获悉2020年8月22日至23日将在重庆召开2020版《公路斜拉桥设计规范》(JTG/T3365-01-2020）和《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01-2020）宣贯会，我希望能够获得大会的发言资格，如若不能，为了积极配合这一大会，也制作了一个录音兼带视频的材料，希望能作为介绍材料发给相关人员。

本次制作的材料我将主要介绍桥梁阻尼器的五个问题：第一是简单介绍液体粘滞阻尼器在桥梁上的作用；第二是根据我个人对重庆鹅公岩大桥了解的情况，对本大桥阻尼器做一个简单介绍；第三是美国泰勒阻尼器在重庆完成的六个悬索桥和斜拉桥工程的介绍；第四是介绍国内斜拉桥和悬索桥阻尼器应用和创新；第五是对国内阻尼器应用中存在的问题的讨论，特别是斜拉桥和悬索桥阻尼器在国内应用中需要考虑的问题。

一、液体粘滞阻尼器在桥梁上的作用

                 图1  双出杆阻尼器                         图2  双出杆阻尼器滞回曲线   

阻尼器的样子大家都很熟悉了，工作方程式F = CV^α，C和α是两个常数，两个常数算出的是出力大小，出力大小是按照V的α比例变化的。我们曾计算过几个大桥，如苏通大桥、重庆江津观音岩桥、山西仙神河桥、重庆忠县大桥等，忠县大桥我们没中标，而忠县大桥的阻尼器已经破坏掉了，我会在后面的内容中做介绍。计算结果对于桥梁的纵向方向减震都可以达到50%以上，效果是非常明显的，虽然对于桥塔的减震可能不到50%。虽然计算的悬索桥数量不多，但是悬索桥在加入阻尼器进行减震计算后，效果是非常明显的。目前新规范方面介绍可以增加30%的阻尼比，比建筑要多一些，其实它起的作用比建筑要大，经常可以减震减到50%，甚至百分之七八十，我们最近算的桥梁都到百分之七八十，作用很大，这是阻尼器对桥梁，特别对斜拉桥的一些作用。

二、鹅公岩大桥阻尼器【1】【2】【3】

鹅公岩大桥是国内第一批大型桥梁进行阻尼器招标的工程，而且也是国内比较早的按价格来评标的工程，我们参加过投标但未中标。这个桥梁建设完成以后，一直就作为国内一些单位的推广样板，不管是国际会议（如纽约、芝加哥、旧金山等城市举办的会议）上还是国内会议，很多教授、特别是非常有名的一些桥梁方面的教授到处宣传，介绍这个桥梁的阻尼器已经安装20年了，没有破坏，工作非常好。

我们教授出国的时候都给大家介绍这个桥，影响非常大，所以想借此机会，跟大家一起讨论这桥。

图3 重庆长江鹅公岩悬索大桥

我查了那个时期有关的文章，其中有三篇文章点名或不点名的介绍了这个桥梁阻尼器：如前面我列出的三个国际桥梁会议（包括会议文件）、上海的城市建设与防洪以及世界地质工程等重要的文献都做了详细介绍。

本次会议准备参观这个大桥，我觉得很好，希望感兴趣的人，除了看大桥以外，也看看介绍此大桥阻尼器的文章。从发表的文章中了解到这是一个公铁两用桥，是非常重要的，也很特殊。从设计资料上看，阻尼器的参数分别是F=2000kN，D=±550mm，V=1m/s, α=0.21。这个阻尼器若能拆下来做一次第三方测试，对国内阻尼器桥梁应用是一个重大贡献。从这些文章中并未发现阻尼器的试验的真实情况介绍，而且三篇文章说的都不一样，比较有说服力的是只做过F=230kN、冲程±70mm的小试件测试，这个数值非常小且远远不能达到桥梁的要求，小试样品的实验能不能推演到如此大的桥梁上，这一观点我多次表述过，在此不需赘述。国内公路桥梁用阻尼器都已经按照实物测试20年了，这个桥梁阻尼器当时的情况我不甚了解，但即使当时条件受限，现在也应该拆下来重新检测，以便印证是否符合桥梁设计要求。 我建议由发表当时论文的教授提出，会更有说服力。做一次回厂测试，也能够验证这个阻尼器到底能够达到什么样出力和冲程。

文章中提到，阻尼器耗能达到80%以上，已经达到了法国Jarret公司的生产水平【3】。供应商当时也介绍说，他们是按照法国Jarret公司所生产的阻尼器来做的。现在已经没有人再提法国Jarret公司了，因为Jarret公司已经破产，完全离开了我们抗震工程界。法国阻尼器里面放的是硅胶不是硅油，跟我们提出的液体粘滞阻尼器完全不同，硅油是可以随便流动，但硅胶是粘稠的半固态，只有在夏天温度高的时候才会分解出油，才有流动性，所以用硅胶的阻尼器只能有两个象限，完全不能满足要求。法国Jarret公司曾拿产品到美国的国家地震研究中心进行测试，美国地震工程研究中心告诉我测试结果是“垃圾产品”。法国Jarret公司知道自己产品不行，就跟美国Enidine公司合资成立了Jarret-Enidine公司，这个公司在为美国加州生产的建筑工程用阻尼器不能通过使用前的检测，30多个阻尼器中大量破坏，不符合业主要求，被业主方要求重做。已经没有办法对有问题的阻尼器进行维修，该Jarret-Enidine公司2008年只好宣布破产。法国Jarret在来中国大陆以前，在台湾做过几个工程，但是很快就被台湾弃用，后来在中国大陆又做了几个阻尼器工程，据我们所知国内并没有人对他们的产品进行监督测试。国内主要推广他们产品的公司，虽对他们生产的阻尼器作了一些改进，把填充胶泥稀释后使用，自称已经达到Jarret的耗能水平【3】。 推广该阻尼器的学校自称是土木、建筑结构、桥梁水平最高的学校，他们一直在宣扬鹅公岩大桥阻尼器性能全国第一。希望相关主管人员能够采纳上述建议，将鹅公岩大桥的阻尼器拆下来作一测试，以验证明这些宣传。这个桥安装时还有一大特点，因为阻尼器比较长，冲程±550mm，所以他们在当中做了一个托架，在江阴桥上也对美国泰勒阻尼器试验过这种方式，认为这一做法完全无效，不可用，因为它很难起到好的作用。在这我想提几个问题，希望领导考虑：

1) 稀释的硅胶是否可以替代现在常用的硅油？性能是否一样？有没有做性能分析和对比？

2) 能不能用1/10到1/20的小样品测试替代现在大型阻尼器？特别像这个2000kN，±550mm的长江大桥用的阻尼器。

3) 是否能用托架来满足阻尼器大冲程的要求？

这里我们希望设计院拆卸一个阻尼器做公开测试；敬请原来的测试教授，重写测试报告；敬请做了十几年宣传的教授谈谈你们现在的想法。

法国Jarret公司与台湾合椿科技是合资企业，而后在北京和其代理公司完成了革命历史博物馆等公司的抗震加固工程，在Jarret和美国Enidine公司成立合资企业后，在国内也完成了几个大桥，在重庆有名的工程就是忠县大桥。

图4  重庆忠县大桥阻尼器漏油

他们合资企业完成的忠县大桥安装的阻尼器漏油和破坏的一些情况。2016年阻尼器安置7-8年后，忠县大桥业主联系我，让前往大桥了解一下桥梁具体情况，如若更换成泰勒阻尼器，成本多少？在了解情况后，我们曾给大桥相关方提供过泰勒新阻尼器报价。相关方在对比了泰勒阻尼器与国内品牌的价格后，他们选用了国产阻尼器。现如今多年已过，安装的阻尼器运行状况如何，我建议大家去访问访问他们，其实这对于桥梁，特别对重庆的桥梁是很重要一件事。

下面也介绍世界上发生的另一起用胶泥做阻尼器的工程事故。英国生产阻尼器的Colebrand公司在韩国铁路大桥上做了500多个速度锁定装置，这些锁定装置里面灌的都是胶泥（图片里面黄色的就是胶泥）。但是经过两年冷热变化，胶泥就开始往出渗油，固体跟油分离，所以业主让供应方维修更换，让他们修，供应方已破产而无法完成后续的维护更换。而此工程使用了500多个锁定装置，这是当时世界最大的一个阻尼器工程。
    应该说，阻尼器里面放硅胶是比较早就被世界公认为不合适了做法，但是国内大型的锁定装置还在继续

使用。请看图6中示出的国内12000kn超大阻尼器的图。

图5 韩国500个锁定装置漏油破坏

图 6 12000kN超大的阻尼器投标图片 

 三、泰勒阻尼器完成的6个重庆大桥介绍

    图7 江津观音岩大桥                 图8 梅溪河大桥               图9 鱼嘴长江大桥

     图10 长寿长江大桥             图11 蓬溪河大桥               图12 来福士广场步行天桥

我们和美国泰勒公司在重庆完成了6个大桥的阻尼器，除了鱼嘴长江大桥是悬索桥以外，其他都是斜拉桥，其中包括长寿长江大桥、梅溪河大桥、蓬溪河大桥、江津观音岩大桥、和重庆朝天门来福士广场。重庆朝天门来福士广场是很特殊的步行桥，在步行桥下面安置了摩擦摆和阻尼器，也是泰勒阻尼器在重庆完成的工程中阻尼力最大的项目（3200kN和3100kN）。除了该行人桥外，这些阻尼器工程均安全工作十几年了，也欢迎大家考察参观，并指出问题。 

四、国内外斜拉桥和悬索桥阻尼器的一些情况和创新

泰勒阻尼器在国内一共完成了50几个桥梁，其中有30多个都是斜拉桥和悬索桥。

国外先进水平的阻尼器都向大出力发展，美国泰勒公司已经完成了31个超过4000kN的项目。虽然目前在重庆没有这么大阻尼器的项目，但是泰勒阻尼器在国内已完成了很多工程，如苏通大桥阻尼器是限位达10000（kN）的超大阻尼器的，在云南也有好几个正在安装阻尼器的桥梁（玉墨铁路景洪大桥、橄榄坝大桥阻尼器5000kN），都是超大阻尼器。如有机会，欢迎大家前去参观，我可以协助安排。另外泰勒公司在世界上完成了54个斜拉桥和悬索桥阻尼器工程，而国内占的量很大。

斜拉桥和悬索桥运用的技术非常好，但是也很容易出问题。我们北京奇太振控与一些设计单位皆有专利技术合作，包括公规院（桥梁用液体粘滞阻尼器的的限位装置）、铁二院（熔断锁定装置）、铁一院（带泄压阀速度锁定器）、铁二院（加设自由微动阻尼器）、大桥院（设有泄压装置的阻尼器）、奇太（低频桥梁抗涡激风振TMD系统），六个专利皆有北京奇太振控参与或与合作共同申请专利。遗憾的是，虽与重庆桥科院合作也很愉快，并与该院一起合作了福建厦漳大桥工程，但是目前为止尚未有合作的专利。

我介绍三个斜拉桥和悬索桥所采用的专利。 

第一， 带自由微动的阻尼器。

大家知道斜拉桥和悬索桥很容易破坏的，像旧金山海湾大桥，上面安置了90多个阻尼器，经过十多年的磨损并出力大，阻尼器开始漏油破坏，后来跟业主研究以后，泰勒公司发明了带自由微动的阻尼器，并逐渐替换原来破坏的阻尼器，目前这种自由微动阻尼器工作良好，没有漏油渗油的情况。

带自由微动的阻尼器，为海湾桥设计，这种阻尼器加了一个自由微动的部件。在美国旧金山海湾大桥上有几个在十几年工作后漏油的阻尼器已经换成了带自由微动的阻尼器。这样更新的阻尼器已经重新带来很好的效果在海湾大桥上工作几年了

国内的江阴大桥，因为车流量比较大，阻尼器很快就磨损了，所以斜拉桥和悬索桥是很敏感的，很容易破坏的。

图13   自由微动新型阻尼器

第二，带摩擦环的阻尼器。

在美国加州的文森托马斯桥，原来是美国Enidine公司供应的阻尼器，一两年后就漏油破坏了，后来因为桥梁的晃动非常大，车流量也比较大，所以业主就委托泰勒公司重新设计并供应阻尼器。泰勒公司重新设计了这种带摩擦环的阻尼器，靠摩擦环去抵抗日常车辆核载的力，地震来的时候，摩擦环不起作用，他释放当中的阻尼器两边起作用，非常巧妙的安置了这种带摩擦环的阻尼器，不管是在温度变形、车辆变形刹车荷载和地震，都能够很好的满足要求。 

   图14 美国加州文森托马斯桥                   图15  美国加州文森托马斯桥阻尼器              

第三，带位移限位的阻尼器。

这是泰勒公司发明的阻尼器，都是为了斜拉桥和悬索桥设计的。此处再介绍两种。一种是苏通大桥带限位的阻尼器。以前是用限位档块，现在放在阻尼器里了，做成一个整体，等于在超大的地震或是其他风振荷载情况下，阻尼器运动到尽头的时候，限位器就可以发生作用，这对阻尼器是一个很好的保护。

图16   苏通桥带限位的阻尼器 

第四，带泄压阀的两用阻尼器。

在东平水道公铁两用大桥上的带有泄压阀的变性阻尼器。在阻尼器里面安了一个泄压阀，在平常情况下，泄压阀是关闭的，关闭情况下阻尼器有2100kN出力，这时就属于一般的车辆荷载，风荷载，都可以起到作用，都会限制运动和磨损；当地震发生的时候，泄压阀打开，这时候跟他并用的阻尼器发生作用，所以带泄压阀锁定装置就不起作用了，当地震过后他会恢复原位，曲线是平的。

       图17   带泄压阀的锁定装置，双控制系统

在完成70多个阻尼器工程的过程中，我们分别介绍了在桥梁、建筑工程中，以及阻尼器选型的不同问题，发表在图18、图19、图20、图21、图22五本中文图书中，其中关于桥梁的书都介绍很多关于桥梁阻尼器的使用和抗震算力，还有两本我们主要的参考文献，一个是泰勒公司手册，一个是美国世界高层协会汇总的世界上阻尼器在高层上应用的经典的一本书，大家如果有机会的时候可以看看。

      图18 桥梁工程液体粘滞阻尼器设计与施工     图19  桥梁地震保护系统       图20  铁路桥梁减震设计与应用

                图21 结构保护系统的应用与发展      图22 建筑结构液体黏滞阻尼器的设计与应用

                 图23  泰勒公司手册         图24 泰勒公司手册     图25 世界高层协会阻尼器应用汇总

五、国内阻尼器应用中存在的问题的讨论，特别是斜拉桥和悬索桥阻尼器在国内应用中需要考虑的问题。

到现在为止，泰勒阻尼器已经完成了750个结构工程。其中完成170多个桥梁工程，安置了将近3万个大型阻尼器，这些阻尼器每个都有很详细的测试报告。

另外再说一下阻尼器核心技术。泰勒阻尼器一直强调阻尼器核心技术是高压预压油，这是阻尼器性能保证的一个核心技术。在我的幻灯片里专门说过有油和不灌油的区别，这里我就不多说了。

                图26  桥梁用黏滞流体阻尼器行业标准     图27   桥梁用黏滞流体阻尼器行业标准内容               

国内出版的行业标准，里面提到阻尼器要测内压，这是非常重要的。这是国内唯一的一本规范说到要加内压。

         图28  磁流变阻尼器     图29 电磁涡流的阻尼器        图30 外加油库的阻尼器

国际上不赞成桥梁用的一个阻尼器，磁流变阻尼器。国际上有很多教训，本来是用在机动车上的，但是国内很多把它用在桥梁的斜拉索上。

另外，国内近两年搞出了电磁涡流的阻尼器，这种阻尼器没有定量计算的数据，是有很多问题的。我曾经介绍过很多问题，特别是等效公式，跟我们常用的等效公式是不一样的。泰勒阻尼器是定量产品，公式是很准确的。而自己创造一个方程，制造的阻尼器是通不过国内外检测的。在国内做研究可以，但是居然已经在很多桥上使用了。当然他们也是一步一步先做了行人桥，后来又做了大桥，我觉得对于桥梁界是一个很大的挑战，我也希望能够做公开的测试看一看。

阻尼器外加油库，阻尼器很容易破坏，已经被淘汰。但是国内的虎门桥，还是用这种阻尼器。

另外，在国际上，发生了一些比较大的工程事故，我在前面做了很多详细的介绍。表1是其中一些，包括国内的丹普公司，2013年破产的；日本的KYB公司1000多个工程用的阻尼器数据造假，政府要求他们返工，就在这两年里头不知道他们返工结果怎么样；其他几个公司都是在国内做过阻尼器，但是破产的公司，影响非常大。这几个破产的公司，在国内还做过一些桥梁，像阳逻长江大桥、忠县长江大桥、南京四桥，阻尼器有的安着，有的换了。

有关破产的公司我就不介绍了，我们出版的《结构保护系统的应用于发展》有总结，也有在美国地震研究中心总结出来在桥梁上不适用的一些阻尼器产品。但是在国内，还在大量使用。 

表1 已经停止生产的国内外阻尼器工厂

  图31  锅式阻尼器          图32  阻尼器与支座结合         图33 国际上不赞同的金属阻尼器 

阻尼器跟支座结合起来放在一起的，这种金属阻尼器都是属于不适用的产品。

最后我必须说一下，在国内，已经有了五六家可以做公开测试的一些学校实验室。一些教授他们做阻尼器测试，且不说他们做的测试合不合格，但他们完全是暗箱操作，他们测试不对外，不让别人看，也不公布测试结果，这与国际上是完全不一样的，这就致使国内很多低价中标出来的劣质产品能够盛行，有一句话叫“全国山河一片漏”，比如像杭州湾这种超级工程的阻尼器，很大的原因都是暗箱操作的测试。

谢谢！陈永祁 

2020-08-19

参考文献

【1】章曾焕、周红卫、王心方.高效粘滞阻尼器在重庆鹅公岩长江大桥悬索桥上的应用与开发研究 [C]. 中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集,2002.

【2】翁大根、卢著辉、徐斌、周红卫、夏嬿.粘滞阻尼器力学性能试验研究[J].世界地震工程，2002.12，第18卷第4期.

【3】黄林根、徐斌、王心方.桥梁减震装置（大吨位阻尼器）的开发应用 [J].城市道桥与防洪，2004.11，第6期.

【4】陈永祁.桥梁工程液体黏滞阻尼器设计与施工[M].中国铁道出版社，2012.3.

【5】（美）康斯坦丁诺等著，陈永祁、马良喆译.桥梁地震保护系统[M].中国铁道出版社，2012.6.

【6】陈永祁、马良喆.结构保护系统的应用与发展[M].中国铁道出版社，2015.5.

【7】陈永祁、赵前进、马良喆.铁路桥梁减震设计与应用[M].中国铁道出版社，2018.5.