[實用新型]帶阻尼器的斜拉索防振裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320094749.8
• 申請日: 2013-03-03
• 公開（公告）號: CN203238543U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 區(qū)曉帆
• 申請（專利權(quán)）人: 區(qū)曉帆
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種橋梁建筑領(lǐng)域的減振裝置，具體是指一種減少斜拉橋橋中拉索振動的帶阻尼器的斜拉索防振裝置。

背景技術(shù)

斜拉橋作為一種新型的具有大跨越能力的柔性結(jié)構(gòu)在近十五年內(nèi)得到了飛快的發(fā)展。隨著其跨度的日益增大，拉索也日益長大，由于多車道大跨度橋的經(jīng)濟性，A型塔方案的增多，采用空間索和并列索的情況也日漸增多，再加上從施工角度考慮，密索體系已經(jīng)成為傾向。鑒于斜拉索是一種質(zhì)量輕、柔度大、阻尼小的細長構(gòu)件，由此引起的斜拉索的各種風致振動也日益突出。而我國是一個具有18000公里陸地海岸線的國家，據(jù)估計我國已建有近250座斜拉橋，而且大部分是在東部沿海的經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，在已建和在建的斜拉橋中，不少是沿海的連島橋和海灣橋。從橋址風環(huán)境來看，大多屬臺風多發(fā)區(qū)。因此風環(huán)境比較嚴峻，可以預(yù)期這些橋的拉索振動將十分突出。眾所周知，拉索是斜拉橋極其重要的受力構(gòu)件，橋跨的恒載與活載大部分通過斜拉索傳遞到塔位。因此不將拉索的風振控制在安全范圍內(nèi)，不僅危及拉索乃至整橋的安全，而且影響其使用壽命，由此造成的社會和經(jīng)濟效益的損失將是巨大的。因此必須采取一種比較有效的減振措施，確保其拉索乃至整橋的安全。

拉索風致振動不但引起拉索中應(yīng)力的交替變化從而導(dǎo)致索股的疲勞損傷積累，還會引起行人的恐慌不安，甚至懷疑這種橋梁的安全性能。因此，如何有效地防止或抑制拉索的風致振動成了當今橋梁工程師們關(guān)注的重點課題。拉索抑振措施主要有二大類，一類是空氣動力學(xué)措施，另一類是機械措施。前者主要靠改變拉索的截面形狀，使其氣動力性能得到改善，從根本上防止發(fā)生風振。后者則通過減小拉索自由長度或安裝各種阻尼器來減小振動響應(yīng)。兩類方法各有所長，但基于工程條件的限制，后者使用更為廣泛。

????1.?空氣動力學(xué)措施：九十年代初，隨著日本在興建三條本四連絡(luò)橋的過程中出現(xiàn)的拉索風振現(xiàn)象就開始研究氣動力措施，并在東神戶橋和弓削橋上采用拉索的PE護套表面開設(shè)軸向矩形凹槽和U形槽來阻止雨水的形成和徑向運動。后來實踐證明凹槽拐角處因為應(yīng)力集中而過早開裂阻力增大，以及發(fā)現(xiàn)運行過程中由于塵埃和油煙氣等臟物的積聚，導(dǎo)致仍然有較大的振幅響應(yīng)。另一種是在索套表面打“麻麻坑”俗稱“壓花”。風洞試驗表明按一定規(guī)律壓制的四周微凸中間微凹的“壓花”不但可以破壞水線和軸向流的形成，而且其阻力系數(shù)比光面索還低，在各種雨量和無雨情況下都有較好的穩(wěn)定性。如日本的多多羅大橋。但是該橋通車半年多以后還是發(fā)現(xiàn)了較大的索振，日方認為是污染充填了壓花所致。還有一種是在拉索表面沿軸向設(shè)螺旋箍條，這是借鑒于高聳煙囪的抗風措施。機理是破壞和減小渦旋脫落沿軸向的相關(guān)性，俗稱“反渦箍條”。螺旋箍條同樣可以破壞斜拉索上水線和軸向流的形成，法國的諾曼底大橋的拉索表面采用了雙螺旋線，但是使用效果仍然不理想，因此諾曼底大橋最終還是加上了輔助索和附加阻尼器。

2.?機械措施

(1).?輔助索（又稱二階索方法Secondary?Rope）顧名思義是用不銹鋼絲將各主要拉索相互連接形成一個索網(wǎng)體系，其作用是提高拉索體系的整體剛度，增加拉索的模態(tài)質(zhì)量，使拉索振動時產(chǎn)生各模態(tài)間的相互耦合。盡管輔助索的減振原理十分淺顯。然而在實際工程中的應(yīng)用并不是很普遍。80年代僅在丹麥的法羅橋、日本的六甲大橋、名港西大橋等少數(shù)橋應(yīng)用。由于都是高空作業(yè)，其予緊力也難以掌握。因此輔助索拉斷、索夾斷裂時有發(fā)生。再加上輔助索的阻尼效應(yīng)較小，且對于大跨度斜拉橋往往需要多道輔助索而常常被貶之為“蜘蛛網(wǎng)”那樣損害了橋梁的景觀，所以往往不能被橋梁設(shè)計師所接受。

(2).?阻尼橡膠減振圈(又稱體內(nèi)減振器)，其研發(fā)的初衷是用于減小斜拉索由于拉索自身的垂度，安裝施工中錨墊板與拉索的垂直度誤差，橋面活載下的索力與梁體撓度變化等引起的錨固端索中的彎曲應(yīng)力，因此最早稱為緩沖器。后來發(fā)現(xiàn)拉索風振現(xiàn)象后將橡膠改為阻尼橡膠材料，寄希望它能提供拉索的附加阻尼。可以布置在拉索的導(dǎo)筒內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單易于安裝，不損害景觀（又稱內(nèi)置式減振器）。因而被大量應(yīng)用。后來被發(fā)現(xiàn)橡膠圈提供的阻尼效應(yīng)由于太接近錨固端，而且橡膠圈的受力狀態(tài)為反復(fù)的拉壓，因而減振效果不理想。只能對短索產(chǎn)生一些減振效果。