[發(fā)明專利]一種輔助拱形鋼橋塔制振的可旋轉(zhuǎn)式MTMD系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103410091A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宇;王新;王森;車艷陽;胡文哲;李加武;白樺
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;E01D19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁設(shè)計領(lǐng)域，涉及一種輔助拱形鋼塔制振系統(tǒng)，具體涉及一種輔助拱形鋼塔制振的可旋轉(zhuǎn)式MTMD系統(tǒng)。

背景技術(shù)

拱形鋼塔是一種結(jié)構(gòu)比較新穎的高聳建筑物，但該類型的橋塔風(fēng)振響應(yīng)比較明顯，為了滿足鋼拱塔的變形要求，一般要求對結(jié)構(gòu)進行振動控制。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned?Mass?Damper簡稱TMD)對結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的控制是有效的，但是，單個TMD的控制效果對其頻率較為敏感，當(dāng)頻率略微偏離設(shè)計值時，控制效果便會極大下降，而采用多個TMD(Multiple?Tuned?Mass?Dampers簡稱MTMD)使其頻率分布在一定范圍內(nèi)，則能提高控制系統(tǒng)的魯棒性，以達(dá)到較好的減振效果。但是，目前尚沒有適用于拱形鋼橋塔的MTMD系統(tǒng)，而且已有的MTMD系統(tǒng)不能同時控制施工和成橋階段的橋塔振動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供了一種輔助拱形鋼塔制振的可旋轉(zhuǎn)式MTMD系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠增大拱形鋼橋的振動頻率范圍，同時具體有魯棒性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的輔助拱形鋼塔制振的可旋轉(zhuǎn)式MTMD系統(tǒng)包括若干個TMD模塊，所述TMD模塊設(shè)有鋼板底板，所述鋼板底板上設(shè)有質(zhì)量塊、兩塊豎立的鋼板及兩個阻尼器，所述質(zhì)量塊左右兩側(cè)均通過彈簧與所述豎立的鋼板相連接，所述兩個阻尼器均衡的設(shè)置在所述質(zhì)量塊的前后兩側(cè)，所述阻尼器的一端與所述豎立的鋼板相連接，另一端與所述質(zhì)量塊上的卡槽固定連接，所述豎立的鋼板的兩端設(shè)置有可360°轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)輪，所述豎立的鋼板的側(cè)面連接有角鋼連接件。

所述角鋼連接件上設(shè)有若干個高強螺栓。

所述鋼板底板的上端及下端均設(shè)有若干個預(yù)留螺栓孔。

所述質(zhì)量塊的下面安裝有兩根滾動軸承。

所述質(zhì)量塊與所述彈簧通過墊圈及螺栓固定連接。

所述質(zhì)量塊的橫截面為正方形，所述正方形的邊長為1800mm。

所述質(zhì)量塊為混凝土塊或鉛塊;當(dāng)所述質(zhì)量塊為混凝土塊時，所述卡槽的尺寸為1×1m;當(dāng)所述質(zhì)量塊為鉛塊時，所述卡槽尺寸為0.6×0.6m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點在于:

本發(fā)明設(shè)有若干個TMD模塊，從而對結(jié)構(gòu)控制時的有效控制頻率不是一個單一數(shù)值，而是具有一定控制范圍，同時在任何質(zhì)量比的條件下，本發(fā)明的減振效果都比單個TMD系統(tǒng)的減振效果好，相對于單個TMD模塊，本發(fā)明可以將單個又大又重的質(zhì)量塊分解為多個小而輕的質(zhì)量塊，有益于工程上制作、安裝及使用，更容易在工程建設(shè)中推廣，同時本發(fā)明可適用于拱形鋼橋塔在強風(fēng)作用下的振動控制，并可通過自身的旋轉(zhuǎn)來控制施工和成橋階段的不同橋塔結(jié)構(gòu)體系的拱形鋼橋塔，進而減輕施工和成塔狀態(tài)鋼拱塔的風(fēng)致振動，以達(dá)到保障鋼拱塔施工質(zhì)量、施工設(shè)備及人員安全的目的。

附圖說明

圖1為橋塔不同施工狀態(tài)對結(jié)構(gòu)前6階頻率的影響;

圖2為拱形鋼橋塔的動力特性圖;

圖3為加設(shè)本發(fā)明的鋼拱塔有限元模型;

圖4為本發(fā)明中TMD模塊的結(jié)構(gòu)示意;

圖5為本發(fā)明安裝于施工及成橋的拱形鋼橋塔的位置圖;

圖6為在施工階段質(zhì)量比對水平向位移響應(yīng)影響的示意圖圖;

圖7為在施工階段質(zhì)量比對水平向加速度響應(yīng)時程影響的示意圖;

圖8為在施工階段質(zhì)量比對水平向加速度響應(yīng)時程影響的曲線圖;

圖9為在施工階段質(zhì)量比對水平向位移減震率繪成影響的曲線圖;

圖10為在施工階段TMD模塊的數(shù)量對水平位移響應(yīng)影響的示意圖;

圖11為在施工階段TMD模塊的數(shù)量對水平向加速度響應(yīng)時程影響的示意圖;

圖12為在施工階段TMD模塊的數(shù)量對水平向加速度響應(yīng)時程影響的曲線圖;

圖13為在施工階段TMD模塊的數(shù)量對水平向位移減震率繪成影響的曲線圖;

圖14為在施工階段阻尼比對水平位移響應(yīng)影響的示意圖;

圖15為在施工階段阻尼比對水平向加速度響應(yīng)時程影響的示意圖;

圖16為在施工階段阻尼比對水平向加速度響應(yīng)時程影響的曲線圖;

圖17為在施工階段阻尼比對水平向位移減震率繪成影響的曲線圖;

圖18為在施工階段帶寬對水平位移響應(yīng)影響的示意圖;

圖19為在施工階段帶寬對水平向加速度響應(yīng)時程影響的示意圖;

圖20為在施工階段帶寬對水平向加速度響應(yīng)時程影響的曲線圖;

圖21為在施工階段帶寬對水平向位移減震率繪成影響的曲線圖;