專利名稱：彎曲型拉索顆粒阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種彎曲型拉索顆粒阻尼器。
背景技術(shù)：
近年來，在跨海、跨江大橋的修建中大跨度斜拉橋得到廣泛應(yīng)用。橋梁跨度的增加將會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)剛度的減小，在車輛、風(fēng)等荷載作用下將會(huì)更加容易發(fā)生振動(dòng)，進(jìn)而引起斜拉索的振動(dòng)。同時(shí)，為滿足通航、泄洪等要求，斜拉橋一般修建都比較高，高處風(fēng)速大，這樣帶來的一個(gè)直接的問題就是斜拉索的振動(dòng)加劇。在以上兩種因素的作用下如果不對(duì)拉索的振動(dòng)加以控制，將會(huì)引起嚴(yán)重的后果，輕則減少拉索壽命，重則影響橋梁的安全。針對(duì)斜拉索的振動(dòng)問題，目前已經(jīng)有多種控制方法，常用的控制方式為外加阻尼裝置減振。常見的阻尼器類型有油壓阻尼器、摩擦性阻尼器、磁減阻尼器、MR阻尼器以及高阻尼橡膠減振器等。在這些常用阻尼器中油壓阻尼器，也就是粘滯阻尼器應(yīng)用最多，技術(shù)也是最成熟的，但是這種阻尼器造價(jià)高，阻尼介質(zhì)的密封要求高，容易漏油，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用較高，對(duì)溫度變化敏感。為解決這些問題，需要研制一種新的阻尼器。顆粒阻尼技術(shù)已經(jīng)在航空航天、機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，土木工程領(lǐng)域也已經(jīng)有所涉及。顆粒阻尼技術(shù)主要靠顆粒間以及顆粒與容器的相互碰撞、摩擦將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，從而達(dá)到減振的效果，同時(shí)顆粒阻尼器中的顆粒還有質(zhì)量調(diào)諧作用。顆粒阻尼器，構(gòu)造簡(jiǎn)單、原理明確；適用頻帶寬，在0-6000HZ之間均有一定的效果；造價(jià)低；對(duì)溫度變化不敏感，因此開發(fā)一種既能提供減振功能，又能克服已有減振阻尼器缺點(diǎn)的顆粒阻尼器是很有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種彎曲型拉索顆粒阻尼器，它既能對(duì)拉索的振動(dòng)起到有效的控制，同時(shí)又不受溫度變化影響，造價(jià)低、適用頻帶寬。為解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種彎曲型拉索顆粒阻尼器，包括阻尼器下部支撐架、可彎曲型顆粒容器、填充顆粒和連接系統(tǒng)，所述阻尼器下部支撐架的上鋼板與可彎曲型顆粒容器的一端栓接，可彎曲型顆粒容器的另一連接端與連接系統(tǒng)的連桿連接，連桿通過螺栓與索套連接。所述阻尼器下部支撐架，是上、下兩塊鋼板通過一段鋼管焊接而成的，在鋼板上設(shè)置螺孔，下鋼板固定于橋面，上鋼板呈傾斜狀態(tài)，用于固定可彎曲型顆粒容器。所述可彎曲型顆粒容器為分層多倉(cāng)室的密閉容器，倉(cāng)室內(nèi)放置填充顆粒。每一層可設(shè)置多個(gè)倉(cāng)室。顆粒容器倉(cāng)室的劃分可設(shè)置兩種，一種是沿著容器縱向劃分，一種是沿著容器橫向劃分。具體采用何種劃分方式，可按適用性進(jìn)行選擇。可彎曲型顆粒容器還包括封裝用的容器蓋，顆粒填充結(jié)束后可用螺栓將容器蓋裝在容器上，形成一個(gè)封閉的容器。所述可彎曲型顆粒容器的另一連接端，為兩個(gè)伸出的帶有螺孔的鼻端，兩個(gè)鼻端相隔一定距離。
所述連接系統(tǒng)的連桿，為帶有倉(cāng)室的封閉連桿，倉(cāng)室內(nèi)放置填充顆粒；連桿一端的索套通過螺栓連接在斜拉索上，連桿另一端插入可彎曲型顆粒容器兩個(gè)鼻端中間，用螺栓連接。在保證連桿剛度的前提下取適當(dāng)大小的倉(cāng)室，用來填充顆粒，待顆粒填充完畢，用螺栓將封裝用鋼板連接在連桿開放一側(cè)形成一個(gè)密閉的連桿。所述填充顆粒，為重度較大的鋼珠、或碳化鎢珠、或鉛珠、或粗砂。本發(fā)明的優(yōu)越功效:
1)利用容器的可彎曲性，拉索振動(dòng)作用通過連桿傳下作用于顆粒容器，引起容器的彎曲振動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)顆粒運(yùn)動(dòng)，依靠顆粒間的以及顆粒與容器間的相互碰撞、摩擦消耗能量，填充顆粒還起到質(zhì)量調(diào)諧作用；
2)同時(shí)在連桿內(nèi)填充顆粒，既節(jié)約了鋼材又能增加阻尼效果；
3)本發(fā)明阻尼器為顆粒阻尼器，具有頻帶寬、對(duì)溫度變化不敏感的特點(diǎn)，所使用的材料都對(duì)溫度變化不敏感，因此使用環(huán)境不受溫度變化的影響；
4)本發(fā)明所使用的材料為常見的鋼材，容易獲得，不需特殊的材料加工，制造工藝簡(jiǎn)
單；
5)本發(fā)明工作原理簡(jiǎn)單，構(gòu)件之間的連接多采用螺栓連接，構(gòu)件組合方便，便于安裝；
6)本發(fā)明克服了斜拉索振動(dòng)控制常用的油壓阻尼器漏油、受溫度變化影響大、制造工藝要求高等缺點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明阻尼器下部支撐架的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明可彎曲型顆粒容器縱向分區(qū)的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明可彎曲型顆粒容器橫向分區(qū)的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明顆粒的示意 圖6為本發(fā)明連桿的結(jié)構(gòu)示意 圖中標(biāo)號(hào)說明
I一阻尼器下部支撐架；
11一上鋼板；12—鋼管；
13—下鋼板；
2—可彎曲型顆粒容器；
21 一倉(cāng)室；22—鼻端；
3—顆粒；
4一連接系統(tǒng)；
41一連桿；42—倉(cāng)室。
具體實(shí)施例請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種彎曲型拉索顆粒阻尼器，包括阻尼器下部支撐架
1、可彎曲型顆粒容器2、填充顆粒3和連接系統(tǒng)4。
如圖2所示，阻尼器下部支撐I由上鋼板11、下鋼板13和一段鋼管12焊接而成，在鋼板上設(shè)置螺孔，下鋼板13用膨脹螺栓固定于橋面，上鋼板11設(shè)置一定的傾角用于固定可彎曲型顆粒容器2，用螺栓連接。上、下鋼板與鋼管12的焊接，先將一段直徑略大于鋼管的鋼圈焊接與鋼板上，并在鋼圈周圍焊接四塊三角形鋼塊支撐鋼圈，然后將鋼管12套入鋼圈將兩者焊接在一起，形成阻尼器的下部支撐架I。可彎曲型顆粒容器2是一個(gè)可彎曲的分層多倉(cāng)室的容器，利用可彎曲型顆粒容器2的連接系統(tǒng)4傳來的拉索振動(dòng)并引起顆粒的運(yùn)動(dòng)，消耗能量。分層、分倉(cāng)是為了避免顆粒聚集引起顆粒擠壓，可彎曲型顆粒容器2需保持一個(gè)側(cè)面開放用以填充顆粒3，可彎曲型顆粒容器2可以通過鑄造工藝一次鑄造而成或者焊接而成并在其開放側(cè)面的邊緣設(shè)置螺孔，用以連接容器蓋封閉容器?？蓮澢皖w粒容器2的前面設(shè)置連接端，連接端由兩個(gè)伸出的帶有螺孔的鼻端22組成，兩鼻端22相隔一定距離用來插入連桿41。倉(cāng)室21的劃分可以采取不同的方式如圖3、圖4所示。對(duì)于圖4所示的容器可以根據(jù)顆粒的起振振幅，采用不同粒徑的顆粒，一般振幅大的采用大粒徑顆粒，振幅小的采用小粒徑顆粒。顆粒填充完畢以后，可用螺栓將容器蓋安裝在容器上，從而形成密閉容器。如圖5所示，填充顆粒3可以采用重度比較大的鋼珠、碳化鎢珠、粗砂等顆粒，填充顆粒的作用主要是通過摩擦、碰撞消耗能量，顆粒填充時(shí)采用合適的填充率。如圖6所示，連接系統(tǒng)4包括一根帶倉(cāng)室42的可填充顆粒的、側(cè)面開放的連桿41，用于連接拉索的索套以及用于銷栓連接的螺栓和封裝連桿用的鋼板。在保證連桿的剛度的前提下取適當(dāng)大小的倉(cāng)室42，待顆粒填充完畢，用螺栓將封裝用鋼板連接在連桿開放一側(cè)形成一個(gè)密閉的連桿41。索套通過螺栓連接在拉索上，用連桿41將可彎曲型顆粒容器2以及拉索連接在一起。當(dāng)斜拉索受到外界作用產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)將通過連桿41引起可彎曲型顆粒容器2的彎曲，此時(shí)可彎曲顆粒容器2類似于自由端受橫向力的懸臂梁，它會(huì)在連接系統(tǒng)4傳來的斜拉索的振動(dòng)作用下產(chǎn)生彎曲振動(dòng)，引起其內(nèi)部顆粒的運(yùn)動(dòng)，顆粒的相互運(yùn)動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生顆粒間以及顆粒與容器壁的碰撞、摩擦，從而消耗振動(dòng)能量達(dá)到減振的效果，同時(shí)顆粒還有質(zhì)量調(diào)諧的作用。連桿41在傳遞振動(dòng)的過程中也將會(huì)引起其內(nèi)部顆粒的振動(dòng)，與可彎曲型顆粒容器2內(nèi)的顆粒具有相同的作用。
權(quán)利要求
1.一種彎曲型拉索顆粒阻尼器，包括阻尼器下部支撐架、可彎曲型顆粒容器、填充顆粒和連接系統(tǒng)，其特征在于:所述阻尼器下部支撐架的上鋼板與可彎曲型顆粒容器的一端栓接，可彎曲型顆粒容器的另一連接端與連接系統(tǒng)的連桿連接，連桿通過螺栓與索套連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲型拉索顆粒阻尼器，其特征在于:所述阻尼器下部支撐架，是上、下兩塊鋼板通過一段鋼管焊接而成的，下鋼板固定于橋面，上鋼板呈傾斜狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲型拉索顆粒阻尼器，其特征在于:所述可彎曲型顆粒容器為分層多倉(cāng)室的密閉容器，倉(cāng)室內(nèi)放置填充顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲型拉索顆粒阻尼器，其特征在于:所述可彎曲型顆粒容器的另一連接端，為兩個(gè)伸出的帶有螺孔的鼻端，兩個(gè)鼻端相隔一定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲型拉索顆粒阻尼器，其特征在于:所述連接系統(tǒng)的連桿，為帶有倉(cāng)室的封閉連桿，倉(cāng)室內(nèi)放置填充顆粒；連桿一端的索套通過螺栓連接在斜拉索上，連桿另一端插入可彎曲型顆粒容器兩個(gè)鼻端中間，用螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的彎曲型拉索顆粒阻尼器，其特征在于:所述填充顆粒，為重度較大的鋼珠、或碳化鎢珠、或鉛珠、或粗砂。
全文摘要
本發(fā)明公開一種彎曲型拉索顆粒阻尼器，包括阻尼器下部支撐架、可彎曲型顆粒容器、填充顆粒和連接系統(tǒng)，所述阻尼器下部支撐架的上鋼板與可彎曲型顆粒容器的一端螺接，可彎曲型顆粒容器的另一連接端與連接系統(tǒng)的連桿連接，連桿通過螺栓與索套連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用容器的可彎曲性，拉索振動(dòng)作用通過連桿傳下作用于顆粒容器，引起容器的彎曲振動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)顆粒運(yùn)動(dòng)，依靠顆粒間的以及顆粒與容器間的相互碰撞、摩擦消耗能量，使用環(huán)境不受溫度變化影響，造價(jià)低、適用頻帶寬。
文檔編號(hào)E04B1/98GK103161235SQ20131007267
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者淡丹輝, 陳祖賀, 徐斌, 孫利民 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)