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从泸定地震所看到想到的

已有 2555 次阅读 2022-9-22 10:42 |系统分类:科研笔记

从泸定地震所看到想到的

  四川泸定地震不过是个不到七级的破坏性地震,到目前为止已有196人死亡(见360导航网视频)。和汶川地震相比对结构的抗震保护已经有了进步,然而和中国台湾地区、智利等类似地震相比还是有惊人的死亡数字。但从汶川地震到现在已有了近15年的抗震历史,泸定地区还保留着大量的毫无抗震措施的民宅,抗震规范中还把泸定定为抗震等级不高的6度(0.05g)地区。

    然而更使我惊讶的是这次地震后,以哈尔滨工力所曲老师带队的团队在震区调查了几个这几年安置的减隔震措施,其中包括大家一致看好的基础隔震工程,配套的阻尼器的安置。凡到震区考察的团队都确切的说出:破坏的不堪入目,一塌糊涂!这对我们国内外的抗震工作者、减隔震专家都是个巨大的“震惊”。我想先重发一下我在2019年写的文章,再笼统分析一下,我们在减隔震工程中的一点问题和现状,随后将陆续分项说明我们的体会、看法和建议。

   

重把我2019年写完但没发表的文章发到这里。


减隔震的核心问题

   我是一名出国留学并在美国工作了20多年的建筑工作者、结构工程师。出国前曾在中国建筑研究院工程抗震研究所研究工程抗震。在美国纽约州立大学(美国国家地震研究中心所在地)获工程抗震博士学位,毕业后从事多年核电站的维修和抗震设计研究工作。2004年回国创业,十分髙兴地看到国内建筑行业的飞速发展,北京城的巨大变化。然而,随着在北京工作的深入,也看到了北京及国内其它地方建设中,在应用地震工程新技术上存在的一些日趋严重的问题。我曾负责接待美国的一位这方面的权威专家——Constantinou教授,他看到了中国的结构工程中的弄虚作假的问题并反复问我:像这种情况,将来出了问题,“谁入监牢?”。他对看到问题的评述更加深了我的担忧。

   2006127日第14版人民日报登载了“设计施工错误百出,产品测试缺少章法,获奖成果不符实,伪劣产品通行无阻,科研人员为利所诱——五大乱象困扰建筑抗震工程”。

第一 我国行业现状

    我的看法,从行业上看,我阻尼器的产品和质量的控制都略有进步,减隔震装置在国内被大量应用。国家住房和城乡建设部等相关部门也出过几次政策的执行版。但对比国际上的先进水平都还有很大差距,从本文的介绍可以看出真正的监管还远远不够,希望这次能痛改前非,彻底改变。

1、 “不会发生地震”的侥幸心理,我国大多产品制造者内心都这么想,这么做。特别是像核电站系统,大多建在非地震的地区,没有阻尼器和隔震支座等抗震措施。以下我说的几个问题,都会感觉到,设计执行者的内心是不相信有地震,即使发生地震,也不会找到我们负责。从上到下这是一个根本问题,只想拿到工程,形成长期以来“大家一起骗,谁骗到算谁的”。

2、 最低价中标201821日住建部《建设工程抗震管理条例》(征求意见稿),明令规定凡是违反法令法规的行为,需承担法律责任;2018319日来自两会的声音:建议国家通过立法等方式,推动质量提升与品质革命,推进与国际先进水平对标达标,发扬工匠精神。刚有点改变的趋势,又被想坚持最低价的人抓到稻草。刚过一年,中机国际招标有限公司就发表署名岳小川的看似全面的文章“客观评价最低价中标”,这使最低价中标在我们领域上一层楼。以致我们BRB价比原材料的价还低”,“隔振支座卖的白菜价”,致使像港珠澳等重大超级工程照样还是变相最低价中标,质量当然就更说不上了。

3、  测试问题,是这十年来没有很好解决的问题

i. 测试单位,已获得省部级部门批准的有CMA等资质的单位至少有10个,广州大学、同济大学、北京桥梁规划设计院等。他们本想着为国家把好质量关。

ii. 除广州大学外,其他测试单位的相关人员对国际上所通用的测试标准、内容不甚了解,有的就为了挣钱。参与到坑蒙拐骗中去。

4、 对减震装置的研究和了解

i. 减隔震产品是个新兴的领域,横跨土木结构-机械领域,对该行业的了解不是只能土木工程就可以,结构的专家并不一定就了解产品的情况,同样的,就是结构的院士也不一定就了解产品的性能,盲目相信实际根本不懂产品的“专家、院士”,这成了这个行业上的另一大问题。特别是一些从来没有计算也更谈不上不了解产品性能的设计大院负责起了国家相关规范的编著。

ii. 特别是同样重要的抗风阻尼器,很多单位大学不了解抗风和抗震阻尼器应该有的不同,拿在风振作用下不能启动的产品用来作抗风“减震”。

5、 招投标问题

很多招标单位完全不懂技术,甚至胡作非为,如2018长江上的三个桥招标。

6、 减隔震项目的有始有终

所有减隔震工程的招投标、测试验收,特别是对超级工程的检查、验收,例如对昆明机场隔震工程的检查,对杭州湾大桥工程的检查,都没有合理的交待。不怕有的产品质量出问题,但也应该在发现后作相应处理。

7、 核电站阻尼器,以小推大

不能再采用的拓展办法

相应网站“走进格林电力(2)研究开发主要任务”上说:“④完成动态性能相似外推方法的研究,建立一套能够用于大型液压阻尼器动态性能相似的外推方法;⑥突破大型液压阻尼器动态性能拓展研究的方法,建立相似模型和拓展性研究、数值模拟和仿真,以及不同规格阻尼器试验件的性能验证试验,实现大型液压阻尼器性能的外推拓展研究,并用于更大型液压阻尼器的设计,指导和验证开发。”

需要指明的是:

1)、美国ASME核电站规范QDR-6400中明确说明:只有在材料的弹性范围内才能作这种“外延”。

2)、IEEE Standard for Seismic Qualification of Equipment for Nuclear Power Generating Stations(美国IEEE核电站设备的标准和质量)中说明“如果仅做过理论分析,没有进一步的证明情况,这种推延是不能被推荐的(The qualification of complex equipment by analysis only, without justification, is not recommended)”

3)、实际上,在国际阻尼器的应用市场上,上世纪50年代因测试设备所限被迫采用的拓展办法,早在美国土木工程学会组织的阻尼器联合预检测中已不再采用。现在,不要说美国的加州大学圣地亚哥抗震中心,就是国内广州大学等抗震中心都有大型阻尼器的检测中心。被他们拓展生产出的阻尼器做一下原型检测也是十分必要的。美国纽约州立大学Constantinou教授在回复我的疑问“是否可以外推法”时坚定的指出“他们应该先做大阻尼器的试验鉴定”。

请参见:

IEEE Standard for Seismic Qualification of Equipment for Nuclear Power Generating Stations  

EEE Std 344-2013  

第二:提过多次的建议

1、 公开讨论减隔震产品的可用性

例如,阻尼器作为一种用于桥梁和建筑抗震减振的高技术含量的产品,其质量好坏可以从以下几点判断:

i. 阻尼器内压问题

    目前我国桥梁用黏滞流体阻尼器规程JTT926--2014中明确提出了阻尼器内压测试,要求黏滞流体阻尼器在1.5倍设计最大压强(Pmax)下,持荷120s,不应出现泄漏、部件损坏等现象。泰勒阻尼器都有很高(三倍以上工作内压)的预加压力。这是阻尼器能在突发地震时可以马上工作,并且在不同频率、不同温度、小位移情况下以及长期工作的保证。内压测试也是判断阻尼器是否漏油的有效方式。设定阻尼器的预加内压是保证阻尼器不漏油并能全面安全工作的关键技术。

ii. 阻尼器渗、漏油情况

    黏滞阻尼器是否发生渗油,可以通过擦拭阻尼器活塞进出处的表面判断是否有油渗出。目前我国工程用的液体黏滞阻尼器存在有少量渗漏,大量渗漏直到油已漏光的情况。渗漏的阻尼器在地震、大风时完全失去了作用,根本达不到设计要求。当漏油达到总油量的十分之一时,该阻尼器就完全起不到抗震作用了。阻尼器出现漏油的主要原因是阻尼器设计不合格,油箱密闭技术不过关。审查阻尼器质量的好坏,判断是否漏油是一个基本的因素和要求。

iii. 阻尼器的全面测试

    阻尼器应该经过各种环境可能变化条件下(温度、频率、出力大小)都满足其本构关系(至少应测试像我们做过的20项)的测试。这是阻尼器技术上的基本要求,泰勒阻尼器是通过小孔激流来实现的。

iv. 已安装使用阻尼器5年后的再测试

    我国抗震规范说明中要求阻尼器要有工作十年后的再检测。通过中期和长期测试,可进一步发现产品问题,并保证产品的质保期限。泰勒阻尼器杭州湾东大桥进行过安置三年后的内压检测,安置了五年时的北京二环阜成门桥阻尼器进行内压测试,对伦敦千禧行人桥对安装十年后的所有37个阻尼器进行了全面观测和检查,这些都属于重要的中期测试。

v. 漏油后的阻尼器修复情况

    在桥梁巡检过程中,发现阻尼器漏油的情况时,阻尼器供应单位应对其提供的漏油阻尼器又是怎样处理的,是否及时采取了补救措施,更换(或维修)已漏油的阻尼器。真正做到其在应标过程中的承诺。

我们在国内安装了第一个泰勒公司阻尼器加固工程的北京火车站大修工程,至今已有20多年的历史,阻尼器还在很好的工作。也就在这20多年里,我们观察和了解国内生产黏滞阻尼器的厂家,但是十分遗憾的是,至今我们还几乎没有发现能制造出满足以上要求的黏滞阻尼器生产厂家。

2、 公开测试结果,特别是对新产品,如磁涡流阻尼器对超级工程的测试结果,如上海中心上的TMD用的是不成熟的磁涡流阻尼器。虎门二桥新的阻尼器、武汉长江上的磁涡流阻尼器、等等。

3、 组织对比性的联合与检测。在美国上世纪90年代就进行过两次世界先进产品的联合与检测。在我国急需举行这样的预检测,并作为入门的准入证。我们多次给管理单位建议组织美国土木工程学会组织过的世界好的产品对比性的联合预检测(陈永祁、马良喆, 结构保护系统的应用与发展,附录, 中国铁道出版社,2015

4、 国际破产公司的严格审查 阻尼器是技术要求很高的产品,很多国际上已经破产的公司,但他们破产的代理技术,破产后到中国来发展,其在国内生产的产品在我国都没有经过本应经过的严格检验,还作为先进技术在我国大量推广使用。

第三:附件

    近十几年来,我在科学网、新浪网和钢结构论坛上先后发表过几十篇的博客文章。欢迎大家到“科学网”“陈永祁”实名博客找到。大家可以公开讨论。



https://wap.sciencenet.cn/blog-534208-1356395.html

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