项目来源于山东省住房城乡建设科技计划项目,主要应用领域为建筑减隔震工程检测。本项目研发的减隔震工程检测装备系统包括30000kN微机控制电液伺服压剪试验机和PWZ-2000阻尼器试验系统。
一、30000kN微机控制电液伺服压剪试验机(动态)的研究
1.垂直油缸系统(主机框架系统)的研究
主机由横梁、3000t缸塞组、双法兰传感器、上压板、下压板、两框柱、底座组成。横梁、上压板、下压板、底座、上横梁、两框柱均采用Q345焊接成型,进行退火处理,消除内应力,防止变形;3000t缸塞组工作活塞升降调整,横梁、两框柱、底座组成一个整体框架结构。确保上压板的轴向限位以及水平剪切的反力和试验产生的扭力,提高装备的整机稳定性。
2.水平动态剪切油缸系统的研究
为保证缸塞组、传感器不受动态水平力的影响,上压板两侧分别装有2组单边分别能承载600t的导向装置,在做水平动态试验时,使整体主机结构不受水平作用力影响。水平剪切试验时,为了保证下压板不左右摇摆,两侧用2组导轨块承45°安装做导向使用;单个导轨块承载1000kN,下压板下铺设45个导轨块,能承载45000kN竖向压力,满足竖向承载要求。
3.送样小车系统的研究
由升降导轨、移动台板、电动送样小车组成,送样小车同时作为下压板使用。送样小车下部装有四部滚轮,可在导轨上拉出机体外2200mm;活动导轨下部装有6个缸径为80mm的油缸,小车下部装有双定位销置,提高检测装备的便捷性、灵活性,提高工作效率。
二、PWZ-2000阻尼器试验系统的研究
主要由试验台主机、液压油源(与压剪共用)、蓄能器站(与压剪共用)、伺服控制系统等部分组成。主机采用高强钢(Q345)焊接件,进行退火处理,消除内应力,防止变形,采用卧式结构,形成自封闭受力系统;负荷传感器精度高,动静二用,拉压一致性好,通过整体密封,性能稳定可靠,可以减小系统阻尼,提高系统控制精度。伺服直线作动器采用非金属大间隙设计,保证了作动器活塞杆与缸盖间处于良好的摩擦状态,摩擦系数小,效率高,使用寿命长,有良好的吸振性,运转平稳,精度高;4500L/min油路转接阀岛包含转接阀块,消能压力蓄能器,截止阀以及油路清洗装置等配置。
1.拟解决的关键科学和技术问题及主要创新点
(1)采用微机控制技术,根据试验标准自动连续平稳加载,所有数据均自动采集,按规定进行数据处理,试验数据可转储并可追溯变形数据,无须进行人工读数,精度高;位移精度优于±0.5%,示值精确度优于±1%(2%-100%F.S)。
(2)主机采用高强度、高刚度、自承力、无间隙两框架结构,提高了整机稳定性,在3000t满载荷情况下,最大位移总变形为0.568mm, 底座力最大屈服力为2.084e+08(N/m2)。
(3)采用对称四通伺服阀控对称作动器原理设计,保证作动器活塞杆与缸盖间处于良好的摩擦状态,使用寿命长;有良好的吸振性,运转平稳,在同等环境下作业,使用年限比现有的减隔震工程检测装备系统提高了10%。
2.考核指标:
(1)本项目拟研发一套减隔震工程检测装备系统,30000kN微机控制电液伺服压剪试验机和PWZ-2000阻尼器试验系统。
(2)申请国家专利不少于4项,形成具有自主知识产权的关键节点和关键技术。
(3)形成企业检测技术指导手册或企业标准1项,为减隔震工程检测提供参考和借鉴,提高企业检测管理水平。
(4)培养工程师4名,高级工程师2名,为行业发展进步储备技术力量。
3.技术经济指标简介:
减隔震工程检测装备作为一种新型的材料试验设备,广泛应用于建筑工程、公路、铁路、桥梁橡胶支座的质量检测。目前,减隔震检测机构主要分布在北京、上海、武汉、河北、新疆、云南。
2019年4月8日,发改委官网公布了《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》。该意见稿将我国现有产业、产能、产品等分为鼓励、限制和淘汰三大类。其中把“建筑减隔震结构体系及产品研发与推广”划为建筑领域首要鼓励类条目。近几年,政府对于减隔震行业的法规规范和政策扶持,国家对抗震防灾工作的重视和减隔震技术宣传普及度的提高,未来减隔震技术推广和应用总体呈上升趋势,整个行业处于平稳成长期,未来市场前景广阔,属于典型的朝阳产业。临沂地处郯庐断裂带的构造活跃部分,属于山东省的地震构造8度区。历届省政府工作报告中把防震减灾列入重要工作内容,临沂市政府也高度重视防震减灾工作。目前,减隔震检测行业在山东地区还处于起步阶段,山东建业已具备建筑隔震橡胶支座的检测能力,还缺乏桥梁支座的检测能力。
减隔震检测的开展,能为大型设备及构件的试验研究和公路、铁路各种大型橡胶支座的检测提供了有效的试验设备和技术支持;减隔震工程检测装备系统项目的开发,能大大提高本公司科技创新能力与水平,扩大公司产品检测优势,大大提高公司的市场核心竞争力,有利于本公司的可持续发展;为全市乃至全省的建筑和桥梁在地震中的承载安全和正常使用提供质量保证,对抗震防灾、减灾工作及震后高效救灾和恢复重建等,具有非常重要的意义。
国家《建设工程抗震管理条例》、《建筑隔震设计标准》和临沂市《临沂市住房和城乡建设局关于加强全市建筑工程隔震减震技术应用质量管理工作的通知》的正式实施。对于减隔震检测市场是一个机会风口,检测数量会进一步增加。
截止目前,因本科技项目产生的检测收入已有750余万元。总体而言,该项目作为我省首家减隔震检测项目基地,其成功落地与运营不仅填补了我省在减隔震装置第三方检测领域的空白,更在推动临沂市乃至山东省减隔震技术全面推广与应用方面发挥了积极作用。该合作项目的成功实施,不仅有助于提升第三方检测服务机构的公共服务能力与科技创新驱动能力,更在检测行业中树立了模范带头作用,为本地检测行业开辟了新的检测领域与发展方向。同时,随着公众防震减灾意识的不断提高与现代化防震减灾治理体系的初步形成,城乡抗震能力将得到显著提升,全市防震减灾工作也将迎来新的发展局面与更加广阔的前景。下一步,我们将以更加饱满的热情与坚定的信念,全力以赴推动隔震减震技术在临沂市的广泛应用与深入发展,为城市的防灾减灾事业与可持续发展目标作出新的更大贡献。
从建筑安全的角度审视,减隔震技术作为提升建筑抗震性能的关键手段,其检测装备系统的完善与应用,极大地提升了建筑结构的安全性和可靠性。依据过往经验,许多采用隔震减震技术的建筑在地震中遭受破坏,很大程度上是因为产品质量未能达标。通过精确的检测与分析,我们能够及时发现并修复潜在的减隔震装置失效问题,有效预防了地震等自然灾害对建筑物造成的严重损害,确保了人民生命财产的安全。这种社会效益,是任何物质财富都无法衡量的宝贵价值。
减隔震工程检测装备系统的研发与应用,促进了相关产业链的协同发展。从原材料供应、装备制造到系统集成、检测服务,每一个环节都因技术创新而焕发新的活力。这不仅带动了相关企业的技术进步与产业升级,还创造了大量的就业机会,为经济社会发展注入了新的动力。同时,随着技术的普及与推广,减隔震技术的应用范围将进一步扩大,涵盖更多类型的建筑结构和基础设施,为全社会提供更加全面、高效的灾害防御能力。
减隔震工程检测装备系统的研究与开发,对于推动科技创新与人才培养也具有重要意义。在研发过程中,需要跨学科、跨领域的合作与交流,这不仅促进了不同学科之间的知识融合与碰撞,还激发了科研人员的创新思维与实践能力。同时,通过项目的实施与人才培养计划的实施,培养了一批具有创新精神和实践能力的专业人才,为国家的科技创新和可持续发展提供了有力的人才保障。
从环境保护与可持续发展的角度来看,减隔震工程检测装备系统的应用也有助于减少因地震等自然灾害造成的环境污染与资源浪费。通过提高建筑物的抗震性能,减少了因灾害导致的建筑物倒塌与损坏,从而降低了清理废墟、重建家园所需的人力、物力与财力投入。此外,随着技术的进步与应用的普及,未来还可能开发出更加环保、节能的减隔震材料与装置,为实现绿色建筑和可持续发展目标贡献力量。
致力于促进隔震减震技术在既有建筑抗震性能提升领域的广泛应用。"地震易发区房屋设施加固"项目是国家的重点工程,随着2016年第五代《中国地震动参数区划图》的发布,临沂市多个县区的抗震设防烈度标准由原先的7度提升至8度,这一变化凸显了老旧房屋抗震性能提升的紧迫性。在此背景下,隔震减震技术的引入成为了一个高效且经济的解决方案,它显著降低了加固成本并缩短了施工周期。我公司在临沂市规划展览馆抗震性能提升项目中成功应用了减震技术。与传统的抗震加固方法相比,减震技术的运用极大地缩小了构件的加固范围,实现了资源的高效利用。此项目的成功实施,不仅为我市其他老旧建筑抗震性能的改造与提升树立了典范,也为后续类似工程提供了宝贵的经验借鉴。
综上所述,减隔震工程检测装备系统的研发与应用,其社会效益之广泛与深远不言而喻。它不仅强化了建筑安全性能、促进了产业链的繁荣发展、推动了科技创新与人才培养的深入进行,更在环境保护与可持续发展方面展现出了其独特的贡献与潜力。