CN101457554B - 阻尼比可调式调谐质量减振器 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及用于相关结构振动的阻尼比可调式质量调谐减振器。其包括质量块、弹簧、阻尼器和底座，特征是阻尼器由阻尼缸、粘着阻尼液及活塞构成的粘着式阻尼器，其中，活塞和粘着阻尼液设置在阻尼缸内，活塞至少部分浸入粘着阻尼液中。本发明采用粘着阻尼液及活塞构成的粘着式阻尼器，能够提供三维阻尼，因此能有效防止侧翻，保证减振器实现顺畅的动作，无需为参振质量振动设置专门导向装置，工作可靠，基本不需要进行维护保养，具有较高的性价比；同时，实现了随时调节调谐质量减振器固有频率和阻尼比的目的，更好的发挥减振器的减振性能，保证细高建筑物大跨度桥梁上行人及车辆运行的平稳与安全，有利于延长其使用寿命，具有显著的经济与社会效益。

Description

阻尼比可调式调谐质量减振器

技术领域

本发明属于土木工程结构减振技术领域，具体涉及一种用于控制机场登机桥、大跨度人行天桥、港口栈桥、高层建筑及相关结构振动的调谐质量减振器。

背景技术

随着城市建设的发展，城市交通网络越来越发达，各种大跨度的机场登机桥、人行天桥、港口栈桥等桥梁结构得到了广泛的应用，为人们的出行带来了极大的便利。但是，此类桥梁虽然强度和刚度比较容易满足设计要求，其竖向振动的频率却普便都比较低(例如大跨度人行天桥的竖向频率通常只有2赫兹左右)，在风载、行人、车辆等动载作用下容易发生共振，给行人带来不舒服的感觉，造成桥梁自身结构损坏，甚至严重威胁到行人和车辆的安全。此外，一些细高建筑或大型钢结构建筑，如烟筒、体育场馆等，在外界风激励或人员行动激励作用下也容易发生共振。如何防止这类大跨度或细高结构的低频结构物发生破坏性共振成为工程设计中不得不着手解决的现实问题。调谐质量减振器(也有文献中称质量调谐阻尼器，或称质量调谐减振器，本文中简称TMD或减振器)是一种有效的减振控制装置，将它的固有频率调整到接近结构的自振频率，然后安装在结构上。当结构受到激振力干扰发生振动时，引起调谐质量减振器的共振，利用调谐质量减振器的振动惯性力反作用于结构本身，从而抵消激振力，达到减小结构反应的目的。需要指出的是，没有阻尼的调谐质量减振器在实践上很少使用，因为一但参数不准或激振力频率发生改变，结构的振幅就会迅速增大，形成新的共振，所以无阻尼调谐质量减振器的减振频率范围很窄。由此可见，要想最大限度发挥调谐质量减振器的减振作用，不仅要求其固有频率要尽可能接近结构的自振频率，还需要其阻尼比保持在最佳值。由于桥梁实际共振频率与设计存在偏差，以及部分桥梁后期设置巨幅广告等因素影响，桥梁结构的具体参数易发生变化，这就要求调谐质量减振器的固有频率和阻尼比都应该可以随时进行相应调整。可是，现有调谐质量减振器虽然可以实现随时调整固有频率，但其阻尼器多为小孔节流式或液压油活塞式结构，阻尼器的阻尼比都是一定的，调整阻尼比只能更换阻尼器，此外阻尼器处于往复振动条件下密封损坏较快，密封损坏后阻尼腔的压力差无法保持原设计，阻尼力下降，必须更换，而阻尼器的价格很高，依靠更换的方法解决此类问题势必造成极大的浪费。此外，现有调谐质量减振器的水平刚度普遍较差，易发生侧向摇摆，因此还需要设置导向装置才能实现垂向振动，如申请号为200410087664.2之中国专利所公布的定向垂直可调式调谐质量减振器。一旦导向装置与振动部分的配合不顺畅，这类调谐质量减振器的性能就会受到极大影响，因此必须定期检查维护，十分不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种阻尼比可以随时进行调整，阻尼器寿命长，基本无需维护和更换，导向功能强，同时刚度易于调整的阻尼比可调式调谐质量减振器。

本发明是这样实现的，包括质量块、弹簧、阻尼器和底座，其特征在于阻尼器是由阻尼缸、粘着阻尼液及活塞构成的粘着式阻尼器，其中，活塞和粘着阻尼液设置在阻尼缸内，活塞至少部分浸入粘着阻尼液中。活塞与阻尼缸相对运动时产生的阻尼力主要由阻尼液的粘着力组成，阻尼力的主要作用面位于活塞的侧面，阻尼液与活塞的接触面积可以通过阻尼液的用量进行调节。

阻尼缸体内部设置至少一个子缸，子缸之间彼此连通，活塞同时与阻尼缸体和子缸体配合，或设置数量与子缸数量匹配的子活塞。活塞或子活塞的形状为管状，或/和棒状，或/和板状。活塞或子活塞为管状结构时，活塞上或/和子活塞上设置排气孔。

根据粘着式阻尼器的工作原理，活塞与阻尼缸相对运动时产生的阻尼力主要由阻尼液的粘着力组成，阻尼液由高粘度的阻尼液体构成，如硅油或甲基硅油，阻尼力的主要作用面位于活塞的侧面，阻尼力与活塞在阻尼缸内上下移动过程中和粘着阻尼液发生接触的有效粘着工作面积成正比，因此，通过调整阻尼剂液面高度，就可以改变活塞的实际工作面积，从而达到改变阻尼器之阻尼比的目的。由于本发明的调谐质量减振器采用的是开放式的粘着阻尼器，阻尼器无需配合精度很高、耐压要求高的密封，只需要简单的防尘密封，因此拆装十分方便，可以随时将阻尼器的防尘密封拆开，通过添加或减少粘着阻尼液来改变阻尼器的阻尼比，进而优化整个系统的阻尼比。

同时，调谐质量块采用多片钢板通过螺栓组合在一起，利用增加或减少钢板数量，就可以改变总质量，从而实现随时调整本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率，或者利用不同刚度的弹簧组合直接调整本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率。这样就可以根据大跨度结构的实际情况，随时分别调整本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率和阻尼比，从而获得更好的减振效果。

利用拆分阻尼器，添加或减少粘着阻尼液的方法虽然可以实现阻尼比的调整，但是由于在拆分过程中需要拆除调谐质量，还要重新组装，花费工时较多，操作不便。同样，利用更换或减少弹簧、或增减钢板数量进行频率调整也存在着此类问题。

为简化阻尼比的调整操作程序，可以针对本发明所使用的粘着式阻尼器设置阻尼调节装置。所述阻尼调节装置可以是固定设置在活塞一端的调高螺柱，调高螺柱与其上方质量块或底座相连；也可以是固定设置在阻尼缸一端的调高螺柱，调高螺柱与其下方的底座相连；还可以是阻尼缸体上部或上方设置的灌装孔和阻尼缸体下部或下方设置的排液孔，排液孔上设有丝堵。灌装孔上可以设置丝堵，也可以采取其他防尘防水的常规封闭处理。

为简化固有频率的调整操作程序，可以针对本发明所使用的弹簧设置刚度调节装置。需要指出的是本发明阻尼比可调式调谐质量减振器中所使用的弹簧，可以是螺旋弹簧、碟簧或板簧，也可以是上述三类弹簧的组合。所述刚度调节装置可以是弹簧端部设置的固化筒及筒内设置的固化材料，弹簧位于固化筒内且部分嵌入在固化材料中，利用固化材料将与其浸没的弹簧部分固化成一体，从而使弹簧被固定部分完全或部分失去原有弹性，从而实现改变弹簧刚度的目的。所述固化材料包括低熔点、常温下可固化的金属材料或高分子材料，如金属铅等，或常温混合后可以固化的双组份及多组份复合材料，如环氧树脂等；刚度调节装置还可以是约束块，约束块从一端插入设置于弹簧内部，或沿弹簧下表面设置。利用约束块限制实际参与工作的弹簧的有效长度，从而实现调节弹簧刚度，进而调整固有频率的目的。约束块与其邻近的质量块或底座相连，也可以与待隔振的构件直接相连。对于螺旋弹簧，可以在约束块表面设置与弹簧簧丝之间空隙对应的螺旋状凸起，约束块旋入弹簧后，约束块表面的凸起卡在弹簧簧丝之间，使弹簧弹性丧失。为提高约束块的耐磨损性能，还可以在约束块表面设置耐磨层或外设耐磨套。

由于本发明采用的是粘着式阻尼器，可以保证调谐质量减振器实现顺畅的动作，其能够提供三维阻尼，因此能有效抑制侧摆，无需为参振质量振动设置专门导向装置，尤其当活塞与阻尼缸的间隙小于活塞与阻尼液的在活塞轴线方向的接触长度，特别两者比例超过1∶1.5时(如1∶2或1∶3等)，系统更加稳定。因此结构更简单，工作更可靠，调谐质量减振器和阻尼器的寿命长，而且基本不需要进行维护保养。又由于粘着式阻尼器中阻尼缸与活塞间为开放式配合，整个装置没有严格的耐压密封要求，使用时只需要考虑基本的防水防尘密封，因此相对于传统的使用液压油并利用孔隙节流原理的活塞式阻尼器，其生产成本得到了大幅降低，而减振效果却更为完美，因此具有更高的性价比。

本发明虽然在很多情况下并不需要为参振质量垂向振动设置专门的导向装置，但也并不排除导向装置的使用，必要时可以在质量块与底座之间设置导向装置，以确保参振质量不发生侧摆。导向装置可以是独立设置的联接于质量块与底座之间的导向柱，也可以是集成于阻尼器内部的导向块或导向环。

本发明通过采用粘着式阻尼器，在不影响减振性能的前提下，成功简化了调谐质量减振器的结构，大大降低了生产成本。同时，通过变化调谐质量及弹簧刚度调节装置和阻尼调节装置，实现了随时调节调谐质量减振器固有频率和阻尼比的目的，提高了减振器的工作参数精度和减振效果，可以更好的发挥调谐质量减振器的减振性能，保证细高建筑物、大跨度桥梁或类似结构上行人及车辆运行的平稳与安全，有利于进一步延长细高建筑物及桥梁的使用寿命，其经济效益与社会效益十分显著。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为本发明的结构示意图之二。

图4为本发明的结构示意图之三。

图5为图4的俯视结构示意图。

图6为本发明的结构示意图之四。

图7为本发明的结构示意图之五。

图8为本发明的结构示意图之六。

图9为本发明的结构示意图之七。

图10为本发明的结构示意图之八。

图11为图10的A部放大图。

图12为图11的B-B剖视图。

图13为本发明的结构示意图之九。

图14为图13的D-D剖视放大图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2所示的本发明阻尼比可调式调谐质量减振器，包括多个调谐质量块1、底座9、四根弹簧2和阻尼器，其中，弹簧2采用螺旋钢弹簧，为了便于弹簧定位，在底座9和弹簧相邻质量块上焊接设置定位座10。阻尼器是由阻尼缸4、粘着阻尼液5(此处为硅油)及活塞6构成的粘着式阻尼器，阻尼缸4焊接在底座9上，缸内装有粘着阻尼液5。活塞6呈管状，其下端浸在粘着阻尼液5内，活塞6上端直接焊连在其上方相邻的调谐质量块上。为了便于调整本发明减振系统的固有频率，调谐质量块1采用不同厚度的多块钢板组合，并用螺栓3固定在一起构成整个减振系统的调谐质量。活塞6采用管状结构，考虑到粘着阻尼液的粘稠度很大，封闭在活塞内的气体不易排出，在活塞侧壁上设置排气孔7。

使用时，按照桥梁的设计参数，选择合适的弹簧2、调谐质量块1和粘着式阻尼器，将它们组装在底座9上，构成本发明阻尼比可调式调谐质量减振器。然后将组装好调谐质量减振器的摆放在桥梁结构的箱梁底板8上，通过变化调谐质量块1的数量使调谐质量减振器的固有频率与桥梁结构共振频率保持一致，再通过增减阻尼缸内的粘着阻尼液使用量，优化粘着式阻尼器的阻尼比，使减振系统的减振性能达到最佳，最后将底板焊接固定在箱梁底板8上，当然，二者也可以利用紧固件进行固定连接。根据工程的实际情况，此处也可以将阻尼比可调式调谐质量减振器先焊接固定在箱梁底板8上再进行调整，也能实现相同的效果。为防止尘土及水等杂质进入阻尼缸，利用防尘布30将阻尼器上方开放处遮挡，并用卡箍31锁紧。安装了本发明阻尼比可调式调谐质量减振器后，当桥梁受到激振力干扰发生振动时，会引起本发明调谐质量减振器的共振，调谐质量减振器的振动惯性力反作用于桥梁结构本身，可以抵消激振力，达到减小桥梁结构反应的目的，同时由于调谐质量减振器中阻尼的存在，可以使桥梁的振动迅速得以衰减，避免了桥梁频繁振动引发的结构疲劳破坏，有效的延长了桥梁的使用寿命。

本例仅以四个弹簧和一个粘着式阻尼器为代表进行了说明，根据本发明的精神，实际应用中也可以根据需要设置不同数量甚至多组不同型号的弹簧以及多个粘着式阻尼器，需要指出的是弹簧及粘着式阻尼器应尽可能均布，以避免整个减振系统出现偏振或失稳的情况。

由于碟簧也可以很好的实现垂向一维减振作用，因此，基于本发明原理，在一些隔振场所，TMD中除使用螺旋钢弹簧外，使用碟簧也可以实现同样的垂向减振效果。

实施例二

如图3所示，与实施例一不同在于，调谐质量块设置成两部分，包括主质量块1b及对称设置在主质量块1b上方的调节质量块1a。为了方便调节阻尼器的阻尼比，针对本发明所使用的粘着式阻尼器还设置了阻尼调节装置，所述阻尼调节装置包括设置在主质量块1b上的灌装孔及丝堵11和设置在阻尼缸体4a下部的排液孔及丝堵12。通过打开丝堵后添加粘着阻尼液或排出部分粘着阻尼液就可以改变活塞的实际工作面积，从而达到改变阻尼器之阻尼比的目的。在阻尼缸体4a内部增设子缸体4b，活塞7同时与阻尼缸体4a和子缸体4b配合，这样保证粘着阻尼器在阻尼缸直径不变的情况下获得更大的阻尼比。为了便于粘着阻尼液5流通，子缸体4b下部还设置有通孔13。为了便于准确调节本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率，在弹簧2下端还设置有刚度调节装置，所述刚度调节装置包括固化筒14及固化筒内设置的固化材料15，固化材料为金属铅。利用金属铅熔点低，常温下可固化的特点，将铅熔成铅水后注入固化筒，使其与浸没的弹簧部分固化成一体，这样被固化的弹簧部分的弹性基本丧失，相当于弹簧的有效圈数减少，这样就可以人为调整弹簧的刚度，进而控制本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率。

由于本发明减振器中螺旋钢弹簧和阻尼均可以在水平和垂直方向同时产生作用，因此本发明阻尼比可调式调谐质量减振器可以同时衰减桥梁结构水平方向和垂直方向的振动。使用中只需要将减振器的水平方向和垂直方向固有频率分别调整至与桥梁结构的水平方向和垂直方向固有频率相对应即可。而本发明中所述的刚度调节装置就可以实现同时改变螺旋钢弹簧的水平刚度和垂直刚度，所以在诸如本例的技术方案应用中，所述的弹簧刚度调整同时包含了弹簧的水平刚度和垂直刚度的调整，其可以实现同时调节本发明阻尼比可调式调谐质量减振器在水平方向和垂直方向的固有频率。

由于设置了阻尼调节装置和刚度调节装置，系统阻尼比及固有频率的调整不再需要拆装调谐质量减振器，因此调整操作更简单，工作效率更高，获得的各项参数更准确。所述固化材料除金属铅外，还可以是其它低熔点、常温下可固化的金属材料或高分子材料，或常温混合后可以固化的双组份及多组份复合材料，如环氧树酯，也都可以实现同样的效果。

实施例三

如图4、图5所示，与实施例一的不同在于，为了方便调节阻尼器的阻尼比，针对本发明所使用的粘着式阻尼器还设置了阻尼调节装置，所述阻尼调节装置包括设置在阻尼缸体4a上部的灌装孔及丝堵11和设置在阻尼缸体4a下部的排液孔及丝堵12，通过打开丝堵后添加粘着阻尼液或排出部分粘着阻尼液就可以改变活塞的实际工作面积，从而达到改变阻尼器之阻尼比的目的。为了便于准确调节本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率，在弹簧2下端还设置有刚度调节装置，所述刚度调节装置包括从上方插入弹簧2内部设置的约束块16，约束块16与其相邻质量块上焊接设置的支架17通过螺纹结构相连，并用螺母18锁紧。约束块16与弹簧2的内圈采用过盈配合，与约束块16接触的弹簧段弹性必然受到极大限制，这样，通过约束块16插入弹簧内的深度就可以人为控制弹簧在水平方向和垂直方向的刚度，进而达到控制本发明阻尼比可调式调谐质量减振器在水平方向和垂直方向的固有频率的目的。此外，为了获得更大的阻尼比，在阻尼缸4a的内部设置子缸体4b，子缸体4b将阻尼缸内空间分隔成内外两个子缸，相应的活塞6a内部也设置棒状子活塞6b，活塞6a和子活塞6b分别置于阻尼缸的内外两个子缸内并与其配合。这种结构实现了多重粘着效果，有利于进一步提高活塞的有效工作面积，从而保证粘着阻尼器在阻尼缸直径不变的情况下获得更大的阻尼比，由于活塞与阻尼缸之间的侧面间隙远小于活塞与阻尼液的在轴线方向的接触长度，还同时提高了阻尼器垂向导向作用，无需额外的导向装置。为了便于粘着阻尼液5流通，子缸体4b下部还设置有通孔13。

使用时，利用灌装孔及丝堵11和排液孔及丝堵12添加或减少粘着阻尼液就可以很容易地实现改变阻尼器之阻尼比的目的。利用调整约束块16插入弹簧内的深度就可以人为控制弹簧的刚度，进而达到控制本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的固有频率的目的。使关键参数的精确调整变得更加容易实现，因此本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的隔振效果更佳。

值得一提的是，当约束块与弹簧内圈之间采用间隙配合时，则可以仅调整弹簧的水平方向刚度，进而实现减振器水平方向固有频率的调整。因此，在应用中，也可以利用这种机理设置与弹簧内圈间部分表面间隙配合、部分表面过盈配合的约束块，从而为精确调整固有频率参数提供更多的条件。

除本例所述约束块与弹簧的内圈采用过盈配合或间隙配合的技术方案外，也可以如图6所示，在约束块表面设置与弹簧簧丝之间空隙对应的螺旋状凸起19。当约束块16旋入弹簧后，约束块表面的凸起卡在弹簧簧丝之间，使旋入段弹簧弹性丧失。也可以实现同样的功能。此外，为了提高约束块的耐磨性能，还可以在约束块表面设置耐磨层或外设耐磨套。对于灌装孔及丝堵11，也可以如图6所示，设置在活塞6a上部，也能实现同样的功能。

实施例四

如图7所示，与实施例二的区别在于，阻尼调节装置为固定设置在活塞6一端的调高螺柱20，调高螺柱20与其上方质量块1b通过螺纹结构相连，并利用螺母21固定锁紧。由于粘着式阻尼器的阻尼比与活塞6在阻尼缸4内上下移动过程中和粘着阻尼液发生接触的有效粘着工作面积成正比，因此，通过凋整调高螺柱20，就可以改变活塞6在粘着阻尼液5中的浸入深度，也就是改变活塞的有效工作面积，从而达到改变阻尼器之阻尼比的目的。当仅用于垂向减振时，为了确保质量块振动过程中不发生侧摆，在底座与质量块之间设置两根导向柱40。

这种阻尼调整方式更加简便直接，且无需改变粘着阻尼液的使用量，十分容易操作。

实施例五

根据实施例四所述之原理，如图8所示，阻尼调节装置也可以是固定设置在阻尼缸4一端的调高螺柱20，调高螺柱20与其下方底座9上设置的框架相连，并利用螺母21固定锁紧。这样，通过凋整调高螺柱20，改变阻尼缸4与活塞6之间的相对位置，就可以改变活塞6在粘着阻尼液5中的浸入深度，从而达到改变阻尼器之阻尼比的目的。

使用这种结构的本发明阻尼比可调式调谐质量减振器，可以在TMD与待减振构件安装结束后从外部随时进行阻尼比参数调节，十分方便实用。

实施例六

除立式应用外，只要将结构稍加变化就可以得到悬吊式应用的本发明阻尼比可调式调谐质量减振器，如图9所示，弹簧2选用拉簧，弹簧两端分别与底板9及相邻的调谐质量块1焊连在一起，所有调谐质量块均设置在弹簧2下方，并通过螺栓3组合在一起构成减振系统的调谐质量。活塞6上端固定设置的调高螺栓20通过螺纹结构与底座9上设置的小框架相连，并用螺母21紧固，活塞6下端位于阻尼缸4内，且部分浸没在粘着阻尼液5中。阻尼缸6焊接固定在下方相邻的质量块上。为防止尘土及水等杂质进入阻尼缸，利用防尘布30将阻尼器上方开放处遮挡，并用卡箍31扎紧。

使用时，将组装好并已经过参数预调整的本发明阻尼比可调式调谐质量减振器的底座9焊接在桥梁结构的箱梁底板8上，实现悬吊安装。再根据桥梁的实际参数，调整调谐质量减振器的固有频率和阻尼比至最佳即可。其中通过调高螺栓可以调节活塞的浸入深度，从而调整减振器的阻尼比，通过调节固定于质量块上的钢板的数量可以调节减振器的固有频率。

实施例七

除适用于抗垂直振动或水平及垂直复合振动外，本发明阻尼比可调式调谐质量减振器也适用于抗单纯的水平振动。如图10所示，调谐质量减振器设置在超高建筑物8的上方，包括调谐质量块1、弹簧2和粘着式阻尼器。粘着式阻尼器通过两端铰接的拉杆22分别与调谐质量1和建筑物8相连。弹簧2两端也分别与调谐质量1和建筑物8相连。为了顺利实现调谐质量的水平移动，减少滚动阻力，在调谐质量1的下方设置低阻力滚轮23。

如图11、图12所示，本例所采用的粘着式阻尼器的阻尼缸体4a内设置子缸体4b，相应的活塞6a内设置子活塞6b与子缸配合。阻尼缸4a端部设置缸盖24。活塞6a顶部设有一补偿腔室，补偿腔室内设有气密弹性膜35，其一侧充有压缩空气，一侧充满阻尼液体，并与阻尼腔室连通，用以补偿阻尼腔室的体积变化；为了增大粘着阻力，同时提供一定的导向，活塞6a和子活塞6b的端部分别设置了扰流导向环26a和26b，导向装置无须特别精密，允许留有适当径向间隙，因此活塞6a和子活塞6b与阻尼缸体4a及子缸体4b的摩擦也很小，阻尼器启动阻力也很小。上述阻尼缸体4a、子缸体4b、活塞6a及子活塞6b的截面为同心圆，当然，在实际应用中，其截面形状也可以是同心的矩形等其它形状，也能起到相同的作用。

因为阻尼器需要在阻尼缸水平状态下工作，所以在阻尼器上设柔性气密密封，柔性密封为一橡胶波纹套25，其两端硫化有法兰盘36，法兰盘36分别与活塞6a和缸盖24通过螺栓37联接，联接面之间设有密封垫片，保证阻尼液体不泄漏。为了方便调节阻尼器的阻尼比，在阻尼缸体4a底部设置有灌装孔及丝堵11和排液孔及丝堵12。

当发生地震或台风时，其产生的激振力会使超高建筑物8产生水平振动，这时本发明阻尼比可调式调谐质量减振器就会工作，调谐质量1振幅加大，其产生作用力的相位与外界激振力的相位相反，与激振力抵消，同时阻尼器动作过程中不断消耗振动能量，使建筑物8的振幅控制在允许的范围内，使建筑物结构得到保护。

实施例八

本发明阻尼比可调式调谐质量减振器中的弹簧也可以使用板簧，如图13所示，弹簧2采用板簧，板簧的两端分别与调谐质量块1及某大跨度桥梁的箱梁8相连。粘着式阻尼器设置在调谐质量块下方，并通过其上下设置的法兰分别与调谐质量块1及箱梁8连接在一起。为了便于调整弹簧2的刚度，在弹簧2的下方还设置有刚度调节装置。所述的刚度调节装置包括紧贴板簧设置的多块约束块16，约束块16通过螺栓28和螺母27固定在箱梁8上。通过增加或减少约束块16的数量，就可以改变参与振动的板簧实际作用长度，从而达到改变板簧刚度和减振器固有频率的目的。

如图14所示，阻尼缸体4a内部的空间被截面为十字形的隔板29分割为四个子缸，四个截面为矩形的活塞6分别位于子缸内，同时与子缸内设置的四个板状的子缸体4b配合，这样可以产生更大的阻尼力。为了增大粘着阻力，同时提供一定的导向，活塞6的下端部分别设置了扰流导向环26。为了方便调节阻尼器的阻尼比，针对本发明所使用的粘着式阻尼器还设置了阻尼调节装置，所述阻尼调节装置包括设置在阻尼缸体4a上部的灌装孔及丝堵11和设置在阻尼缸体4a下部的排液孔及丝堵12，通过增减粘着阻尼液5的使用量就可以实现改变阻尼器阻尼比的目的。

为防止使用过程中灰尘或雨水等进入阻尼缸，利用橡胶波纹套25将阻尼缸开放端封闭起来。本例所述技术方案适用于仅需垂向减振的应用场所，本例中所采用的刚度调节装置也仅适用于调整图示板簧的垂向刚度。

本发明阻尼比可调式调谐质量减振器可以有效的抑制桥梁、细高建筑物结构或类似结构在动荷载作用下的共振反应，保证桥梁结构及人员车辆的安全，且结构简单，造价低廉，经济效益与社会效益均十分显著，具有很高的推广应用价值，可广泛应用于各种大跨度的机场登机桥、人行天桥、港口栈桥、体育场馆，以及细高建筑物、烟筒和电视塔等相关结构。

Claims (14)

1.一种阻尼比可调式调谐质量减振器，包括质量块、弹簧、阻尼器和底座，其特征在于阻尼器是由阻尼缸、粘着阻尼液及活塞构成的粘着式阻尼器，其中，活塞和粘着阻尼液设置在阻尼缸内，活塞至少部分浸入粘着阻尼液中，阻尼力的主要工作面位于活塞的侧面，粘着式阻尼器设有阻尼调节装置，通过阻尼调节装置调节活塞与粘着阻尼液的接触面积。

2.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于阻尼调节装置包括固定设置在活塞一端的调高螺柱，调高螺柱与其上方的质量块或底座相连。

3.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于阻尼调节装置包括固定设置在阻尼缸一端的调高螺柱，调高螺柱与其下方的底座或质量块相连。

4.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于阻尼调节装置包括阻尼缸体上部或上方设置的灌装孔和阻尼缸体下部或下方设置的排液孔，排液孔上设有丝堵。

5.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于阻尼缸体内部设置至少一个子缸，子缸之间彼此连通，活塞同时与阻尼缸体和子缸体配合，或设置数量与子缸数量匹配的子活塞。

6.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于活塞或子活塞的形状为管状，或/和棒状，或/和板状。

7.根据权利要求6所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于活塞或子活塞为管状结构时，活塞上或/和子活塞上设置排气孔。

8.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于弹簧上设置刚度调节装置。

9.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于刚度调节装置包括固化筒和固化材料，固化材料和弹簧设置在固化筒内，弹簧部分嵌入在固化材料中。

10.根据权利要求9所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于所述固化材料包括低熔点、常温下可固化的金属材料或高分子材料，或常温混合后可以固化的双组份及多组份复合材料。

11.根据权利要求10所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于刚度调节装置为约束块，约束块从一端插入设置于弹簧内部，或沿弹簧表面设置。

12.根据权利要求11所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于约束块表面设置耐磨层或与弹簧簧丝之间空隙对应的螺旋状凸起，或外设耐磨套。

13.根据权利要求12所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于质量块与底座之间设有导向装置，导向装置独立设置或集成于阻尼器之中。

14.根据权利要求1所述的阻尼比可调式调谐质量减振器，其特征在于阻尼器中活塞与阻尼缸之间的侧面间隙小于活塞与阻尼液的在轴线方向的接触长度。

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