[發明專利]一種用于天橋的裝配式電渦流調諧質量阻尼器及制作方法

有效

• 申請號: 201510687582.X
• 申請日: 2015-10-21
• 公開（公告）號: CN105386403B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 汪志昊;張闖;徐宙元;陳銀;周佳貞;郜輝;許艷偉;皇幼坤
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司41111
• 代理人: 李偉

技術領域

本發明涉及土木工程結構振動控制領域，具體涉及一種適用于大跨度人行天橋豎向振動控制的電渦流調諧質量阻尼器及其制作安裝方法。

背景技術

隨著城市化進程與立體化交通的發展，國內大跨徑人行天橋的建設越來越多，而我國現有人行天橋設計規范規定人行天橋豎向一階頻率必須大于3.0Hz，這對于超過40m的單跨人行天橋很難做到。為方便施工，過街天橋多采用簡支鋼箱梁結構。然而，一方面鋼結構人行天橋固有阻尼較低，另一方面大跨度人行天橋的一階豎向振動固有頻率與行人正常步行頻率較為接近，極易誘發共振。此時人行天橋撓度、應力將大大超過靜力分析值，行人舒適度也難以滿足要求。長此以往，必將影響結構的安全和正常使用。

解決簡支鋼箱梁人行天橋舒適性問題的現有技術主要有：增加梁高、改變結構支撐體系(如門式剛架)、組合結構體系(在梁體上方兩側增設桁架)等增加結構自身剛度的頻率調整法，使其豎向一階頻率滿足中國《城市人行天橋與人行地道技術規范》(CJJ69—95)不宜小于3Hz的規定；在人行天橋上附加耗能裝置增大結構的阻尼，較多采用調諧質量阻尼器(TMD)這種動力吸振裝置來降低人行橋在同等人流量下的振動幅值，從而滿足相關規范的舒適性要求。比較而言，基于剛度措施的頻率調整法經濟成本較高，近年來以TMD為主的吸能減振措施在人行天橋振動控制領域逐漸得到了推廣應用。

現有人行橋豎向減振用TMD的阻尼形式主要為液體粘滯阻尼器(如專利號為201010137516.2公開的“一種懸吊式的調頻質量阻尼器”)。但粘滯阻尼器存在漏油、不易養護，以及阻尼在后期均很難調節等問題。最近，也有研究者開發了電渦流阻尼TMD(見專利號為201010022003.7公開的“永磁式電渦流調諧質量阻尼器”)，并成功用于鋼拱橋細長吊桿減振(見《鋼拱橋剛性細長吊桿減振用調諧質量阻尼器的試驗研究》，科學技術與工程，2013，第19期，5555-5560頁)。將電渦流阻尼應用于TMD的突出優點有：阻尼器不需要與結構直接接觸，無任何摩擦阻尼；阻尼器內無流體，無需密封件，不會出現任何漏液；阻尼器無附加剛度，從而不會影響TMD的頻率參數，實現了TMD剛度與阻尼的完全分離。但目前電渦流阻尼TMD存在磁路過于簡單、易漏磁，耐久性低，電渦流阻尼系數設計計算不準確，現場安裝困難等問題。

TMD的減振效果與TMD、主體結構二者之間的頻率調諧程度密切相關，為確保減振效果，一般均要求TMD的頻率具有一定的調節余地。現有TMD的頻率微調方法主要通過增減質量實現，該方法屬于應用較為廣泛的常規技術，也有通過增減小彈簧的方式改變TMD的剛度繼而實現TMD頻率的調節(如專利號為“201320560965.7”公開的“擺式調諧質量阻尼器的頻率調節裝置”)，但這兩種方法均難以實現TMD頻率的連續、精確調節。

此外，對于新建人行天橋，TMD可以在施工過程中直接安裝在鋼箱梁內部，對于既有(正在服役)人行橋將TMD直接安裝在鋼箱梁內部存在困難。也就是說，既有人行橋減振對于TMD的安裝空間與方式提出了更高的要求。

發明內容

本發明針對現有技術存在服役人行天橋豎向減振用TMD的阻尼元件耐久性差、安裝不便、頻率調節困難等問題，提出一種用于天橋的裝配式電渦流調諧質量阻尼器及裝配方法。

本發明的技術方案是：一種用于天橋的裝配式電渦流調諧質量阻尼器，包括下底板(1)、TMD主體(15)和調頻裝置，TMD主體(15)套裝在固定在下底板(1)上的導軸(11)上，TMD主體(15)由套裝在導軸(11)上的螺旋壓簧(3)支撐，導軸(11)頂端安裝有限位板(9)，在TMD主體(15)的下方設至少置有兩個調頻裝置，所述TMD主體(15)由下向上依次疊放又五片鋼板a(4)、一片鋼板b(5)、一片鋼板c(6)、一片鋼板d(7)和一片鋼板e(8)；鋼板a、b的中部形成矩形的鋼板腔室(22)；鋼板c(6)的中部預留有安裝L型永磁鐵固定板(12)的缺口；L型永磁鐵固定板(12)上安裝有永磁鐵(13)，永磁鐵(13)位于鋼板腔室(22)內；在鋼板腔室(22)內的兩個L型永磁鐵固定板(12)之間安裝有導體銅板(14)，導體銅板(14)固定安裝在下底板(1)上；在鋼板d(7)的導軸孔內(21)內設置有直線軸承(25)。

所述的用于天橋的裝配式電渦流調諧質量阻尼器，所述永磁鐵(13)的一種優選為長方體，同一L型永磁鐵固定板(12)上永磁鐵(13)同磁極布置，不同L型永磁鐵固定板(12)上永磁鐵(13)異磁極布置。