地震时, 消能墙将结构地震作用即时传递至消能键, 消能键迅速进入屈服状态, 并在滞回中有效耗散地震能量, 大大减轻了主体结构的地震反应, 从而对主体结构起到良好的保护作用。简单地说, “消能键”就像是一个“保险丝”, 在地震发生时, “消能键”通过自己消耗地震能量, 在风力作用或小震时, 尚不用“牺牲”自己保全建筑;而在大震时, 嵌在建筑墙体内的“消能键”就能通过自身的屈服耗能保住建筑的安全。消能墙的核心构件是消能键, 本技术所采用的RT400消能键和RT600消能键的核心材料采用由宝钢生产的BLY160钢材, 消能键与预埋件通过螺栓加焊接形式连接, 以提供足够的刚度和强度, 确保消能键在地震、风荷载等作用下, 保持正常工作。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

预埋下消能墙竖向钢筋→绑扎下消能墙钢筋, 安装定位预埋件, 下消能墙支模→浇筑下消能墙混凝土→安装连接槽钢, 安装定位预埋件, 绑扎上消能墙钢筋, 上消能墙支模→浇筑上消能墙混凝土→上层梁板支模, 钢筋绑扎, 浇筑混凝土→拆除临时支撑木方, 安装消能键及消能键保护外壳, 而后拆除连接槽钢→砌筑消能墙旁砌体。

2.2 操作要点

1) 施工准备。施工前应认真审阅消能墙图纸的技术设计文件, 了解施工范围, 并对参加施工人员进行详细的技术交底, 确定各项准备工作准备到位后开始进行施工。a.消能键进场后, 供货单位委派技术人员指导现场卸装。b.根据分布图, 用塔吊将阻尼器定点定位, 放置于各楼层。把安装所需各附件、工具等搬运至即将安装位置。c.安装前应观察、清理、调整安装面。

2) 施工要点。a.预埋下消能墙竖向钢筋, 浇筑下层梁板构件混凝土。钢筋预埋前要仔细阅读施工图纸, 明确各个单根钢筋的形状及各个细部的尺寸, 核对钢筋配料单和料牌, 再根据料单和料牌, 核对钢筋半成品的钢号、形状、直径和规格数量是否正确, 有无错配、漏配及变形, 如有此情况, 应及时整修、增补。钢筋预埋时预埋位置要正确, 要确保钢筋间距并保证保护层厚度。b.绑扎下消能墙钢筋, 安装定位预埋件, 下消能墙支模板。预埋件安装定位采用全站仪控制, 根据设计图纸将预埋件钢板中心坐标算出, 将其中线点投影到预埋钢筋上, 放出十字交叉线, 施工时用线坠吊正, 要求必须从两个方向全部找正。标高控制采用水准仪与水平尺双重控制。由于在绑扎钢筋网和浇筑混凝土时易造成预埋件位移和标高下沉, 因此预埋件的加固至关重要, 为保证预埋件位置相对准确, 在预埋件中部、下部布设两道定位钢筋, 然后将定位筋与预埋件焊接, 确保预埋件的位置相对准确。c.浇筑下消能墙混凝土。混凝土浇筑前应先湿润模板, 避免造成麻面、脱皮等现象, 墙、柱浇筑前底部应先填以5 cm~10 cm厚与混凝土配合比相同减石子水泥砂浆, 避免造成墙、柱角烂根。浇筑混凝土时应分层连续浇筑, 区域之间、上下层之间混凝土浇筑间歇时间不应超过2 h。混凝土振捣采用振动棒振捣, 要做到“快插慢拔”, 上下抽动, 均匀振捣, 插点要均匀排列, 插点采用并列式和交错式均可;插点间距为300 mm~400 mm, 插入到下层尚未初凝的混凝土中约50 mm~100 mm, 振捣时应依次进行, 每一振点的振捣延续时间30 s, 使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。作业时, 要使振动棒自然沉入混凝土, 不得用力猛插, 宜垂直插入并插到未初凝的下层混凝土中5 cm~10 cm, 以使上下层结合。浇筑时可先将振动棒插入底部, 使振动棒产生振动再投入混凝土, 边投料边振动。混凝土浇筑完毕后, 墙柱边应用木抹子按预定标高将表面抹平。并保证混凝土在适宜的温度、湿度的环境, 使胶凝材料充分水化, 应对混凝土进行洒水养护, 洒水时间以混凝土表面不泛白为宜, 洒水时必须将混凝土浇透, 养护时间要求不少于14 d。d.安装连接槽钢, 安装定位预埋件, 绑扎上消能墙钢筋, 上消能墙支模板, 安装连接槽钢, 如图1所示。e.浇筑上消能墙混凝土。f.上层梁板支模板, 钢筋绑扎, 浇筑混凝土。g.拆除临时支撑方木, 安装消能键及消能键保护外壳, 而后拆除连接槽钢。h.砌筑消能墙旁砌体, 如图2所示。

3 材料与设备

3.1 材料

本技术要求所指的RT消能键是RBS消能墙的重要部件, 其原理是通过高延性材料合理构造形成消能元件, 利用其塑性滞回特性来有效消耗地震能量。消能键产品的材料应满足现行《建筑抗震设计规范》和行业标准《建筑消能阻尼器》的要求。消能键产品的核心材料采用宝钢生产的BLY160钢材, 其他辅助材料可采用Q235钢或Q345钢。消能键产品核心材料BLY160的屈服强度应在160 MPa的±15%以内, 延伸率应大于45%, 屈强比小于80%。混凝土墙中定位埋件钢材材质为Q345B, 栓钉材料性能等级为4.6级, 螺栓为材料性能等级为10.6级的高强螺栓 (承压型) 。消能墙混凝土强度等级为C30混凝土。

3.2 机具设备

塔吊一台, 经纬仪一台, 水准仪一台, 50 m钢盘尺一把, 振动棒一台, 手动磨光机两个, 高强螺栓扳手两套, 活动扳手两把, 千斤顶两台, 钢丝刷三把。

4 效益分析及适用范围

“消能墙”这项新技术的应用, 不仅能保证建筑在大地震中不倒和人员安全, 而且还能有效地保护建筑结构及室内装修, 使该建筑在大地震中的损失降到最低, 避免人员伤亡及财产损失。适用于大型公共建筑如医院、商场、学校、博物馆、图书馆、体育馆等及民用建筑超高层住宅等。

5 结语

“消能墙”技术是一种值得肯定的创新和尝试, 在一定程度上将引发地产业对于建筑安全的思考, 也代表了未来消能减震技术发展的一种新趋势。

参考文献

[1]GB 50011—2010, 建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ 297—2013, 建筑消能减震技术规程[S].

[3]JG/T 209—2007, 建筑消能阻尼器[S].

[4]周福霖.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社, 1997.

建筑物结构减震控制问题探索篇5

建筑物结构减震控制问题探索

摘要：建筑物的抗震设计,首先要求建筑物能持续支持自身重量,其次能够通过结构构件的强度和廷性来吸收地震输入的.能量.主要分析结构减震控制相关内容,在此基础上,重点探讨基础隔震技术发展,指出组合隔震体系比传统隔震体系有更好的隔震性能.作者：陈瑶作者单位：贵州省贵阳市建筑设计院有限公司,贵州,贵阳,550023 期刊：硅谷 Journal：SILICON VALLEY 年，卷(期)：, (8) 分类号：X1 关键词：建筑结构减震减震控制基础隔震技术组合隔震

汽车减震器修复连锁篇6

2009年下半年，老洪开起了第一家减震器修理店，取名“我帮你”。实践出真知，这句话一点也没错！实践中，老洪根据减震器的损坏程度进行分类、鉴定，再确定价格，新老客户对这样灵活定价的举措都十分认同。

减震施工篇7

在生产实践中,辽宁省风沙地改良利用研究所依据现有大棚存在的技术不足,设计了一种可充分利用土地面积,保温性能好,节省投资和能源的减震防风式日光温室,该项技术已申请国家实用新型专利。

1 采用的技术

减震防风式日光温室包括温室后墙、温室侧墙、保温帘、钢桁架、卷帘立楟、塑料薄膜、室内竖支架,其特点是在温室后墙外面设坡顶栽培面,温室后墙上方与水平方向成α角,α角为45°角设后坡桁架,外面装后坡黑模板,后坡黑模板外设炉渣,炉渣上方为后坡防水层,后坡防水层内装苯板,在后坡桁架上方设数道卷帘立楟,卷帘立楟用卷帘绳固定保温帘,在保温帘外层上设防风网格,在温室内的数道钢桁架之间均距设数道减震网和防风卡槽,在防风卡槽内的塑料薄膜外面用卡簧卡住,在温室的中间处设置有入室坡道,入室坡道上装温室正门,温室正门内为内置工作间,内置工作间由内置工作间架和工作间隔膜组成,在温室的前面均距设有多个引水管道,引水管道下端设集露槽台,在集露槽台的中间设集露槽,集露槽下面均距设有多个引水管道,饮水管道下端设集水沟,集水沟上方设盖板,盖板上设渗水孔,集水沟链接集水管道,集水管道连接温室前侧的集水窖,在集水沟的外面装保温板,保温板上方修成集水径流坡道。日光温室示剖视图及俯视图见图1。

2 主要技术参数

东西长206 m;大半地下式,地平面下返1.0m(阜新地下水位一般在4.4~4.5m);温室前墙为0.5m,有效增加冬季光照;矢高5.44 m,为最大限度采光提供可能;脊位比0.79;后坡坡角45°,坡长4.5m,有利蓄热保温;后坡培土距地面2.0m高,后坡顶成3m平面可种植作物,后坡底长4.0m;集雨坡道南集雨坡长2.55m,采光面形成8.5 m的垂直集雨面,前有集雨沟,集雨池,温室最小集雨量300t,最大集雨量600t。防风、防雪等抗灾设计:每28榀设一方管桁架,有卡槽卡塑料,防棚面起伏;每30m设一减震网;草帘用网格尼龙绳固定防雨雪聚氯乙烯薄膜;设5 000 W发电机一台;置帘台:用于草帘及其它覆盖物的停放,夏季不用卸下,减少用工和损耗;作业间:采用内置式,2.7m×11.24m。

1.卷帘立楟;2.防风网格;3.保温帘;4.钢桁架;5.温室后墙;5-1.炉渣;5-2.后坡防水层;5-3.后坡桁架;6.减震网;7.防风卡槽;8.卡簧;9.温室侧墙;10.集径流坡道;11.内置作业间;11-1.工作间隔膜;11-2.侧门;12.温室正门;13.塑料薄膜;14.入室坡道;15.后坡黑模板;16.卷帘绳;17.苯板;18.置帘台;19.坡顶栽培面;20.室内竖支架;21.地平面;22.内置工作间;23.集露槽台;24.引水管道;25.集水沟;26.集水管道;27.集水窖;28.保温板;29.盖板;29-1.渗水孔。

图1 日光温室剖视图及俯视图

3 性能

3.1 温度

温室室内温度与室外温度最大差值51℃(2012年1月15日13∶00时,室内36℃,室外-15℃)。最低温度分别为8℃,放帘时17℃。与外界温差,白天23.5℃,夜间15℃。地温最低保持在12℃(8∶00),最高18.5℃(14∶00)。另外与伊吗图艾友村双层草帘的普通土暖棚相比,气温高2℃。

3.2 湿度

上午揭帘后,8∶00时后墙处最高湿度为76%,随着温度的升高,逐渐下降,在13∶00时下降到最低,然后随着温度的下降,湿度开始回升到71%。

3.3 光强

中午12∶00时光照强度室内25 000lx,室外为40 000lx。

3.4 汲水沟

每年在11月15日至翌年3月1日,共汲冷凝水303m3·hm-2;6月至9月,集雨量为1 290m3·hm-2。

3.5 土地利用率

减震施工篇8

准朔铁路鹰鹞山隧道全长11 572 m为单线隧道,设3座斜井(龙卜沟斜井751 m、下石窑斜井845 m、下水头斜井650 m)和进出口共5个作业工区掘进施工,合同工期24个月。下石窑斜井Ⅴ级黄土围岩富水占80%,设计纵坡12.47%,抽水量在700 m3/d～900 m3/d,采用Ⅰ16a钢拱架与格栅钢架结合支护,在掘进到4+08.7里程时底板出现Ⅳ级流纹岩地层,流纹岩浅灰、灰白色,隐晶质结构,弱风化,节理裂隙发育,岩体破碎块状结构、裂隙中充填泥质团块,逐渐向前延伸,下导支护拱架必须爆破后才能完成与上导拱架的成环连接,属土石分界段,经计算按12.47%的纵坡该段要想进入Ⅳ级围岩采用全断面开挖施工,拱顶软岩厚度必须在3 m以上,土石分界长计算为65.3 m。

2 施工方法

2.1 Ⅰ步上导Ⅴ级黄土围岩施工

Ⅴ级黄土围岩富水遇水膨胀、饱和成泥,施工工序复杂,产生软岩流变或形成泥流状,采取“管预支、留核心土、随挖随护、勤排水、喷闭支撑、及时成环、监控紧跟”的方法施工,管预支就是采用4 m长ϕ50 mm钢管施作超前小导管,留核心土,台阶长不大于3.5 m,长度同台阶长度,距拱顶1.3 m～1.5 m,坡脚距拱脚2 m左右,开挖后用Ⅰ16a工字钢架或钢格栅随时支护,勤排水采取“防、排、截、堵结合,因地制宜”的原则,喷闭支撑就是立架后及时喷射C25混凝土封闭成环,监控紧跟是对围岩状态(包括原岩应力,松弛范围)测试;支护结构状态(包括支护结构内力,位移),围岩收敛的测试。现场量测后及时进行整理和数学处理,将同一断面的量测数据进行对比,相互印证,以保证量测结果的可靠性。将实测数据整理,进行分析,来指导下一循环的施工。

2.2 Ⅱ,Ⅲ步下导Ⅳ级流纹岩采用微差减震、静态爆破,支护紧跟,闭合成环

2.2.1 Ⅱ步下导断面炮眼布置与孔位设计

1)中空眼,中空眼作用主要是人为设置临空面减震,风枪打眼后清空不装药,用YT28气腿式凿岩机钻孔深2.7 m,钻后直径40 mm,垂直间距3×15 cm,共4个眼,布眼形式垂直Ⅱ步开挖中心。

2)掏槽眼,采用楔形掏眼,为不扰动上导黄土支护,布设形式按菱形图式,菱形上下2个炮眼,按雷管段别1/sm段装药,打眼深度2.5 m,左右4个炮眼打眼垂直深度180 cm,掏槽眼3/sm段布施6个炮眼,打眼垂直深度250 mm。

3)辅助眼(内圈眼)布施16个,钻孔深度240 cm,装药雷管段别5/sm段,炮眼间距纵4×65 cm,横4×65 cm,每孔装药4卷,单孔装药量0.8 kg。

4)周边眼布施20个,钻孔深度250 cm,装药雷管段别7/sm段,炮眼间距纵7×53 cm,横7×57 cm,每孔装药2卷,单孔装药量0.3 kg。

5)底板眼布施8个,装药雷管段别9/sm段,炮眼间距7×57 cm;钻孔深度250 cm。

Ⅱ步爆破尺寸按隧道宽度的2/3,每循环进尺按上导已立拱架3榀(70 cm/榀)计算,共设计炮眼60个。

2.2.2 Ⅲ步下导断面炮眼布置与孔位设计

Ⅲ步设计炮眼按剩余隧道开挖1/3布施,纵向雷管段别1/sm段7×60 cm,3/sm段7×60 cm,5/sm段7×60 cm,横向按2 m平均分配;打眼深度2.5 m,形成逐层脱落爆破过程,共布施炮眼23个。Ⅲ步开挖支护和炮眼布置图见图1。

2.2.3 装药量计算

TB 10204-2002铁路隧道施工规范软质岩光面爆破、预裂爆破参数装药集中度q为0.07 kg/m～0.12 kg/m;其炮眼采用间隔装药,1段～9段塑料非电毫秒雷管,采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的ϕ25 mm乳胶防水炸药,采用厂制炮泥堵塞,导爆管复式网路连接,全断面一次起爆,形成爆破缝。爆破炮眼装药量计算表见表1。

2.3 微差减震爆破成缝设计

根据流纹岩特性为不扰动上导Ⅴ级黄土围岩,按岩性的纹理层理劈裂难易程度布孔,掏槽作业要根据微差作用的原理,充分完成孔口逐层剥裂,楔形脱落的过程,为孔底预裂部分的清除创造临空面,由于该隧道的围岩为斜向构造,有一定的倾角,因此掏槽眼的起掏位置首先在底部掏槽眼沿着围岩走向的方向开始,逐孔使岩石产生顺层剥落,使楔块作用与裂开方向相垂直,这样才能达到目的。

为使上导支护不受扰动变形,下导按上导支立拱架榀数,分左、右错开的方法进行微差减震爆破作业施工。

2.4 静态(水压)爆破原理

为了从根本上减少震动,静态水压爆破就是往炮眼中一定位置注入一定量的水,利用水的不可压缩作用,减少震动;根据炮眼长度在炮眼药卷间放置塑料水袋2个～3个,长约30 cm,然后装所需要的炸药,最后用炮泥回填堵塞炮眼,其作用原理是利用水的压缩的特征,充分利用炸药有效能量,这种水压爆破经理论研究与实际应用具有显著的“节能、环保、减震”的作用,导爆管非电起爆系统中的毫秒雷管1段～7段其间隔时间小于50 ms,而7段之后段与段之间间隔时间大于50 ms,力求爆破出石块块度适合装渣的需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上。

3 支护紧跟,闭合成环

爆破作业后,下导拱架支护紧跟上导拱架进行连接成环。及时施工仰拱混凝土闭合成环。

4 爆破震动监测

在爆破掘进时始终进行震动监测,对每一爆破的质点震动、震动速度和围岩变形情况进行监测,同一段雷管起爆药量和起爆时间,用CD-1传感器、DSV测震仪以及电脑组成测震系统进行量测,通过监测及时调整炮眼装药量参数。

5 结语

隧道土石分界采用静态爆破,利用中空眼创造临空面,在炮眼中装入塑料水袋,减弱了爆破震动,达到对上导已支护掌子面减震效果,效果较好,施工实践说明该技术有推广价值。

摘要：结合工程实例,在准朔铁路鹰鹞山隧道下石窑斜井土石分界段,提出合理的施工对策和施工方法,即上导V级围岩黄土富水按照“管预支、分部开挖、随挖随护、勤排水、喷闭支撑”,下导软岩采用“微差减震、静态爆破、支护紧跟、闭合成环”的措施,有效地解决了土石分界段施工安全。

关键词：隧道,微差减震,静态爆破,施工技术

参考文献

[1]欧阳院平.高速铁路大断面黄土隧道施工数值模拟[D].成都:西南交通大学,2006.

[2]康军.黄土公路隧道设计与施工技术研究[D].西安:长安大学,2006.

[3]雷军,赵玉成.大跨度软岩公路隧道短台阶施工方法[A].国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集[C].2008:339-345.

隧道减震层减震效果的研究篇9

我国地震烈度6度以上的地区占国土面积的79%, 随着地下空间的开发与利用, 地震灾害对我国人民而言, 是个潜在的巨大威胁。提高地下结构的抗震性能是关系到我国人民生命财产安全和国计民生的重要任务。本文通过ANSYS分别计算隧道结构设置减震层前后在地震荷载作用下的动力作用, 从而得出减震层对隧道的抗震减震的作用结果, 这有利于往后我们设计隧道的减震结构, 也能减少地震灾害的损失。

二、模型的建立

隧道震害是由惯性力和隧道结构刚度与围岩刚度不匹配而引起隧道结构附加应力增大造成的。隧道等地下结构由于弹性模量比围岩的弹性模量大很多, 在地震波荷载作用下很难完全与围岩共同变形, 由于地下结构约束围岩变形产生弹性抗力的作用, 地下结构应力大幅度增加, 导致隧道衬砌结构破坏。隧道的破坏形式主要有二次衬砌开裂、掉块、涌水及错台, 初期支护变形、开裂及掉块, 底板开裂、错台及隆起, 洞口边仰坡崩塌与滑塌, 洞门裂损等。

在隧道初期支护和二次衬砌结构之间设置减震层, 使模型结构体系由原来的隧道围岩、初期支护、二次衬砌结构体系变为围岩系统、初期支护、减震层和二次衬砌结构 (如图1) , 通过减震层改变围岩在地震作用下其与二次衬砌之间的作用方式, 利用减震层充当围岩与二衬的隔离层, 以达到减小两者之间的作用力的目的。地震时, 这个隔离层既可以减减轻围岩对二衬的约束力, 也可以减弱二衬和围岩之间不规律的、随机的、循环往复的动应变或相对动位移。除此以外, 减震层应具有足够小的弹性模量, 和较大的弹性应变, 保证在多次地震后, 依然具有良好的弹性。由此可以看出, 减震层不仅要有耐久性和良好的弹性变形能力, 而且可以传递轴力、剪力、扭矩和弯矩, 减震层模型如图2所示。由于横波或纵波在通过围岩向无限远处传播, 而我们的模型又由于目前的计算机水平限制, 只能是有限的区域, 因此, 边界要设置成三维人工边界。用ANSYS的三维实体单元SOLID45来离散围岩成若干任意四方体单元, 用三维实体单元SOLID45来模拟衬砌结构, 用壳单元SHELL63来模拟减震层结构, 用弹簧加阻尼单元COMBIN14来模拟三维人工边界条件。本次计算采用在地震反应分析时常用的EL-Centro波加速度曲线作为地震输入。

三、计算结果及分析

由图3可以看出, 设置减震层以后, 隧道衬砌最大变形值明显减小, 且随着隧道埋深的增加, 位移较小的幅度也增加, 说明减震层在深埋隧道的减震效果比浅埋隧道要好, 减震层能有效减弱围岩的位移向衬砌传递, 使二衬的位移不至于过大而破坏。

由图4可以看出, 设置减震层后, 隧道衬砌的应力值明显减小, 最后基本维持在一个稳定值 (除洞口处) 。说明减震层能有效减小隧道二次衬砌的受力。

由图5可见, 拱顶的第三主应力峰值明显减小且逐步趋于一个稳定值 (因为第三主应力的负值是方向)

由图6可知, 减震层对减弱硐室衬砌加速度有一定的效果, 设置减震层后, 硐室衬砌加速度明显小于不设减震层的硐室衬砌的加速度。

四、结论

ANSYS三维数值模拟分析结果表明, 本文所建立的减震模型减震效果明显, 在减弱围岩的位移向衬砌传递方面, 减震层能起到非常有效的作用, 减震层要具有足够小的弹性模量、足够大的弹性变形能力和良好的耐久性能, 才能让减震层的作用得到良好的发挥, 保证良好的减震效果。减震层能有效改善二次衬砌的受力情况, 各个断面的拱顶、拱腰和仰拱的应力普遍下降, 尤其洞口处附近的应力下降更为明显;地震波荷载通过大地传播, 穿过隧道周围岩体并经过减震层传递到二次衬砌上;减震层不改变隧道结构和围岩的震动频谱特性。减震层能减弱加速度传递特性从而使隧道衬砌加速度减小。

参考文献

[1]王明年.高地震区地下结构减震技术原理的研究[博士学位论文[D].成都:西南变通大学, 1999.

[2]孙铁成.双洞错距山岭隧道洞口段地震动力响应及减震措施研究[博士学位论文[D].成都:西南变通大学, 2009.

现代工程减震技术分析篇10

关键词：抗震,减震,隔震

1 前言

我国是多地震国家, 地震区分布广大, 历次大地震给人民生命财产带来了巨大的损失.传统的结构抗震设计方法, 单纯利用提高结构构件自身的抗力来消极地抵抗地震作用, 对于随机性很强、发生概率很小的强震作用, 既不经济也不全面。传统结构延性抗震设计是将结构的某些部位设计得具有足够的延性, 在强震作用下这些部位形成稳定的塑性铰, 依靠弹塑性变形来耗散地震能量。这种传统的以“抗”为途径的抗震设计方法在很多情况下是有效的, 然而在强震作用下难以保证结构不损坏, 人员、设备、仪器的安全, 不符合现阶段的基于性能的抗震设计思想。

2 现代抗震技术

现代抗震结构用的是一种“以柔克刚”的思想, 即在建筑结构的运动中抵抗地震作用力。它可以从不同角度进行分类, 通常按控制系统是否需要外部能源和激励, 可分为四类:被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。

2.1 被动控制

被动控制是指不需要输入外部能源的控制技术, 其控制过程不依赖结构的振动反应信息及动荷载信息, 而是靠被动地吸收或消耗输入结构的能量来达到减震的目的。被动控制造价低廉, 技术简单, 性能可靠, 是目前工程实际中应用广泛的结构控制技术之一。被动控制主要包括基础隔震、耗能减震和吸能减震技术, 及其组合的联合控制技术。

2.1.1 基础隔震

基础隔震技术是通过在上部结构与基础之间设置隔震层来保证建筑物在地震时的安全和使用功能。这些装置可以把建筑物上下部分完全或部分分割开, 以改变或调整结构的动力特性或动力作用。并且在水平方向为柔性且发生较大变形的情况下, 比较刚性而又稳定地承受建筑物的重量。隔震层可设在结构内或结构外。在结构外设隔离层有两种方法, 一种方法是在结构物四周挖很深的槽, 可在槽中灌沙或埋入屏蔽板等, 将长周期为卓越的那部分表面波隔断, 但这种方法不能屏蔽直下型输入波的输入。另一种方法是采用软弱地基。这种地基有减少地震输入的效果, 但是为了保证对建筑结构有长期支承能力, 有必要对地基塑性位移的发生加以限制。隔震层还可设在结构内部, 这种结构是现在普遍采用的结构, 如在上部建筑物和基础之间设摩擦滑移隔震层或橡胶隔震支座等。摩擦滑移隔震技术就是通过滑移或滚动隔震层, 容许建筑物在发生地震时相对于地面做整体水平滑动, 从而限制地震作用向上部结构的传递, 并通过摩擦 (及阻尼限位装置) 耗散地震能量来达到隔离地震的目的。这种摩擦隔震技术简单易行、造价低廉, 其隔震效果主要取决于摩擦系数, 且受地面运动频率特性的影响较小, 几乎不会发生共振现象。但是, 纯摩擦隔震层的滑移量大, 且震后不能自动复位。为克服上述缺点, 一种与土建相结合的短柱类隔震技术得到了发展。它综合利用了摩擦耗能与弹塑性耗能的复合技术, 造价低廉, 适合施工现场制作、安装。橡胶隔震支座是二十世纪五十年代出现的一种使隔震技术走向成熟的新技术, 它利用橡胶垫较大的竖向刚度来承受上部结构的荷载, 并通过其自身的水平柔性来隔离水平地震作用向上部结构的传递。目前, 随着国产橡胶垫产品的研制开发成功及产业化规模的形成, 橡胶垫隔震技术在我国已进入批量推广应用阶段, 并成为隔震技术应用的主流。据统计, 仅1997-2000年橡胶垫隔震建筑的数量占整个隔震建筑的90%以上。

2.1.2 耗能减震

耗能减震技术是指通过一定手段, 把地震能量削弱减小, 使建筑结构在地震中得到保全。我们知道在地震爆发前, 地面下的活动断层下蕴藏着巨大的能量。一种直接的消能法就是在活动断层上打深孔, 往孔中注水, 诱发小地震, 释放地震能量。这主要是水减小了断层上下盘之间的摩擦, 使之在较小的地震能量下产生滑动。这种方法技术上不成熟, 投资亦大, 还没有到实用阶段。耗能减震技术通常采用的方法是在结构中 (或附着在结构上) 设置耗能构件, 即把结构物的某些非承重构件 (如支撑, 连接件等) 设计成消能构件, 或在结构的某些部位 (层间空间, 节点, 连接缝等) 装设消能装置。在风或小地震作用时, 这些消能构件处于弹性状态, 使结构物具有足够侧向刚度, 当出现中、强地震时, 消能构件产生较大阻尼, 大量消耗输入结构的地震能量, 使主体结构避免出现明显的非弹性状态, 迅速衰减结构的地震反应 (位移, 速度, 加速度) 。这种技术一方面吸收了传统的延性结构的设计思想, 同时又克服了延性构件损坏后难以修复的缺点, 具有性能稳定、技术条件简单、适用范围广、经济可靠等优点。根据耗能机理的不同, 耗能装置可分为四类:粘滞耗能器、粘弹性耗能器、摩擦耗能器、金属耗能器。

2.1.3 吸能减震

吸能减震技术是由附加在结构中的子系统吸收结构的一部分振动能量, 以减小结构反应的控制技术。但是由于地震的随机性, 且地震波由各种频率的波混合而成, 调谐目标只能控制结构物的某些振型。目前吸能减震装置主要包括调频质量阻尼器 (TMD) 、调频液体阻尼器 (TLD) 、液压质量控制系统 (RMS) 、质量泵 (MP) 等。调频质量阻尼器 (TMD) 是由弹性元件、阻尼器和质量块所组成的振动系统, 将其固有频率调整到接近于结构的自振频率, 使结构振动时引起TMD共振, 这时它的惯性力又反作用于结构本身, 起到减小结构反应的目的。1988年, Clark又提出用大量自振频率分布于所控结构模态自振频率附近的小TMD振子来抑制模态的振动。现在TMD的慨念还在不断扩展, 如适用于旧房增层和抗震加固的层间隔震技术, 以及利用顶部突出物如水箱、旋转餐厅等来抑制高层、高耸结构的鞭梢效应等。调频液体阻尼器 (TLD) 是利用容器中液体在晃动过程中产生的动液压力、液体的惯性力及粘性耗能而产生控制力, 从而减小结构的反应。TMD通常可与结构的储水装置结合使用, 简单易行、经济可靠。

2.1.4 联合控制技术

联合控制是将技术发展己比较成熟的基础隔震技术与耗能减震 (或调频减震) 技术结合起来, 这不仅能够取得更好的控制效果, 还拓宽了各项控制技术的适用范围。比如橡胶垫与摩擦滑移机构的联合隔震技术。它综合利用了摩擦滑移机构的阻尼耗能及橡胶垫减小结构水平刚度、延长结构周期的特性来取得好的隔震效果。这种技术有串连和并联两种。当橡胶垫与摩擦滑移机构串连时, 如地震时基底剪力未超过摩擦力, 由橡胶垫起隔震作用;如基底剪力超过摩擦力, 滑移层开始滑动, 在减震耗能的同时对橡胶垫起保护作用。当橡胶垫与摩擦滑移机构并联时, 结构重力由橡胶垫和滑移件共同承担, 当基底剪力大于滑动摩擦时, 橡胶垫就开始发挥作用。由于风载作用、结构物的倾覆及地震后隔震系统残余变形的影响, 基底隔震技术在高层建筑中使用有很多问题, 且其对于竖向地震起不到减震的作用, 采用联合控制后则有可能突破上述限制。

2.2 主动控制

主动控制是由外加能源对结构施加控制力来减小结构振动反应的控制技术, 即通过传感器采集结构的动力反应或外荷载信息, 反馈至计算机进行分析处理, 由计算机按照一定的控制算法来计算施加控制力的大小, 再通过电液伺服系统和控制装置将控制力施加到结构上, 理论上可以根据人们的要求达到最佳的控制效果。但由于其需要外部能源、技术复杂、造价高, 因此其工程应用开展较晚。对于尺度很大的工程项目, 由于需要消耗较多的能源, 大量应用的可能性不大, 但对于一些需要保护设备、设施安全和减轻由于设备破坏引起次生灾害的特殊工程仍然很有效。建筑结构常用的主动控制方法是在结构中的适当位置安装作动器拖动附加质量 (AMD) 或在结构内部安装作动器与弹性单元 (锚索或秆件) 施加控制力。

2.3 半主动控制

半主动控制是控制过程依赖结构的反应信息和外激励荷载, 只需较小的外部能量使控制装置发生工作状态的转换, 来改变控制系统的阻尼或刚度, 从而减小结构反应的控制技术。与主动控制相比, 控制效果相当且不需要很大的控制力。在建筑结构中常用的半主动控制装置有:电流变和磁流变阻尼器。这种半主动控制阻尼器 (AVD) 的特点是能够通过控制电场和磁场在几毫秒时间内完成使阻尼器中的流变体实现自由流动、粘滞流动和半固态的交替变换, 由于不需要伺服阀, 从而避免了机械元件的不可靠和特别的维护要求。

2.3.1 磁流变阻尼器

磁流变 (Magneto-Rheological, 简称MR) 阻尼器是一种使用可控流变液体的阻尼器。磁流变液体在外磁场作用下, 液体的流变特性会发生急剧变化, 它的最基本特征是:在外磁场作用下, 可以在毫秒级的时间内可逆地由流动性能良好的牛顿液体变为具有一定剪切屈服强度的半固状物质, 这种微观变化在宏观上表现为由它做成的磁流变阻尼器的阻尼力发生巨大的变化。现在开发的磁流变阻尼器工作模式有流动模式 (Flow mode) 、剪切模式 (Shear mode) 、挤压模式 (Squeez mode) 三种, 以及这三种基本模式的任何组合。

2.3.2 电流变阻尼器

电流变 (ER) 智能材料是一类可控流体, 在高压电场的作用下, 它可从牛顿流体变为剪切屈服应力较高的粘塑性体, 而且这种物理化学性态变化连续、可逆、迅速。ER是用不导电的母液 (硅油或矿物油) 和均匀散布在其中的固体电介质颗粒 (无机非金属材料、有机半导体材料或高分子半导体材料) 所制成的悬浮体。在电场作用下, ER会形成一束束由固体电介质颗粒组成的纤维状的“链”, 横架于正负二极之间。ER的力学性能主要表现为它在各种场强下的切应力与应变和应变率的相互关系上。随着电场强度的增大, 转变而成的粘塑性体的剪切屈服应力也会增加, ER的这种特性称为电流变效应。电流变效应中ER性能的转变主要有以下3个特点:连续性;可塑性;响应速度快。

2.4 混合控制

为了提高控制效果, 根据不同控制装置的特点及结构动力反应的特性, 将两种或两种以上的控制技术结合起来, 取长补短, 并通过参数的合理优化配置得到更好隔震效果的控制技术就称为混合控制技术。常用有基底隔震与主动控制的组合, 被动阻尼减震与主动控制的组合。第一种常用组合主要用于减少隔震层过大的位移。

也有在隔震体系上部结构设置层间主动控制拉筋的研究, 以减少上部结构的层间相对位移。研究和应用最多的混合控制体系 (HMD, Hybrid mass damper) 是主动调谐质量体系 (AMD, Active tuned mass damper) 与被动调谐质量阻尼器 (TMD, unedmass damper) 的组合。

在混合控制体系中, 主动控制装置可采用主动控制中的各种控制算法, 但考虑到基底隔震建筑的强非线性特点, 相应的主动控制宜使用非线性鲁棒控制。模糊控制、神经网络控制、自适应非线性控制等在混合隔震体系中的应用已有研究。混合控制体系充分发挥了组合中不同控制系统的优点, 拓宽了控制体系的适用范围, 进一步满足了结构安全性和功能性的要求。这符合未来防震减灾的发展方向-综合的隔震减灾技术。

3 结语

经过多年的研究和应用证明, 振动控制技术可以有效地减轻结构在风、车辆、流冰、地震等动力作用下的反应和损伤积累, 从而有效地提高结构的抗震能力和抗灾性能, 是结构抗震减震和防灾减灾积极有效的方法和技术。基础隔震技术主要通过隔震装置提供柔性装置, 使上部结构和下部结构分离, 从而延长结构周期, 以减小结构的地震反应, 同时增加结构的阻尼, 以控制由于周期延长产生的过大位移。隔震技术的理论研究和试验研究日益成熟, 国内外已经建成上千座隔震桥梁和建筑等结构, 并且有些已经经受过强震的考验, 证明了减隔震控制的有效性。

参考文献

[1]周云等.耗能减震技术研究及应用的新进展[J].地震工程与工程振动, 1999 (19) .

[2]汪建晓, 孟光.磁流变液装置及其在机械工程中的应用[J].机械强, 2001, 23 (1) :50-56.

检修减震器改善平顺性篇11

在日常保养中，西物奇瑞技术总监曾佳赋建议车主可用下列方法检验减震器的工作是否良好。

1、使汽车在道路条件较差的路面上行驶10km后停车，用手摸减震器外壳，如果不够热，说明减震器内部无阻力，减震器不工作。此时，可加入适当的润滑油，再进行试验，若外壳发热，则为减震器内部缺油，应加足油；否则，说明减震器失效。

2、用力按下保险杠，然后松开，如果汽车有2-3次跳跃，则说明减震器工作良好。

3、当汽车缓慢行驶而紧急制动时，若汽车振动比较剧烈，说明减震器有问题。

4、拆下减震器将其直立，并把下端连接环夹于台钳上，用力拉压减振杆数次，此时应有稳定的阻力，往上拉（复原）的阻力应大于向下压时的阻力。如阻力不稳定或无阻力，可能是减震器内部缺油或阀门零件损坏，应进行修复或更换零件。

在确定减震器有问题或失效后，应先查看减震器是否漏油或有陈旧性漏油的痕迹。油封垫圈、密封垫圈破裂损坏，贮油缸盖螺母松动。

若发现漏油，首先拧紧油缸盖螺母，若减震器仍漏油，则可能是油封、密封垫圈损坏失效，应更换新的密封件。如果仍然不能消除漏油，应拉出减振杆，若感到有发卡或轻重不一时，再进一步检查活塞与缸筒间的间隙是否过大，减震器活塞连杆有无弯曲，活塞连杆表面和缸筒是否有划伤或拉痕。

如果减震器没有漏油的现象，则应检查减震器连接销、连接杆、橡胶衬套等是否有损坏。若上述检查正常，则应进一步分解减震器，缸筒有无拉伤，阀门密封是否良好，阀瓣与阀座贴合是否严密，减震器的伸张弹簧是否过软或折断，根据情况采取修磨或换件的办法修理。

另外，减震器在实际使用中会出现发出响声的故障。这主要是由于减震器与钢板弹簧、车架或轴相碰撞，胶垫损坏或脱落以及减震器防尘筒变形，油液不足等原因引起的，应查明原因，予以修理。

车辆工程减震技术解析篇12

为了使车架与车身的震动迅速衰减,改善汽车行驶的平顺性和舒适性,车辆悬架系统上一般都装有减震器,减震器是汽车悬挂系统的组成部件,也是车辆主要零部件。现代减震器一头连车身一头连车轮,既是整个车的承力件,又具有减少和吸收车身震动的功能。

1 车辆减震的工作原理

减震器实质就是一个阻尼元件。当有外界激励时,它起缓冲、吸收和消耗能量的作用,把机械能转换成其他形式的能量散发到周围环境中去。液压减震器内设有多个阻尼孔及阀门机构,液压油在孔道中来回流动时产生摩擦阻尼作用,吸收车体振动的能量,从而达到衰减振动的目的。

2 车辆减震器的主要数学模型及外部特性

2.1 主要数学模型

减震器数学模型的建立一直是汽车动力学领域中的重要研究课题。就被动悬架减震器的研究而言,已建立了三类数学模型[1]。

第一类为复杂非线性模型。该类模型是应用流体力学中的物理定律,根据减震器内部油液的流动情况建立的。模型中参数较多,如Segel及Lang模型有82个参数。该类模型可用于研究减震器本身的特性,但不能方便地用于汽车动力学系统的仿真。

第二类是线性化模型,如Wallaschek模型。该类模型不能比较准确地描述减震器配特性。

第三类是简单非线性模型。该类模型是通过试验的方法建立的,模型虽然仅含有较少的参数,但能比较准确地描述减震器的性能又能方便地用于汽车动力学系统仿真。该类模型的典型代表是剑桥大学Besinger等人的7参数模型。该模型在10HZ以内与试验结果比较吻合,标志减震器数学模型研究的最新进展。

Besinger模型。将真实的减震器简化为某种物理模型。图1是一种可能的物理模型,由一阻尼器与一非线性弹簧组成。阻尼器的阻尼力与输人速度vi及弹簧压缩速度vo之间的差值成分段线性关系,弹簧的弹性力与其位移成非线性关系。因阻尼器与弹簧串联,阻尼力与弹性力相等,均用F表示,该力也是减震器的输出阻尼力。

针对该物理模型,Besinger提出了如下的非线性数学模型:

或

模型中仅含C1、C2、C3、α、vopen、k1、k27个参数,能获得这些参数值,模型就确定了。

2.2 减震器的外部特性

减震器的外特性可以用力位移关系表示[2]如图2、图3 所示。它表示减震器在压缩和复原行程中阻力的变化特性,上部为复原行程,下部为压缩行程。从两图中可以很直观地看出复原或压缩时的最大阻力值,也可以看出一个工作循环内所吸收的功,即图中封闭曲线所包围的面积所以该曲线也称为示功图。通过测取减震器的示功图,可以考查减震器阀门设计的效果如何,是否符合设计要求及在各种工况下,减震器的正常工作状况和产生故障的原因。好的减震器产品,其力拉移特性的示功图应丰满、圆滑,不应有空行程、畸变等现象;通过观察减震器的示功曲线可以快速判断减震器性能的好坏,如图2所示的示功图表明该减震器的减振效果较为理想,而图3所示的示功图因右侧出现明显行程,复原阻力不足,表明该减震器减振效果不佳,所以减震器出厂时应当每支产品都附有示功曲线图。

3 车辆减震的发展

世界上第一个有记载的减震器是1897年发明的,把橡胶块与叶片弹簧的端部相连,当悬架被完全压缩时,橡胶减震块就碰到连接在汽车大梁上的一个螺栓,产生止动。这种减震器在很多现代汽车悬架上仍有使用,但其减震效果很小。

第一个实用的减震器是1898年由法国人特鲁芬特研制成功并被安装到摩托赛车上,该车的前叉悬置于弹簧上,同时与一个摩擦阻尼件相连,以防止摩托车的振颤。

1899年哈德福特和特鲁芬特联合,制成了第一个汽车减震器,并把它装到哈德福特的乌兹莫别汽车上。随后,该减震器与前轮螺旋弹簧一起被安装到1906年生产的布鲁舒小型轻便汽车上。从此以后,减震器的结构发展经历了以下几种发展形式[4]:

加布里埃尔减震器。它是由固定在汽车大梁上的罩壳和装在其里面的涡旋形钢带组成,钢带通过一个弹簧保持其张力,钢带的外端与车桥轴端连接,以限制由振动引起的弹跳量。

平衡弹簧式减震器。这是加到叶片弹簧上的一种辅助螺旋弹簧。由于每一个弹簧都有不同的谐振频率,它们趋向于抵消各自的振颤,但同时也增大了悬架的刚性,所以很快就停止了使用。

空气弹簧减震器。空气弹簧不仅兼有弹簧和吸振的作用,而且常常可省去金属弹簧。其工作原理与充气轮胎相似。它的主要缺点是常常泄漏空气。后来,由固特异研制成的空气弹簧被应用在一些林肯牌汽车上,这种空气弹簧比普通的弹簧减震器和液压减震器要昂贵。

液压减震器。液压减震器的原理是迫使液流通过小孔产生阻尼作用。通常的筒式减震器是由一个与汽车底盘固定的带有节流小孔的活塞和一个与悬架或车桥固定的圆柱形贮液筒组成。当悬架上下颠簸时,迫使油通过活塞小孔,引起阻尼叶片弹簧回调而产生作用。单向阀能使不同小孔用来控制悬架的颠簸和回跳,因此也被称作双作用减震器。最近的设计方法是在贮液筒的一端增加一个可以压缩空气的小室,用来缓冲阻尼作用。

麦弗逊支柱式减震器。20世纪60年代通用公司麦弗逊工程师把螺旋弹簧、液压减震器和上悬架臂杆组成一个紧凑的部件研究而成。其主要优点是体积小,适合前轮驱动汽车,可在与变速器组成一体的驱动桥上应用。

随着汽车电子技术的发展,现在有了电子控制减震器。它能根据道路状况、车速和驱动形式自动调节悬架刚度;通过在汽车保险杠下方装有一个带声纳的测量部件监测路面状况,把测得的数据输入处理单元,然后调节减震器中的按键,以改变液流通道尺寸的方法来调节其阻尼特性,以适应当时的负荷,保持悬挂的既定高度。这样就能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。随着汽车控制系统的智能化程度越来越高,电控式减震技术将成为未来发展的必然趋势。该技术以使用电化学液压油为特征,在施加电压的作用下,这种液压油可以在0.5毫秒这样短的时间内,迅速地改变其粘度,使得汽车行驶在最粗糙的路面时,也像是行驶在很平滑的路面上。

4 结语

当车辆受到路面凸起、凹陷或者转向力作用的时候,一辆没有安装减震器的车辆将会持续很久地做上下摆动。悬架减震器的作用就是使弹簧的振动衰减,使车轮始终与地面保持牢固的接触,确保可靠的转向控制,提高制动效率;在粗糙的路面上,还可以减少轮胎胎面的刮擦,提高轮胎寿命。

参考文献

[1]植润华，陈鹰，赵凡，路甬祥．汽车减震器新型数学模型的研究．汽车工程，1998，20(2)：113-117．

[2]包铁成，赵涛．减震器测试在产品质量控制中的作用．摩托车技术，2005，(3)：21-24．

[3]刘文强．车载悬架性能检测与可调阻尼减震器．机床与液压，2003，(3)：278-296．

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