[發明專利]一種斜拉索剛性連接空間杠桿質量減振裝置

有效

• 申請號: 200910272400.7
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101709567A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 汪正興;郭翠翠;周明星;童智洋;胡貴瓊;程寶輝;鐘繼衛;王波;趙建;李武
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司;中鐵大橋局股份有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/16
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;魏利明

1.一種斜拉索剛性連接空間杠桿質量減振裝置，其特征在于：剛性連接桿(5’)上部通過索夾(4’)、銷軸(10’)與斜拉索(1’)連接，下部通過杠桿夾(12’)、銷軸(11’)連接于轉動杠桿(7’)，通過調整剛性連接桿(5’)與斜拉索(1’)的連接角度和杠桿夾(12’)在轉動杠桿(7’)上的連接位置，實現減振效果的調整；轉動杠桿(7’)的一端通過能夠實現上下轉動的銷軸(13’)并采用耳叉式連接方式與伸入杠桿支座(6’)的縱向連接構件(14’)相連接，固定于橋面(2’)上的杠桿支座(6’)限制了縱向連接構件(14’)豎向運動，使得轉動杠桿(7’)能夠繞縱向連接構件(14’)上的銷軸(13’)上下轉動，以接受斜拉索(1’)索面內振動位移經剛性連接桿(5’)的傳遞，縱向連接構件(14’)伸入杠桿支座(6’)上圓孔內部分構造為圓柱體，與轉動杠桿(7’)連接端為耳板形，使得轉動杠桿(7’)帶動縱向連接構件(14’)圓柱體能夠在杠桿支座(6’)圓孔內繞自身中心軸轉動，以接受斜拉索(1’)索面外振動位移經剛性連接桿(5’)的傳遞；轉動杠桿(7’)的另一端連接有質量塊(8’)和阻尼器(9’)，以提供抑振力；

斜拉索(1’)產生索面內振動時，振動位移通過剛性連接桿(5’)傳遞給轉動杠桿(7’)，轉動杠桿(7’)帶動質量塊(8’)、阻尼器(9’)繞銷軸(13’)上下運動，產生慣性力、彈性力、阻尼力，再經過轉動杠桿(7’)的放大作用，通過剛性連接桿(5’)傳遞回斜拉索(1’)，改變斜拉索(1’)的模態質量、剛度及阻尼，從而抑制斜拉索(1’)的振動；

斜拉索(1’)產生索面外振動時，振動位移通過剛性連接桿(5’)傳遞給轉動杠桿(7’)，轉動杠桿(7’)帶動質量塊(8’)、阻尼器(9’)及縱向連接構件(14’)圓柱體繞轉動杠桿(7’)自身中心軸轉動，杠桿支座(6’)與縱向連接構件(14’)的高阻尼結合提供轉動摩阻力和粘滯力，質量塊(8’)、阻尼器(9’)提供慣性力、彈性力、阻尼力，再經過轉動杠桿(7’)的放大作用，通過剛性連接桿(5’)傳遞回斜拉索(1’)，改變斜拉索(1’)的模態質量、剛度及阻尼，從而抑制斜拉索(1’)的振動。

2.根據權利要求1所述的斜拉索剛性連接空間杠桿質量減振裝置的減振效果調整方法，其特征在于：

斜拉索剛性連接空間杠桿質量減振裝置的減振效果主要由轉動杠桿(7’)對慣性力、彈性力、阻尼力及轉動摩阻力和粘滯力的放大倍數來確定；定義杠桿放大系數n＝L_b/L₀，其中L₀為杠桿夾(12’)距銷軸(13’)中心的距離，Lb為杠桿質量塊(8’)中心到銷軸(13’)中心的距離，α為剛性連接桿(5’)與斜拉索(1’)的夾角，β為剛性連接桿(5’)與轉動杠桿(7’)的夾角；轉動杠桿(7’)對斜拉索(1)提供抑振力的等效放大倍數由下式確定：

n_等效＝n²sin²α/sin²β

式中表明，影響斜拉索減振效果的因素主要有杠桿夾(12’)安裝在轉動杠桿(7’)上的位置、剛性連接桿(5’)與斜拉索(1’)和轉動杠桿(7’)的連接角度，杠桿夾(12’)離銷軸(13’)越近，剛性連接桿(5’)與斜拉索(1’)越接近垂直，減振效果越好。

3.根據權利要求1所述的斜拉索剛性連接空間杠桿質量減振裝置，其特征在于：在剛性連接桿(5’)與橋面(2’)之間安裝的阻尼器(9’)采用油阻尼器或粘性剪切型阻尼器或磁流變阻尼器提供阻尼力。

4.根據權利要求1所述的斜拉索剛性連接空間杠桿質量減振裝置，其特征在于：杠桿支座(6’)圓孔內與縱向連接構件(14’)圓柱體間設置摩擦環和高阻尼橡膠阻尼材料提供轉動摩阻力和粘滯力。