[實用新型]無根型拉索阻尼器

有效

• 申請號: 201320104109.0
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN203160130U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 淡丹輝;鞏煚鑫;陳祖賀;孫利民
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 陳樹德;劉瑩

技術領域

本實用新型涉及一種安裝于橋梁纜索上的無根型阻尼器，屬于結構工程抗風技術領域。

技術背景

風是對人類危害最大的自然災害之一。大跨度橋梁結構柔性大、阻尼小且質量輕，使得結構對風的敏感程度越來越高。其中尤其是索承重大跨橋梁的拉索構件，極易在風的激勵下，產生以下幾種典型的風致振動：

(1)?卡門渦激共振：當風流經圓形的拉索時，在其尾流中將出現交替脫落的旋渦。當拉索的卡門渦脫落的頻率接近索橫風向振動的某階固有頻率時，將激起拉索該階頻率的橫風向振動；

(2)?尾流馳振：當拉索在來流風方向前后排列時，在前排拉索的尾流區形成一個不穩定馳振區，由于前后拉索的固有頻率相近，如果后排拉索位于馳振區內，其振幅就會不斷加大，直至達到一個穩態大振幅的極限環；

(3)?結冰索的馳振：索表面結冰而形成馳振不穩定氣動外形，引發拉索馳振，它與結冰電纜的馳振機理相同；

(4)?風雨激振:?風雨激振是指在風雨共同作用下，傾斜拉索發生的低頻率、大幅度的振動。

迄今為止，在拉索上附加耗能減振裝置仍然是索承重大跨橋梁拉索振動控制的主要手段。就目前而言，實際上拉索采用的防止或抑制拉索風致振動的方法有以下3種：

（1）增加拉索結構低階振動模態的阻尼,?從而有效地抑制拉索的振動；具體措施是附加拉索減振阻尼器；

（2）增加拉索的剛度從而提高拉索的振動頻率，避免低頻率的風致拉索振動；具體措施是將拉索之間用輔助索相互連接,?形成一個索網體系；

（3）改變拉索的光滑表面形狀；具體措施是在拉索表面開設凹槽或打凹孔等，以防止雨線的形成，同時改善拉索表面的氣動力特性。

采用附加拉索減振阻尼器的方法相對目前的技術理論條件而言較經濟、簡單且有效，從而采用附加拉索減振阻尼器的方法得到了廣泛的應用。目前，雖然對拉索的風雨激振現象的機理仍在研究之中，但是，結構工程師已經知道：只要將拉索低階振動模態的對數衰減率增加到0.?02-0.?03時，即可有效地防止拉索風雨激振的發生。拉索減振阻尼器設計理論及其裝置開發經歷了多年的發展。根據已有研究,?對于短拉索,?附加拉索減振阻尼器時拉索所能獲得的最大模態阻尼比，其中，????????????????????????????????????????????????為粘性阻尼器位置參數，為阻尼器安裝點與拉索和主梁錨固點之間的距離，L為拉索錨固點之間的距離。顯然，阻尼器安裝位置對于拉索減震效果具有顯著影響。但實際上，由于考慮到美觀及制作工藝等諸多因素，阻尼器的安裝位置不可能太高，即被動減振阻尼器所能獲得的最大阻尼比與其可行的安裝高度是矛盾的。

目前在橋梁纜索振動控制方面較為常見的阻尼器主要有：高阻尼橡膠阻尼器、油壓阻尼器、粘性剪切型阻尼器。而這幾種阻尼器都屬于有根型阻尼器，由于其安裝高度的制約，限制了阻尼器控制拉索振動的能力。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種不受制于安裝高度的、可在拉索任意位置安裝的無根型拉索阻尼器。

為了解決以上的技術問題，本實用新型提供了一種無根型拉索阻尼器，該阻尼器的左右艙室被縱向隔板與環向隔板分隔成若干個子艙室，子艙室中填充阻尼顆粒，左右艙室的頂面和底面由上、下兩個橫向隔板密封，左右密封艙室通過卡槽連接組成一個完整的阻尼器。

所述多個阻尼器通過連接螺栓進行串聯。

該阻尼器通過艙室內部阻尼顆粒的在拉索振動時的碰撞、摩擦耗能來實現對振動的控制。由于該耗能機制是由阻尼顆粒自身以及顆粒與艙室壁之間的相互作用控制振動，因此它有別于傳統阻尼器需要一個支點提供反力以對抗拉索振動的方式，能夠擺脫阻尼器安裝高度的限制，在振動控制所需要的任意位置處布置。此外，通過對艙室內阻尼顆粒填充狀況的調整，以及對阻尼器個數的改變，可以靈活地改變阻尼的大小。

所述顆粒為球形、橢球形或空間多面體的碳化鈷小粒徑顆粒。

所述左右艙室、縱向隔板、環向隔板和橫向隔板的材料為聚氯乙烯。

本實用新型的優越功效在于：該阻尼器可以安置在拉索的任意位置處，其優點在于擺脫了安裝高度的束縛，可以根據需要對拉索振動進行更充分的控制。同時，它不會出現諸如油壓型阻尼器的漏油問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型左艙室的立面圖；

圖3為圖2的俯視圖；

圖4為本實用新型右艙室的立面圖；

圖5為圖4的俯視圖；