【科普】432根斜拉索上的永久阻尼器

汽車阻尼器是什麼

汽車需要透過減震器來減緩路面的衝擊

改善汽車的駕乘舒適度

人類需要透過半月板來緩衝膝關節的震動

避免骨頭的直接摩擦

而阻尼器就相當於橋樑的“減震器”和“半月板”

一起來看看滬蘇通長江公鐵大橋上的永久阻尼器

斜拉索作為斜拉橋的主要承重構件，由於其柔度大、質量輕、阻尼低的特性，極易在地震、大風及交通荷載等動荷載激勵下發生大幅振動。針對這一問題，

橋樑建設者大多會採用附加阻尼器的方式對斜拉索的振動進行控制。

自上世紀70年代起，利用阻尼器來吸能減震的技術已逐步應用於橋樑工程的建設中，

但隨著斜拉橋跨徑的不斷增大，斜拉索長度越來越長，傳統的阻尼器裝置已經難以滿足超長斜拉索的吸能減震需求。

滬蘇通長江公鐵大橋作為世界首座跨徑超千米的公鐵兩用斜拉橋，全橋共有432根斜拉索，總重達83。5噸，最長拉索長度為576米，斜拉索振動頻率密集、振動影響大。因此，對振動控制技術與阻尼器的創新運用提出了更高要求。

如何才能有效抑制大橋的斜拉索振動呢？

中鐵大橋局橋樑科學研究院針對大橋的特點綜合分析後，研製出了一款

“新一代斜拉索擺式槓桿質量電渦流阻尼器”

。該阻尼器利用槓桿放大原理和齒輪傳遞原理，將斜拉索的振動位移放大轉化後傳遞給阻尼產生裝置，透過裝置產生的電渦流阻尼作用為斜拉索提供有效的附加阻尼，從而抑制斜拉索振動。簡單來說就是“借力打力”，利用斜拉索振幅所產生的能量，透過轉化後反向形成阻尼來抑制振動。

這種新型阻尼器整體採用“電渦流阻尼器”加“油阻尼器”的方案，

電渦流阻尼器控制斜拉索的面內振動，油阻尼器控制面外振動，連線杆採用雙杆倒Y型設計，大幅提高了阻尼器的橫向抗彎能力，增強了阻尼器的減振效果，耗散斜拉索振動能量，達到了吸能減震的目的。

該阻尼器安裝後，風激勵下試驗索最大加速度幅值僅為0。04g，相比於安裝前的最大加幅度幅值1。95g，振幅降低了97。9%，有效抑制了斜拉索麵內外的振動，為橋樑結構提供了安全保障。

另外，阻尼器安裝的效果好壞也直接關係到其減振能力。擺式槓桿質量電渦流阻尼器作為新技術產品，為確保安裝效果，在正式安裝前，大橋建設者首先要給阻尼器的“新家”來個大檢查。

對橋面的狀況、阻尼器底座預埋板的安裝質量、安裝位置的橋面標高等進行全面的普查和了解，出現問題及時解決。

然後完成定位、安裝前處理、索夾-連線杆安裝、阻尼器主體安裝、底座焊接、阻尼器除錯、油漆補塗、實橋減震效果試驗等一系列施工。使固定在橋面的阻尼器的基座位置準確及連線可靠，以確保阻尼器有效發揮減振效能。

已經通車的滬蘇通長江公鐵大橋上這432根斜拉索上的永久阻尼器，雖不如主塔、鋼樑、斜拉索這些橋樑“大件”奪目吸睛，但其對於橋樑在運營期間安全穩定的意義，同樣不可小看。

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文字：黃鈺珩

圖片：許叢軍