本實(shí)用新型屬于結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垂度阻尼索。

背景技術(shù)：

粘滯阻尼器由于其耗能能力強(qiáng)，工作可靠，魯棒性好，安裝方便，費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，各種各樣的粘滯阻尼器被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗風(fēng)和抗震。但粘滯阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)進(jìn)行耗能減振時(shí)，需要安裝在一個(gè)與該結(jié)構(gòu)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的附近的點(diǎn)上，通過結(jié)構(gòu)與該點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)阻尼器的活塞桿與缸體發(fā)生往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行耗能，從而減小結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。超高層建筑在地震或風(fēng)的作用下會(huì)發(fā)生較大幅度的橫向震動(dòng)(或振動(dòng))，現(xiàn)有減振技術(shù)采用調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(Tune mass damper，簡(jiǎn)稱TMD)進(jìn)行減振，但其質(zhì)量大，需要占用結(jié)構(gòu)的多層空間，并且費(fèi)用高。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，由于地震持續(xù)時(shí)間短，TMD可能來不及啟動(dòng)。特別是懸臂施工的大跨度橋梁，橋梁合攏前的大懸臂階段，在強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)發(fā)生大幅的豎向和橫向擺動(dòng)，給結(jié)構(gòu)和人員安全帶來極大隱患。目前一般采用豎向吊桿控制豎向振動(dòng)，TMD控制橫向振動(dòng)。

雙索復(fù)合阻尼索消除主索垂度，使之具有較大的軸向剛度，并利用主索的大軸向剛度實(shí)現(xiàn)在相距較遠(yuǎn)的兩結(jié)構(gòu)間實(shí)現(xiàn)減振，但其存在以下缺點(diǎn)：(1)其主索具有較大的軸向剛度，因副索在豎向平面內(nèi)下垂，所以主索和副索的豎向剛度相對(duì)較大，而橫向剛度非常小，在橫向風(fēng)作用下會(huì)發(fā)生較大的橫向變形，導(dǎo)致主索拉力顯著增大，從而引起結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形。(2)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，會(huì)在其主索、副索軸向產(chǎn)生周期變化的張拉力，當(dāng)張拉力的變化頻率與主索或副索固有頻率一致時(shí)，會(huì)導(dǎo)致主索或副索的大幅振動(dòng)，給結(jié)構(gòu)減振帶來不利影響。(3)復(fù)合阻尼索結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，吊桿的長(zhǎng)度和安裝位置必須預(yù)先精確計(jì)算及準(zhǔn)確安裝，后期變動(dòng)的難度大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種安裝簡(jiǎn)單，不需要消除橫向風(fēng)的影響，并能利用橫向風(fēng)的影響，增加耗能能力的垂度阻尼索。

本實(shí)用新型的上述目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：該垂度阻尼索，它包括主索，主索的上端與固結(jié)于結(jié)構(gòu)的上錨固點(diǎn)連接，主索的下端與固定于地面的錨碇連接；在主索中點(diǎn)固結(jié)有一根吊索，該吊索大致與主索垂直，其下端連接上橫梁；下橫梁通過另一根吊索與地面固結(jié)或直接固結(jié)于地面；在上橫梁與下橫梁之間安裝有阻尼器。

進(jìn)一步，當(dāng)主索傾角較大時(shí)，與主索中點(diǎn)固結(jié)的吊索繞過一個(gè)固定于地面的定滑輪后，其下端再連接上橫梁。

進(jìn)一步，為了加強(qiáng)阻尼索的減振效果，在上橫梁與下橫梁之間還安裝有彈簧。

本實(shí)用新型采用單主索、吊索和阻尼器結(jié)合的形式，利用結(jié)構(gòu)振動(dòng)使主索振動(dòng)，其垂度隨結(jié)構(gòu)振動(dòng)發(fā)生周期變化，利用主索垂度周期變化和彈簧的張拉共同驅(qū)動(dòng)阻尼器耗能，從而抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)。

本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

(1)采用主索連接振動(dòng)結(jié)構(gòu)和地面，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，引起主索張力發(fā)生周期性變化。

(2)利用主索自身重力使主索發(fā)生下垂，通過初始索張力大小的控制，使索具有一較小的垂度；同理，對(duì)橫向風(fēng)力有較小的水平方向垂度。

(3)周期性變化的主索張力，引起主索垂度大小發(fā)生周期性變化，通過垂度的周期性變化，結(jié)合吊索和彈簧的共同作用，驅(qū)動(dòng)阻尼器運(yùn)動(dòng)耗能，耗散振動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械能，從而抑制結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。

(4)主索小垂度可以使主索垂度變化值遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的振幅，起到運(yùn)動(dòng)放大作用，增加阻尼器耗能能力。

(5)在橫向風(fēng)作用下，主索發(fā)生水平垂度，此時(shí)，主索同時(shí)發(fā)生水平振動(dòng)和豎直振動(dòng)。參見圖2，可采用圖2所示的兩根吊索4，可以同時(shí)抑制主索的兩方向振動(dòng)。圖2中，11表示雙向振動(dòng)結(jié)構(gòu)，10表示定滑輪，5表示上上橫梁，6表示彈簧，7表示阻尼器，8表示下橫梁。

(6)與現(xiàn)有采用軸向運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)阻尼器的阻尼索相比，本實(shí)用新型安裝簡(jiǎn)單，不需要消除橫向風(fēng)的影響，并能利用橫向風(fēng)的影響，增加耗能能力。

(7)在需要的情況下，增大主索張力后，主索還能具有水平抗風(fēng)纜的性能，減小結(jié)構(gòu)在靜風(fēng)作用下的變形，因此，本實(shí)用新型能同時(shí)具有減小結(jié)構(gòu)在靜風(fēng)下的變形能力，及結(jié)構(gòu)受風(fēng)作用的風(fēng)致振動(dòng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型變形應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

參見圖1，以輸電塔等高聳結(jié)構(gòu)減振為例，高聳結(jié)構(gòu)在大風(fēng)作用下發(fā)生振動(dòng)(一般為結(jié)構(gòu)左右搖擺)，簡(jiǎn)化為圖1所示的振動(dòng)結(jié)構(gòu)1。從圖1中可見，主索2的上端與固結(jié)于振動(dòng)結(jié)構(gòu)1的上錨固點(diǎn)9連接，主索2的下端與固定于地面的錨碇3連接。主索2在自身重力或風(fēng)力作用下發(fā)生下垂或橫向變形，偏離主索2上、下錨固點(diǎn)的直連線，一般情況下主索2中點(diǎn)到直連線的距離最大，現(xiàn)將這最大距離稱為垂度。隨著主索2張力的增大，主索2垂度減小。從圖1中還可見，在主索2的中點(diǎn)固結(jié)吊索4，吊索4大致與主索2垂直，吊索4繞過固定于地面的定滑輪10后(對(duì)于主索2傾角較小的情況，可以不加定滑輪10)，其下端連接上橫梁5；下橫梁8通過另一吊索與地面固結(jié)，或直接固結(jié)于地面；在上橫梁5與下橫梁8間并聯(lián)安裝彈簧6和阻尼器7。

當(dāng)振動(dòng)結(jié)構(gòu)1向左振動(dòng)時(shí)，主索2上、下錨固點(diǎn)的直連線距離增大，主索2張緊，其垂度減小，主索2中點(diǎn)上移；拉動(dòng)吊索4向上運(yùn)動(dòng)，吊索4拉伸阻尼器7和彈簧6，阻尼器7在變形過程中耗能。

當(dāng)振動(dòng)結(jié)構(gòu)1向右振動(dòng)時(shí)，主索2上、下錨固點(diǎn)的直連線距離減小，主索2松弛，其垂度增大，主索2中點(diǎn)下移；彈簧6拉動(dòng)吊索4向下運(yùn)動(dòng)，阻尼器6被壓縮，阻尼器6在變形過程中耗能。

以上實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型，本實(shí)用新型還可以有其它的變形、變換和應(yīng)用，比如：

(1)可將阻尼器撤除，直接變?yōu)樾毕驈埨癸L(fēng)纜。

(2)如果阻尼器能利用自身重力或其它力作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位或部分復(fù)位，彈簧也可以撤除，不影響阻尼索的減振效果。

(3)阻尼器改用其它耗能裝置，同樣可現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)減振耗能。

(4)改變主索傾角，阻尼索可對(duì)結(jié)構(gòu)豎向振動(dòng)和橫向振動(dòng)實(shí)現(xiàn)分別減振或同時(shí)減振。

(5)參見圖3，對(duì)于結(jié)構(gòu)豎向振動(dòng)，可去除主索2，吊索4直接連接于豎向振動(dòng)結(jié)構(gòu)12上，如圖3中的右索所示?；蛑魉?豎向張拉，吊索4與主索2成一夾角斜向張拉，如圖3中的左索所示。