[實用新型]基于鋼絲繩阻尼器的索結(jié)構(gòu)抗振保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821611048.6
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN209039976U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬維東
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢東九永環(huán)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;王亞萍

本實用新型公開了一種基于鋼絲繩阻尼器的索結(jié)構(gòu)抗振保護裝置。它包括用于抑制索結(jié)構(gòu)振動的鋼絲繩阻尼器，所述鋼絲繩阻尼器為直線型結(jié)構(gòu)，所述索結(jié)構(gòu)位于鋼絲繩阻尼器的內(nèi)部或外部，所述鋼絲繩阻尼器與索結(jié)構(gòu)平行布置，所述鋼絲繩阻尼器的一側(cè)固定于索結(jié)構(gòu)上，鋼絲繩阻尼器的另一側(cè)通過支架固定于基座上。本實用新型在索結(jié)構(gòu)的外側(cè)布置直線型的鋼絲繩阻尼器，鋼絲繩阻尼器與索結(jié)構(gòu)平行布置，不僅能抑制索結(jié)構(gòu)面內(nèi)振動及面外振動，還能抑制索結(jié)構(gòu)軸向振動，抑制振動的頻帶寬、能力強；鋼絲繩阻尼器耐高、低溫環(huán)境，不需要外加能源，也不存在“漏油”問題和老化問題，使用壽命長；安裝及維護方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于橋梁拉索或吊桿等索結(jié)構(gòu)減振、抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鋼絲繩阻尼器的索結(jié)構(gòu)抗振保護裝置。

背景技術(shù)

隨著橋梁事業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外修建的斜拉橋、懸索橋、拱橋等大跨橋式結(jié)構(gòu)日益增多，這些結(jié)構(gòu)所采用的索結(jié)構(gòu)(拉索或吊桿)體系在風(fēng)和環(huán)境因數(shù)激勵下產(chǎn)生振動，極易產(chǎn)生疲勞。國內(nèi)外已有運行不到十年的斜拉橋由于斷絲過多甚至斷索而迫不得已換索。眾所周知：拉索或吊桿是橋梁極其重要的承重構(gòu)件，因此不將拉索的風(fēng)振控制在安全范圍內(nèi)，不僅危及拉索乃至整座橋梁的安全，而且影響其使用壽命，由此造成的社會效益與經(jīng)濟效益的損失將是巨大的。現(xiàn)有控制拉索或吊桿減振的設(shè)備或方法如下：

1)氣動力減振措施：通過改變拉索或吊桿的截面形狀，如在拉鎖上增設(shè)肋條或設(shè)置凹坑來改變導(dǎo)流達到減振目的。

2)二階索方法：用不銹鋼絲將各主要拉索或吊桿相互連接，以提高拉索體系或吊桿體系的整體剛度，增加拉索的模態(tài)質(zhì)量和阻尼，使拉索振動時產(chǎn)生各模態(tài)間的相互耦合。

3)設(shè)置阻尼橡膠減振圈：利用橡膠和拉索之間作用力傳遞，使橡膠圈變形產(chǎn)生粘滯阻尼耗能，其特點是阻尼橡膠減振圈(簡稱減振圈)可以布置在拉索的導(dǎo)筒內(nèi)，具有較好的景觀效果。

4)油壓阻尼器：歐美國家在拉索減振方法上大多采用油壓阻尼器。但是油壓阻尼器只能提供單向阻尼力，如果用油壓阻尼器同時抑制拉索的面內(nèi)和面外振動，則每根拉索需要裝上2個并成正交布置。

5)粘性剪切型阻尼器：粘性剪切型阻尼器(VSD)是近幾年出現(xiàn)的一種新型減振裝置，其特點是利用阻尼器中切片的運動使粘性體產(chǎn)生剪切變形從而將振動能量傳遞給粘性體再轉(zhuǎn)變成熱能耗散。粘性剪切型阻尼器針對油壓阻尼器而言，對0.5mm級的微小振動比較敏感，一個VSD即可抑制拉索的面內(nèi)和面外兩個方向的振動，無機械接觸點，所以安裝、維修都比較簡單。

6)杠桿質(zhì)量阻尼器：當(dāng)斜拉索發(fā)生振動時，連接桿將斜拉索索夾處的運動傳至杠桿，引起杠桿及質(zhì)量塊上下運動，質(zhì)量塊的運動產(chǎn)生慣性力，與杠桿相連的阻尼器部件運動產(chǎn)生彈性力與阻尼力，這些力經(jīng)杠桿放大后再通過連接桿傳遞到斜拉索，從而抑制斜拉索的振動。

7)環(huán)向鋼絲繩阻尼器：用環(huán)向鋼絲繩阻尼器控制吊索結(jié)構(gòu)的振動，即利用環(huán)向鋼絲繩阻尼器的剪切變形抑制吊索面內(nèi)面外的振動，利用軸向拉壓變形抑制吊索軸向振動；或利用環(huán)向鋼絲繩阻尼器繩圈的拉壓扭轉(zhuǎn)變形抑制吊索面內(nèi)面外的振動，利用環(huán)向鋼絲繩阻尼器繩圈的剪切變形抑制吊索軸向振動。

上述各減振設(shè)備或方法均存在缺陷：

氣動力減振措施中的各種方案的開發(fā)和構(gòu)造細節(jié)都需要實驗驗證其減振效果，且要注意不能增加拉索斷面的阻力系數(shù)，并且避免其它的不穩(wěn)定振動，目前還無法用計算流體力學(xué)來分析。因此對氣動力減振措施的作用機理也就無法進行理論分析。

盡管二階索的減振原理十分淺顯，實踐中也掌握了一些經(jīng)驗，然而在實際工程中的應(yīng)用并不是很普遍。因為沒有比較完善的設(shè)計理論，只能依靠經(jīng)驗，再加上都是高空作業(yè)，其預(yù)緊力也難以掌握。因此二階索拉斷、索夾斷裂時有發(fā)生。并且二階索并不能完全消除并列索與空間索的面外振動，更主要的是對于長大斜拉橋往往需要多道二階索，而常常被貶之為“蜘蛛網(wǎng)”，損害了橋梁的景觀，所以往往不能被橋梁設(shè)計師所接受。