[發明專利]一種球面調諧質量阻尼器減振控制裝置

有效

• 申請號: 201410167696.7
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN104018594A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 蒙華昌;資道銘;何家榮;韋勝順;楊超;韋謀超;楊仁猛;熊高波
• 申請（專利權）人: 柳州東方工程橡膠制品有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E01D19/00
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 李志華

技術領域

本發明涉及一種橋梁減隔振控制裝置，尤其涉及一種球面調諧質量阻尼器減振控制裝置。

背景技術

隨著土木工程事業的發展，高層建筑結構的高寬比越來越大，橋梁結構的跨度也在不斷的增大，其結果使結構相對越來越輕柔，結構的自振頻率在降低，在強風、地震、車輛動力、人群等外在何在的作用下，結構很容易引起振動或晃動，依靠傳統的提高結構剛度的方法，從經濟和美觀的角度來講都不太合理，而且盡管結構的承載力能夠滿足要求，但結構的振動會引結構某些部位、焊縫疲勞損傷甚至斷裂等危害，造成安全隱患；此外，結構的振動有可能超過人體舒適度耐受極限，使過往行人行走不穩，引起行人心理恐慌。

大量的研究與工程實際表明，結構控制技術可以有效的增加結構的阻尼，減小結構受外部激勵作用的振動反應，提高結構的抗振性能，結構振動控制技術的核心思想就是在結構的某些部位設置一些控制裝置，當結構產生振動時，這些裝置可以被動或主動地施加一組控制力或調整結構的動力特性，從而顯著地減小結構振動反應，使之滿足更高的安全和功能要求。

目前結構振動控制可分為被動控制、主動控制、半主動控制和混合控制，被動控制不需要外界提供能量，主要形式有基礎隔震、吸能減振及耗能減振，應用較為廣泛的是作為吸能被動控制減振技術的調諧質量阻尼器(Tuned?Mass?Damper，簡稱TMD)，TMD主要由質量塊，耗散結構振動能量的阻尼元件，調諧頻率的彈性元件等組件構成，彈性元件主要有彈簧、擺或懸臂梁鋼板等。

傳統采用彈簧、擺或懸臂梁鋼板作為彈性元件的調諧質量阻尼器（TMD）存在如下不足：

1.采用彈簧作為彈性元件，具有剛度比較容易設計與調整，所需空間小的優勢，但需要額外機械裝置或滑軌導向，在低頻狀態下，要求彈簧剛度很小，這就使機械裝置或滑軌導向機構的加工和裝配精度要求非常高，TMD才能有效的起到相應的作用，因此在低頻狀態下，采用彈簧制作的TMD成本很高；

2.?采用擺作為彈性元件，需要較大的空間，難以直接安裝在橋梁結構的主梁內部；

3.?采用懸臂梁鋼板作為彈性元件所需空間適當，但懸臂梁鋼板固定端存在應力集中，在長期工作中，很容易發生疲勞損傷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有TMD技術在結構低頻振動控制中存在的制作成本高、需要較大空間安裝、結構件容易損壞等問題，提供一種球面調諧質量阻尼器減振控制裝置、以克服上述已有技術所存在的不足。

為解決上述問題本發明采用的技術方案是：一種球面調諧質量阻尼器減振控制裝置，所述減振控制裝置包括底板部件以及與其滑動配合的質量塊部件，質量塊部件的重量為m，所述底板部件的頂部帶有N個凹球面，所述質量塊部件的底部帶有N個與凹球面滑動配合的凸球面，所述凹球面和凸球面的球面半徑R相同，所述凸球面與凹球面之間設置有滑動摩擦副；N的取值為1～6之間的任意整數。

其進一步的技術方案是：所述質量塊部件與底板部件之間設置有阻尼裝置，所述阻尼裝置安裝在質量塊部件與底板部件之間的非球面部位，所述阻尼裝置或為粘滯流體阻尼器、或為電渦流阻尼裝置、或為摩擦阻尼裝置。

其更進一步的技術方案是：所述質量塊部件重量m的取值根據減振目標結構的模態質量M大小而定，其關系式為：μ=m/M,?μ取值為0.01～0.05；?

所述凹球面和凸球面的球面半徑R的取值根據減振目標結構的振型模態頻率f₁值而定，其關系式為：

??，?其中g為重力加速度。

其另進一步的技術方案是：所述滑動摩擦副由不銹鋼板與滾珠軸承組成，所述不銹鋼板與底板部件之凹球面壓實通過焊接連接，所述滾珠軸承或通過螺栓、或通過凹槽鑲接與質量塊部件之凸球面連接。

其另進一步的技術方案是：所述的滑動摩擦副由不銹鋼板與聚四氟乙烯板組成，所述不銹鋼板與底板部件之凹球面壓實焊接連接，所述聚四氟乙烯板與質量塊部件之凸球面壓實通過螺栓或鉚釘連接。

所述滑動摩擦副由不銹鋼板與三層復合板組成，所述不銹鋼板與底板部件之凹球面壓實焊接連接，所述三層復合板與質量塊部件之凸球面壓實或通過螺栓或鉚釘或焊接相連接。

所述滑動摩擦副由聚四氟乙烯板與三層復合板組成，所述聚四氟乙烯板與底板部件之凹球面壓實通過螺栓或鉚釘連接，所述三層復合板與質量塊部件之凸球面壓實或通過螺栓或鉚釘或焊接相連接。

由于采用上述技術方案，本發明之一種球面調諧質量阻尼器減振控制裝置具有如下有益效果：