專利名稱：彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構減振技術領域，具體涉及一種用于控制機場登機橋、大跨度人 行天橋、港口棧橋、高層建筑及相關結(jié)構振動的調(diào)諧質(zhì)量減振器。
背景技術：
隨著城市建設的發(fā)展，各種高層、超高層建筑和細高結(jié)構、大跨度建筑物日益增多，同 時，城市交通網(wǎng)絡越來越發(fā)達，各種大跨度的機場登機橋、人行天橋、港口棧橋等橋梁結(jié)構 得到了廣泛的應用，為人們的出行帶來了極大的便利。但是，此類細高建筑物及橋梁雖然強 度和剛度比較容易滿足設計要求，其豎向振動的頻率卻普便都比較低(例如大跨度人行天橋 的豎向頻率通常只有2赫茲左右)，在強風激勵或行人、車輛等動載作用下容易發(fā)生共振，給 行人帶來不舒服的感覺，造成結(jié)構物自身結(jié)構損壞，甚至嚴重威脅到人和車輛的安全。如何 防止這類大跨度、低頻結(jié)構物發(fā)生破壞性共振成為工程建設中不得不著手解決的^S實問題。 實踐證明，調(diào)諧質(zhì)量減振器(也有文獻中稱質(zhì)量調(diào)諧阻尼器，或稱質(zhì)量調(diào)諧減振器，本文中 也簡稱減振器或TMD)是一種有效的振動控制裝置，將它的固有頻率調(diào)整到接近結(jié)構的自振 頻率，然后安裝在結(jié)構上。當結(jié)構受到激振力干擾發(fā)生振動時，引起調(diào)諧質(zhì)量減振器的共振， 利用調(diào)諧質(zhì)量的振動慣性力反作用于結(jié)構本身，從而抵消激振力，達到減小結(jié)構反應的目的。 要想最大限度發(fā)揮調(diào)諧質(zhì)量減振器的減振作用，要求其固有頻率要盡可能與主結(jié)構的自振頻 率一致，否則TMD的減振效果就會大幅下降。由于橋梁實際共振頻率與設計存在偏差，以及 部分橋梁后期設置巨幅廣告等外界因素影響，橋梁結(jié)構的具體參數(shù)易發(fā)生變化，這就要求調(diào) 諧質(zhì)量減振器的固有頻率應該可以隨時進行相應調(diào)整?？墒?，現(xiàn)有調(diào)諧質(zhì)量減振器都是通過 更換彈簧或變化調(diào)諧質(zhì)量來實現(xiàn)調(diào)整固有頻率的，如申請?zhí)枮?00410087664. 2之中國專利所 公布的定向垂直可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，但是，依靠更換彈簧的方法解決此類問題勢必造成 物資及人力的極大浪費，而且彈簧的剛度也很難加工得特別精確，變化調(diào)諧質(zhì)量的方法同樣過 于粗糙，難以實現(xiàn)精確調(diào)整。特別是安裝現(xiàn)場工作條件往往非常簡陋，此類涉及到TMD拆裝 的調(diào)整方法實施起來十分不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種彈簧剛度可以準確進行調(diào)整的，調(diào)整時無需 對TMD進行拆裝的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，包括質(zhì)量塊、彈簧、阻尼器和底座，其中，彈簧可以是螺旋彈簧、 碟簧或板簧，彈簧端部設置剛度調(diào)節(jié)裝置。所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括固化筒和固化材料，固化材料和彈簧設置在固化筒內(nèi)，彈簧部分 嵌在固化材料當中。利用固化材料將與其浸沒的彈簧部分固化成一體，從而使彈簧被固定部 分完全或部分失去原有彈性，從而實現(xiàn)改變彈簧剛度的目的。所述固化材料包括低熔點、常 溫下可固化的金屬材料或高分子材料，如金屬鉛等，或常溫混合后可以固化的雙組份及多組 份復合材料，如環(huán)氧樹脂；剛度調(diào)節(jié)裝置還可以是約束塊，約束塊從一端插入設置于彈簧內(nèi) 部，或沿彈簧下表面設置。利用約束塊限制實際參與工作的彈簧的有效長度，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié) 彈簧剛度，進而達到調(diào)整固有頻率的目的。約束塊與其鄰近的質(zhì)量塊或底座相連，也可以與 待隔振的構件直接相連。對于螺旋彈簧，可以在約束塊表面設置與彈簧簧絲之間空隙對應的 螺旋狀凸起，約束塊旋入彈簧后，約束塊表面的凸起卡在彈簧簧絲之間，使該部分彈簧彈性 喪失。為提高約束塊的耐磨損性能，還可以在約束塊表面設置耐磨層或外設耐磨套。
為了便于調(diào)整系統(tǒng)阻尼比，當采用普通孔隙節(jié)流式液壓阻尼器時，可以在阻尼器的活塞 兩端腔室間設置聯(lián)通管路，聯(lián)通管路上還設置用于控制液壓油流量的調(diào)節(jié)閥門。這樣通過闊 門控制腔室間液壓油的流量就可以順利實現(xiàn)改變阻尼器阻尼特性，進而達到調(diào)整系統(tǒng)阻尼比 的目的；此外，阻尼器還可以是由阻尼缸、粘滯阻尼液及活塞構成的粘著式阻尼器，其中， 活塞和粘著阻尼液設置在阻尼缸內(nèi)，活塞至少部分浸入粘著阻尼液中。根據(jù)粘著式阻尼器的 工作原理，活塞與阻尼缸相對運動時產(chǎn)生的阻尼力主要由阻尼液的粘著力組成，阻尼液由高 粘度的阻尼液體構成，如硅油或甲基硅油，阻尼力的主要作用面位于活塞的側(cè)面，阻尼力與 活塞在阻尼缸內(nèi)上下移動過程中和粘著阻尼液發(fā)生接觸的有效粘著工作面積成正比，因此， 通過調(diào)整阻尼劑液面高度，就可以改變活塞的實際工作面積，從而達到改變阻尼器之阻尼比 的目的。由于本發(fā)明的調(diào)諧質(zhì)量減振器采用的是開放式的粘著阻尼器，阻尼器無需耐壓密封， 因此拆裝十分方便，可以隨時將阻尼器拆開，通過添加或減少粘著阻尼液來改變阻尼器的阻 尼比，進而優(yōu)化整個系統(tǒng)的阻尼比。為了便于此類阻尼器精確而方便地調(diào)整阻尼比，針對粘 著式阻尼器設有阻尼調(diào)節(jié)裝置。阻尼調(diào)節(jié)裝置可以是固定設置在活塞一端的調(diào)高螺柱，調(diào)高 螺柱與其上方質(zhì)量塊或底座相連；也可以是固定設置在阻尼缸一端的調(diào)高螺柱，調(diào)高螺柱與 其下方的底座或質(zhì)量塊相連；還可以是阻尼缸體上部或上方設置的灌裝孔和阻尼缸體下部或 下方設置的排液孔，排液孔上設有絲堵。灌裝孔上可以設置絲堵，也可以采取其他防塵防水 的常規(guī)封閉處理。阻尼器的活塞為管狀，或/和棒狀，或/和板狀。阻尼缸體內(nèi)部設置至少一 個子缸，子缸之間彼此連通，活塞同時與阻尼缸體和子缸體配合，或設置數(shù)量與子缸數(shù)量匹 配的子活塞?；钊蜃踊钊麨楣軤罱Y(jié)構時，活塞上或/和子活塞上設置排氣孔。
當采用粘著式阻尼器時，可以保證減振器實現(xiàn)順暢的動作，其能夠提供三維阻尼，因此 能有效抑制側(cè)擺，無需為參振質(zhì)量振動設置專門導向裝置，尤其當活塞與阻尼缸的間隙遠小于活塞與阻尼液的在活塞軸線方向的接觸長度時，系統(tǒng)更加穩(wěn)定，因此結(jié)構更簡單，工作更 可靠，調(diào)諧質(zhì)量減振器和阻尼器的壽命長，而且基本不需要進行維護保養(yǎng)。又由于粘著式阻 尼器中阻尼缸與活塞間為開放式配合，整個裝置不需要配合精度要求高、耐壓要求高的密封， 使用時只需要考慮基本的防水防塵，因此相對于傳統(tǒng)使用液壓油的活塞式阻尼器和小孔節(jié)流 式阻尼器，其生產(chǎn)成本得到了大幅降低，而減振效果卻更為完美，因此具有更高的性價比。
為確保參振質(zhì)量工作過程中不發(fā)生側(cè)擺，可以在質(zhì)量塊與底座之間設置導向裝置。導向 裝置可以是獨立設置的聯(lián)接于質(zhì)量塊與底座之間的導向柱，也可以是集成于阻尼器內(nèi)部的導 向塊或?qū)颦h(huán)。
本發(fā)明通過在彈簧端部設置剛度調(diào)節(jié)裝置，可以在無須對TMD進行拆裝的情況下，實現(xiàn) 了對TMD系統(tǒng)固有頻率的調(diào)整，簡化了調(diào)整工作難度，避免了人力和物資的浪費，大大降低 了施工成本。同時，通過在孔隙節(jié)流式液壓阻尼器上設置聯(lián)通管路及調(diào)節(jié)閥門，或者采用粘 著式阻尼器及阻尼調(diào)節(jié)裝置，實現(xiàn)了隨時調(diào)節(jié)調(diào)諧質(zhì)量減振器固有頻率和阻尼比的目的。在 無需拆裝TMD的情況下就可以精確地進行系統(tǒng)固有頻率和阻尼的優(yōu)化調(diào)節(jié)，可以更好的發(fā)揮 調(diào)諧質(zhì)量減振器的減振性能，保證細高建筑物及大跨度橋梁上行人及車輛運行的平穩(wěn)與安全， 有利于進一步延長細高建筑物及大跨度建筑或橋梁的使用壽命，其經(jīng)濟效益與社會效益十分 顯著。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之一。
圖2為圖1的俯視結(jié)構示意圖。
圖3為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之二。
圖4為圖3的俯視結(jié)構示意圖。
圖5為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之三。
圖6為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之四。
圖7為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之五。
圖8為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之六。
圖9為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之七。
圖10為本發(fā)明的結(jié)構示意圖之八。
圖11為圖10的D-D剖視圖。
具體實施方式
實施例一如圖l、圖2所示的本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，包括調(diào)諧質(zhì)量塊l、四根彈 簧2、阻尼器4和底座6，其中，彈簧2采用螺旋鋼彈簧，為了便于彈簧定位，在底座6及彈 簧2相鄰質(zhì)量塊上焊接設置彈簧定位座7。為了便于準確調(diào)節(jié)本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì) 量減振器的固有頻率，在彈簧2下端還設置有剛度調(diào)節(jié)裝置，所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括固化筒 8及固化筒內(nèi)設置的固化材料9，固化材料為金屬鉛。利用金屬鉛熔點低，常溫下可固化的特 點，將鉛熔成鉛水后注入固化筒，使其與浸沒的彈簧部分固化成一體，這樣被固化的彈簧部 分的彈性基本喪失，相當于彈簧的有效圈數(shù)減少，這樣就可以人為調(diào)整彈簧的剛度，進而控 制本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的固有頻率。為了輔助調(diào)整本發(fā)明減振系統(tǒng)的固有 頻率，調(diào)諧質(zhì)量塊1采用不同厚度的多塊鋼板組合，并用螺栓3固定在一起構成整個減振系 統(tǒng)的調(diào)諧質(zhì)量，精確調(diào)整之前，可以利用變化調(diào)諧質(zhì)量進行預先調(diào)整。為了保證參振質(zhì)量沿 垂向振動過程中不發(fā)生側(cè)擺，還設置有兩根導向柱5。
使用時，按照橋梁的設計參數(shù)，選擇合適的彈簧2、調(diào)諧質(zhì)量塊1和阻尼器4，將它們組 裝在底座6上，構成本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器。通過變化調(diào)諧質(zhì)量塊1的數(shù)量 對調(diào)諧質(zhì)量減振器的固有頻率進行粗調(diào)整，使其盡可能與橋梁結(jié)構共振頻率接近，然后將組 裝好的調(diào)諧質(zhì)量減振器擺放在橋梁結(jié)構的箱梁底板10上，再通過調(diào)整固化筒8內(nèi)固化材料鉛 9的使用量，精確調(diào)整彈簧2剛度，進一步優(yōu)化系統(tǒng)固有頻率，使減振系統(tǒng)的減振性能達到 最佳，最后將底板焊接固定在箱梁底板10上，當然，二者也可以利用緊固件進行固定連接。 根據(jù)工程的實際情況，此處也可以將調(diào)諧質(zhì)量減振器先焊接固定在箱梁底板10上再進行調(diào) 整，也能實現(xiàn)相同的效果。安裝了本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器后，當橋梁受到激 振力干擾發(fā)生振動時，會引起本發(fā)明調(diào)諧質(zhì)量減振器的共振，調(diào)諧質(zhì)量減振器的振動慣性力 反作用于橋梁結(jié)構本身，可以抵消激振力，達到減小橋梁結(jié)構反應的目的，同時由于調(diào)諧質(zhì) 量減振器中阻尼的存在，可以使橋梁的振動迅速得以衰減，避免了橋梁頻繁振動引發(fā)的結(jié)構 疲勞破壞，有效的延長了橋梁的使用壽命。
由于本發(fā)明減振器中螺旋鋼彈簧可以在水平和垂直方向同時產(chǎn)生作用，因此本發(fā)明彈簧 剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器可以同時衰減橋梁結(jié)構水平方向和垂直方向的振動。使用中只需 要將減振器的水平方向和垂直方向固有頻率分別調(diào)整至與橋梁結(jié)構的水平方向和垂直方向固 有頻率相對應即可。而本發(fā)明中所述的剛度調(diào)節(jié)裝置就可以實現(xiàn)同時改變螺旋鋼彈簧的水平
剛度和垂直剛度，所以在諸如本例的技術方案應用中，所述的彈簧剛度調(diào)整同時包含了彈簧 的水平剛度和垂直剛度的調(diào)整，其可以實現(xiàn)同時調(diào)節(jié)本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器 在水平方向和垂直方向的固有頻率。
本例僅以四個彈簧和一個阻尼器為代表進行了說明，根據(jù)本發(fā)明的精神，實際應用中也 可以根據(jù)需要設置不同數(shù)量甚至多組不同型號的彈簧以及多個阻尼器，需要指出的是彈簧及阻尼器應盡可能均布，以避免整個減振系統(tǒng)出現(xiàn)偏心失穩(wěn)的情況。
由于碟簧也可以很好的實現(xiàn)垂向一維減振作用，因此，基于本發(fā)明原理，在一些隔振場 所，TMD中除使用螺旋鋼彈簧外，使用碟簧也可以實現(xiàn)同樣的垂直方向減振效果。所述固化 材料除金屬鉛外，還可以是其它低熔點、常溫下可固化的金屬材料或高分子材料，或常溫混 合后可以固化的雙組份及多組份復合材料，如環(huán)氧樹酯，也都可以實現(xiàn)同樣的效果。
實施例二
如圖3、圖4所示，與實施例一不同在于，剛度調(diào)節(jié)裝置采用從上方插入彈簧2內(nèi)部設 置的約束塊ll，約束塊11與其相鄰質(zhì)量塊上焊接設置的支架12通過螺紋結(jié)構相連，并用螺 母13鎖緊。由于約束塊11與彈簧2的內(nèi)圈采用過盈配合，與約束塊ll接觸的彈簧段彈性必 然受到極大限制，這樣，通過調(diào)整約束塊ll插入彈簧內(nèi)的深度就可以人為控制彈簧的剛度， 進而達到控制本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的固有頻率的目的。此外，為了便于調(diào) 整系統(tǒng)阻尼比，在阻尼器的活塞兩端腔室間設置聯(lián)通管路14，聯(lián)通管路14上還設置用于控 制液壓油流量的調(diào)節(jié)閥門15。這樣通過控制腔室間液壓油的流量就可以順利實現(xiàn)改變阻尼器 阻尼特性，進而達到調(diào)整系統(tǒng)阻尼比的目的。
值得一提的是，當約束塊與彈簧內(nèi)圈之間采用間隙配合時，則可以僅調(diào)整彈簧的水平方 向剛度，進而實現(xiàn)減振器水平方向固有頻率的調(diào)整。因此，在應用中，也可以利用這種機理 設置與彈簧內(nèi)圈間部分表面間隙配合、部分表面過盈配合的約束塊，從而為精確調(diào)整固有頻 率參數(shù)提供更多的方便。
由于設置了阻尼調(diào)節(jié)裝置和剛度調(diào)節(jié)裝置，系統(tǒng)阻尼比及固有頻率的調(diào)整不再需要拆裝 調(diào)諧質(zhì)量減振器，因此調(diào)整操作更簡單，工作效率更高，獲得的各項參數(shù)更準確。
實施例三
如圖5所示本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，與實施例二的不同之處在于，剛度 調(diào)節(jié)裝置采用從上方旋入彈簧2內(nèi)部設置的約束塊11，在約束塊11表面設置與彈簧2簧絲 之間空隙對應的螺旋狀凸起16。當約束塊11旋入彈簧后，約束塊表面的凸起16卡在彈簧簧 絲之間，使旋入段彈簧彈性喪失，從而實現(xiàn)改變彈簧剛度的功能。約束塊ll與其相鄰質(zhì)量塊 上焊接設置的支架12通過螺紋結(jié)構相連，并用螺母13鎖緊。此外，本例中采用的阻尼器是 由阻尼缸21、粘著阻尼液23 (此處為硅油)及活塞22構成的粘著式阻尼器，阻尼缸21焊接 在底座6上，缸內(nèi)裝有粘著阻尼液23。活塞22呈管狀，其下端浸在粘著阻尼液23內(nèi)，活塞 22上端直接焊連在其上方相鄰的調(diào)諧質(zhì)量塊上。由于活塞22采用管狀結(jié)構，考慮到粘著阻 尼液的粘稠度很大，封閉在活塞內(nèi)的氣體不易排出，在活塞側(cè)壁上設置排氣孔24。
使用時，按照大跨度鋼結(jié)構建筑的設計參數(shù)，選擇合適的彈簧2、調(diào)諧質(zhì)量塊l和粘著式阻尼器，將它們組裝在底座6 h，構成本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器。然后將組 裝好調(diào)諧質(zhì)量減振器的擺放在鋼結(jié)構建筑的主梁架10上，通過變化調(diào)諧質(zhì)量塊1的數(shù)量使調(diào) 諧質(zhì)量減振器的固有頻率與鋼結(jié)構建筑共振頻率大致相同，再通過調(diào)節(jié)約束塊11的旋入深度 進行精確調(diào)整；由于粘著式阻尼器中阻尼缸與活塞間為開放式配合，拆裝十分方便，隨時可 以通過增減阻尼缸內(nèi)的粘著阻尼液使用量，優(yōu)化粘著式阻尼器的阻尼比，使減振系統(tǒng)的減振 性能達到最佳。最后將底板焊接固定在主梁架10上。當然，二者也可以利用緊固件進行固定 連接。根據(jù)工程的實際情況，此處也可以將減振器先焊接固定在主梁架10上再進行調(diào)整，也 能實現(xiàn)相同的效果。為防止塵土及水等雜質(zhì)進入阻尼缸，利用防塵布25將阻尼器上方開放處 遮擋，并用卡箍26鎖緊。
由于系統(tǒng)的阻尼比和剛度都可以實現(xiàn)精確調(diào)整，因此這種減振器獲得的各項參數(shù)更準確， 減振效果更佳。
本例僅以四個彈簧和一個粘著式阻尼器為代表進行了說明，根據(jù)本發(fā)明的精祌，實際應 用中也可以根據(jù)需要設置不同數(shù)量甚至多組不同型號的彈簧以及多個粘著式阻尼器，需要指 出的是彈簧及粘著式阻尼器應盡可能均布，以避免整個減振系統(tǒng)出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。
為了提高約束塊ll的耐磨性能，還可以在約束塊表面設置耐磨層或外設耐磨套，提高其 使用壽命。 實施例四
如圖6所示本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，與實施例二不同之處在于,采用的 阻尼器是由阻尼缸、粘著阻尼液(此處為硅油)及活塞構成的粘著式阻尼器，為了獲得更大 的阻尼比，在阻尼缸21a的內(nèi)部設置子缸體21b， 了-缸體21b將阻尼缸內(nèi)空間分隔成內(nèi)外兩 個子缸，相應的活塞22a內(nèi)部也設置棒狀子活塞22b，活塞22a和子活塞22b分別置于阻尼 缸的內(nèi)外兩個子缸內(nèi)并與其配合。這種結(jié)構實現(xiàn)了多重粘著效果，有利于進一步提高活塞的 有效工作面積，從而保證粘著阻尼器在阻尼缸直徑不變的情況下獲得更大的阻尼比。為了便 于粘著阻尼液23流通，子缸體21b下部還設置有通孔29。為了方便調(diào)節(jié)阻尼器的阻尼比， 針對本發(fā)明所使用的粘著式阻尼器還設置了阻尼調(diào)節(jié)裝置，所述阻尼調(diào)節(jié)裝置包括設置在阻 尼缸體21a上部的灌裝孔及絲堵27和設置在阻尼缸體21a下部的排液孔及絲堵28，通過打 開絲堵后添加粘著阻尼液或排出部分粘著阻尼液就可以改變活塞的實際工作面積，從而達到 改變阻尼器之阻尼比的目的。
使用時，利用灌裝孔及絲堵27和排液孔及絲堵28添加或減少粘著阻尼液就可以很容易 地實現(xiàn)改變阻尼器之阻尼比的目的。利用調(diào)整約束塊11插入彈簧2內(nèi)的深度就可以人為控制 彈簧的剛度，進而達到精確控制本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的同有頻率的目的。 使關鍵參數(shù)的精確調(diào)整變得更加容易實現(xiàn)，因此本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的調(diào)整更簡便，隔振效果更佳。 實施例五
如圖7所示本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，與實施例一的不同之處在于，調(diào)諧 質(zhì)量塊設置成兩部分，包括主質(zhì)量塊lb及對稱設置在主質(zhì)量塊lb上方的調(diào)節(jié)質(zhì)量塊la。為 了方便調(diào)節(jié)阻尼器的阻尼比，采用由阻尼缸、粘著阻尼液(此處為硅油)及活塞構成的粘著 式阻尼器。其中，在阻尼缸體21a內(nèi)部增設子缸體21b，活塞22同時與阻尼缸體21a和子缸 體21b配合，這樣保證粘著阻尼器在阻尼缸直徑不變的情況下獲得更大的阻尼比?；钊?2上 部設置用于排氣的通孔24。阻尼缸體21a及子缸體21b與底座6焊連，活塞22與上方主質(zhì) 量塊lb焊連。針對本發(fā)明所使用的粘著式阻尼器還設置了阻尼調(diào)節(jié)裝置，所述阻尼調(diào)節(jié)裝置 包括設置在主質(zhì)量塊1 b上的灌裝孔及絲堵27和設置在阻尼缸體21 a下部的排液孔及絲堵28 。 通過打開絲堵后添加粘著阻尼液或排出部分粘著阻尼液就可以改變活塞的實際工作面積，從 而達到改變阻尼器之阻尼比的目的。為了便于粘著阻尼液23流通，子缸體21b下部還設置有 通孔29。由于活塞與阻尼缸之間的側(cè)面間隙遠小于活塞與阻尼液的在軸線方向的接觸長度(二 者之比約為1:3， 一般情況下小于1:1.5即有導向作用)，還同吋提高了阻尼器的垂向^向作 用，因此系統(tǒng)工作吋更加穩(wěn)定，無需額外的導向裝置。
為了便于準確調(diào)節(jié)本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的固有頻率，在固化筒8內(nèi)設 置環(huán)氧樹脂作為固化材料。將環(huán)氧樹脂熔成液態(tài)后注入固化筒，使其與浸沒的彈簧部分固化 成一體，這樣被固化的彈簧部分的彈性基本喪失，相當于彈簧的有效圈數(shù)減少，這樣就可以 人為調(diào)整彈簧的剛度，進而控制本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器的固有頻率。
由于設置了阻尼調(diào)節(jié)裝置和剛度調(diào)節(jié)裝置，系統(tǒng)阻尼比及固有頻率的調(diào)整不再需要拆裝 調(diào)諧質(zhì)量減振器，因此調(diào)整操作更簡單，工作效率更高，獲得的各項參數(shù)更準確。
實施例六
如圖8所示，與實施例五的區(qū)別在于，阻尼調(diào)節(jié)裝置為固定設置在活塞22—端的調(diào)高螺 柱30，調(diào)高螺柱30與其上方質(zhì)量塊lb通過螺紋結(jié)構相連，并利用螺母31固定鎖緊。由于 粘著式阻尼器的阻尼比與活塞22在阻尼缸21內(nèi)上下移動過程中和粘著阻尼液發(fā)生接觸的有 效粘著工作面積成正比，因此，通過凋整調(diào)高螺柱30，就可以改變活塞22在粘著阻尼液23 中的浸入深度，也就是改變活塞的有效工作面積，從而達到改變阻尼器之阻尼比的目的。
這種阻尼調(diào)整方式更加簡便直接，且無需改變粘著阻尼液的使用量，十分容易操作。同 時采用剛度調(diào)節(jié)裝置和阻尼調(diào)節(jié)裝置的木發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，可以更好的 實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化，從而充分發(fā)揮其減振作用。實施例七
根據(jù)實施例六所述之原理，如圖9所示，阻尼調(diào)節(jié)裝置也可以是固定設置在阻尼缸21 — 端的調(diào)高螺柱30，調(diào)高螺柱30與其下方底座6上設置的框架相連，并利用螺母31固定鎖緊。 這樣，通過凋整調(diào)高螺柱30，改變阻尼缸21與活塞22之間的相對位置，就可以改變活塞22 在粘著阻尼液23中的浸入深度，從而達到改變阻尼器之阻尼比的目的。
使用這種結(jié)構的本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，可以在TMD與待減振構件安裝 結(jié)束后從外部隨時進行阻尼比參數(shù)調(diào)節(jié)，十分方便實用。
實施例八
本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器中的彈簧也可以使用板簧，如圖10所示，彈簧2 采用板簧，板簧的兩端分別與調(diào)諧質(zhì)量塊1及某大跨度橋梁的箱梁10相連。粘著式阻尼器設 置在調(diào)諧質(zhì)量塊下方，并通過其上下設置的法蘭分別與調(diào)諧質(zhì)量塊1及箱梁10連接在一起。 為了便于調(diào)整彈簧2的剛度，在彈簧2的下方還設置有剛度調(diào)節(jié)裝置。所述的剛度調(diào)節(jié)裝置 包括板簧上設置的多塊約束塊ll，約束塊11通過螺栓33和螺母32固定在箱梁10上。通過 增加或減少約束塊ll的數(shù)量，就可以改變參與振動的實際板簧長度，從而達到改變板簧剛度 和減振器固有頻率的目的。
如圖11所示，阻尼缸體21a內(nèi)部的空間被截面為十字形的隔板34分割為四個子缸，四 個截面為矩形的活塞22分別位于子缸內(nèi)，同時與子缸內(nèi)設置的四個板狀的子缸體21b配合， 這樣可以產(chǎn)生更大的阻尼力。為了增大粘著阻力，同時提供一定的導向，活塞22的下端部分 別設置了擾流導向環(huán)35。為了方便調(diào)節(jié)阻尼器的阻尼比，針對本發(fā)明所使用的粘著式阻尼器 還設置了阻尼調(diào)節(jié)裝置，所述阻尼調(diào)節(jié)裝置包括設置在阻尼缸體21a上部的灌裝孔及絲堵27 和設置在阻尼缸體21a下部的排液孔及絲堵28，通過增減粘著阻尼液23的使用量就可以實 現(xiàn)改變阻尼器阻尼比的目的。
本例所述技術方案適用于僅需垂向減振的應用場所，本例中所采用的剛度調(diào)節(jié)裝置也僅 適用于調(diào)整圖示板簧的垂向剛度。
本發(fā)明彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器可以有效的抑制橋梁或細高建筑物結(jié)構在外來激 振力作用下的共振反應，保證橋梁結(jié)構及人員車輛的安全，且結(jié)構簡單，性能優(yōu)越，經(jīng)濟效 益與社會效益均十分顯著，具有很高的推廣應用價值，可廣泛應用于各種大跨度的機場登機 橋、人行天橋、港口棧橋及細高建筑物等相關結(jié)構。
權利要求
1、一種彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，包括質(zhì)量塊、彈簧、阻尼器和底座，其中，彈簧可以是螺旋彈簧、碟簧或板簧，其特征在于彈簧端部設置剛度調(diào)節(jié)裝置。
2、 根據(jù)權利要求1所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于剛度調(diào)節(jié)裝置包括固化筒和固化材料，固化材料和彈簧設置在固化筒內(nèi)，彈簧部分嵌在固化材料中。
3、 根據(jù)權利要求2所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于所述固化材料包括低熔點、常溫下可固化的金屬材料或高分子材料，或常溫混合后可以固化的雙組份及多組份復合材料。
4、 根據(jù)權利要求1所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于剛度調(diào)節(jié)裝置為約束塊，約束塊從一端插入設置于彈簧內(nèi)部，或沿彈簧表面設置。
5、 根據(jù)權利要求4所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于約束塊表面設置與彈簧簧絲之間空隙對應的螺旋狀凸起或耐磨層，或外設耐磨套。
6、 根據(jù)權利要求1所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于阻尼器為孔隙節(jié)流式液壓阻尼器，其活塞兩端腔室間設置聯(lián)通管路，聯(lián)通管路上還設置有調(diào)節(jié)閥門。
7、 根據(jù)權利要求1所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于阻尼器是由阻尼缸、粘著阻尼液及活塞構成的粘著式阻尼器，其中，活塞和粘著阻尼液設置在阻尼缸內(nèi)，活塞至少部分浸入粘著阻尼液中。
8、 根據(jù)權利要求7所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于粘著式阻尼器設有阻尼調(diào)節(jié)裝置。
9、 根據(jù)權利要求8所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于阻尼調(diào)節(jié)裝置包括固定設置在活塞一端的調(diào)高螺柱，調(diào)高螺柱與其上方質(zhì)量塊或底座相連。
10、 根據(jù)權利要求8所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于阻尼調(diào)節(jié)裝置包括固定設置在阻尼缸一端的調(diào)高螺柱，調(diào)高螺柱與其下方的底座或質(zhì)量塊相連。
11、 根據(jù)權利要求8所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于阻尼調(diào)節(jié)裝置包括阻尼缸體上部或上方設置的灌裝孔和阻尼缸體下部或下方設置的排液孔，排液孔上設有絲堵。
12、 根據(jù)權利要求7或8所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于活塞為管狀，或/和棒狀，或/和板狀。
13、 根據(jù)權利要求7或8所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于阻尼缸體內(nèi)部設置至少一個子缸，子缸之間彼此連通，活塞同時與阻尼缸體和子缸體配合，或設置數(shù)量與子缸數(shù)量匹配的子活塞。
14、 根據(jù)權利要求13所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于活塞或子活塞為管狀結(jié)構時，活塞上或/和子活塞上設置排氣孔。
15、 根據(jù)權利要求1或7所述的彈簧剛度可調(diào)式調(diào)諧質(zhì)量減振器，其特征在于質(zhì)量塊與底座之間設有導向裝置，導向裝置獨立設置或集成于阻尼器之中。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及用于控制機場登機橋、大跨度人行天橋、港口棧橋、高層建筑及相關結(jié)構振動的質(zhì)量調(diào)諧減振器。其包括質(zhì)量塊、彈簧、阻尼器和底座，其中，彈簧可以是螺旋彈簧、碟簧或板簧，彈簧端部設置剛度調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明通過在彈簧端部設置剛度調(diào)節(jié)裝置，在無須對TMD進行拆裝的情況下，成功的實現(xiàn)了對TMD系統(tǒng)固有頻率的調(diào)整，簡化了調(diào)整工作難度，避免了人力和物資的浪費，大大降低了施工成本。同時，在無需拆裝TMD的情況下就可以進行系統(tǒng)固有頻率和阻尼的優(yōu)化調(diào)節(jié)，更好的發(fā)揮調(diào)諧質(zhì)量減振器的減振性能，保證細高建筑物大跨度橋梁上行人及車輛運行的平穩(wěn)與安全，有利于延長細高建筑物及橋梁的使用壽命，具有顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。
文檔編號E04B1/98GK101457553SQ20081008265
公開日2009年6月17日 申請日期2008年2月25日 優(yōu)先權日2007年12月14日
發(fā)明者尹學軍 申請人:尹學軍;隔而固(青島)振動控制有限公司