CN104233951B - 一种多功能粘滞阻尼器及其连接方法 - Google Patents

Abstract

一种多功能粘滞阻尼器及其连接方法，涉及桥梁技术领域，缸筒两端分别设有端盖，活塞杆的两端分别穿出两端的端盖，活塞固定套设于活塞杆，且移动设于缸筒内，两个腔室内充满阻尼介质，第一端盖的正向阻尼阀通过正向油路连通第二端盖的正向阻尼阀，第二端盖的反向阻尼阀通过反向油路连通第一端盖的反向阻尼阀，正向油路和反向油路分别设有阀门。本连接方法为在主梁或与主梁连接的上支座板上安装耳座，在桥墩顶面安装台座，将本多功能粘滞阻尼器安置于台座上的环形抱箍内，实现主梁与桥墩的连接。本发明实现减振、锁定、顶推功能，且保证所需安装空间小，稳定性好。

Description

一种多功能粘滞阻尼器及其连接方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体涉及一种多功能粘滞阻尼器及其连接方法。

背景技术

近年来，地震灾害频发，大跨度土木工程结构抗震装置倍受业界关注，应用于土木工程结构的抗震装置有金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器等多种类型。其中，粘滞阻尼器具有滞回曲线饱满、耗能能力较强、静力刚度极小等优点，应用较广泛。但是目前应用的粘滞阻尼器功能单一，仅用于成桥状态下桥梁的抗震，而在桥梁施工过程中，需要额外的施工装置才能实现桥梁的锁定及顶推。例如，在漂浮体系的斜拉桥施工时，一般通过锚杆实现主梁与桥墩之间的临时固结，锁定主梁与桥墩，以保证桥梁结构在施工过程中的安全与稳定；另外，在主梁合龙过程中，为保证结构受力的合理性，需用顶推设备，比如千斤顶，辅助调整合龙间隙。

随着桥梁跨度的增加，需要的粘滞阻尼器的行程及吨位越来越大，随之阻尼器长度和重量也越来越大，但是现有的粘滞阻尼器的连接结构一端固定于主梁上，另一端固定于桥墩，这种连接方法存在以下缺点：阻尼器整体安装长度较大；阻尼器受力不合理，尤其是在阻尼器受压时，较大的安装长度使得阻尼器容易轴向失稳；阻尼器缸筒的重量由密封件承受，造成密封件不均匀磨损，影响其的耐久性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多功能粘滞阻尼器及其连接方法，其实现减振、锁定、顶推功能，且保证所需安装空间小，稳定性好。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种多功能粘滞阻尼器，包括缸筒、活塞杆和活塞，所述缸筒两端分别设有端盖，所述活塞杆的两端分别穿出两端的端盖，所述活塞固定套设于活塞杆，且移动设于缸筒内，所述活塞将缸筒分隔为两个腔室，所述两个腔室内充满阻尼介质，所述每个端盖内分别设有一个正向阻尼阀和一个反向阻尼阀，所述每个端盖内的阻尼阀均与临近该端盖的腔室相通，其中第一端盖的正向阻尼阀通过正向油路连通第二端盖的正向阻尼阀，并且第二端盖的反向阻尼阀通过反向油路连通第一端盖的反向阻尼阀，所述正向油路和反向油路分别设有阀门。

在上述技术方案的基础上，所述正向阻尼阀和反向阻尼阀分别为若干个单向阻尼阀并联组成。

在上述技术方案的基础上，所述每个端盖均设有两个导流孔，每个导流孔均与临近该端盖的腔室连通，且每个端盖上的正向阻尼阀、反向阻尼阀分别与该端盖的一个导流孔相通。

在上述技术方案的基础上，所述缸筒外套设护罩，护罩的周围对称设置若干个锚杆，所述端盖、护罩通过锚杆紧密连接，所述活塞杆的一端设有耳板。

在上述技术方案的基础上，所述两个端盖与活塞杆之间分别设有动密封件，所述活塞与缸筒之间设置动密封件，所述两个端盖与缸筒之间分别设置静密封件。

在上述技术方案的基础上，还包括一条顶推油路，所述顶推油路的中部连接油源，两端分别连接两个端盖。

一种多功能粘滞阻尼器的连接方法，首先在主梁或与主梁连接的上支座板安装耳座，在桥墩顶面安装台座，台座上通过球轴承连接设置环形抱箍；将本多功能粘滞阻尼器安置于环形抱箍内，所述活塞杆的一端设有耳板，耳板内设有一球轴承，所述耳板位于耳座的相对位置；最后将销轴穿入耳板与耳座，实现主梁与桥墩的连接。

在上述技术方案的基础上，本多功能粘滞阻尼器安装于主梁和桥墩之间，所述耳座通过预埋件固定于主梁，所述台座通过预埋的固定锚杆固定于桥墩。

在上述技术方案的基础上，本多功能粘滞阻尼器安装于与主梁连接的上支座板和桥墩之间，所述耳座直接固定于与主梁连接的上支座板，所述台座通过预埋的固定锚杆固定于桥墩。

本发明的有益效果在于：

1、本发明多功能粘滞阻尼器的两个正向阻尼阀和正向油路、两个反向阻尼阀和反向油路分别形成两条方向相反的闭合油路，且正向油路和反向油路分别设有阀门控制油路的开闭，当活塞左右移动时实现桥梁的耗能减振、顶推功能，油路关闭时，实现桥梁的锁定功能。

2、本发明的多功能粘滞阻尼器设有一条顶推油路，当正向油路、反向油路关闭时，可以通过油源向不同腔室供油，实现顶推功能。

3、本发明多功能粘滞阻尼器的正向阻尼阀和反向阻尼阀均设置于端盖，调节及维修方便。

4、本发明多功能粘滞阻尼器的连接方法中，活塞杆的一端连接主梁，缸筒的中部连接桥墩，相比活塞杆两端分别连接主梁和桥墩的连接方法，需要支座间距大幅减小，本多功能粘滞阻尼器两端的安装距离不到现有常规安装方式的一半。

5、本发明多功能粘滞阻尼器的连接方法，活塞杆的一端连接主梁或与主梁连接的上支座板，缸筒的圆周通过环形抱箍固定于桥墩，不仅有效减小了粘滞阻尼器的长细比，使得阻尼器的受力更合理，因此减小阻尼器轴向受压失稳的可能性。而且密封件不需要承受缸筒的重量，大大改善密封件受压不均匀及磨蚀问题，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明多功能粘滞阻尼器的结构示意图；

图2为本发明多功能粘滞阻尼器另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例一种多功能粘滞阻尼器的连接方法对应的安装结构示意图；

图4为图3沿A-A＇方向的剖面示意图。

附图标记：缸筒11，活塞杆12，活塞13，端盖14，第一端盖141，第二端盖142，正向阻尼阀15，反向阻尼阀16，正向油路17，反向油路18，阀门19，阻尼介质20，腔室21，导流孔22，动密封件23，静密封件24，锚杆25，耳板26，顶推油路27，护罩28；

耳座31，环形抱箍32，台座33，球轴承34，固定锚杆35，主梁36，桥墩37。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种多功能粘滞阻尼器，包括缸筒11、活塞杆12、活塞13，所述缸筒11两端分别设有端盖14，所述活塞杆12的两端分别穿出两端盖14，且活塞杆12的一端设有耳板26，所述缸筒11外套设护罩28，护罩28的周围对称设置若干个锚杆25，所述端盖14、护罩28通过锚杆25紧密连接。所述活塞13固定套设于活塞杆12，且移动设于缸筒11内，所述活塞13将缸筒11分隔为两个腔室21，所述两个腔室21内充满阻尼介质20。所述两个端盖14与活塞杆12之间分别设有动密封件23，所述活塞13与缸筒11之间设置动密封件23，所述两个端盖14与缸筒11之间分别设置静密封件24。所述每个端盖14内分别设有一个正向阻尼阀15、一个反向阻尼阀16和两个导流孔22，所述每个端盖14内，两个导流孔22均与临近该端盖14的腔室21连通，且正向阻尼阀15、反向阻尼阀16分别对应与一个导流孔22相通。所述第一端盖141的正向阻尼阀15通过正向油路17连通第二端盖142的正向阻尼阀15，第二端盖142的反向阻尼阀16通过反向油路18连通第一端盖141的反向阻尼阀16，所述正向油路17和反向油路18分别设有阀门19，所述正向阻尼阀15和反向阻尼阀16分别为若干个薄壁单向阻尼阀并联组成。阀门19均开启时，当活塞13向第一端盖141移动时，靠近第一端盖141的腔室21内的阻尼介质20经过正向油路17流向靠近第二端盖142的腔室21；当活塞13向第二端盖142移动时，靠近第二端盖142的腔室21内的阻尼介质20经过反向油路18流向靠近第一端盖141的腔室21。本多功能粘滞阻尼器还包括一条顶推油路27，所述顶推油路27的中部连接油源，两端分别连接两个端盖14。

本实施例中，所述缸筒11的外径为400mm，内径为320mm；所述活塞杆12的长度为2700mm，直径为125mm；所述护罩28外径为600mm，内径为500mm；所述活塞13的厚度为200mm；所述每个端盖14的厚度均为200mm；所述阻尼介质20为粘温特性非常稳定的甲基硅油；所述每个正向阻尼阀15、反向阻尼阀16分别采用五个薄壁单向小孔阀并联组成，本多功能粘滞阻尼器共使用二十个同样的薄壁单向小孔阀，分别安装在设置于第一端盖141、第二端盖142内的安装孔中；所述正向油路17、反向油路18分别采用外径位40mm，内径为20mm的空心钢管；共设置四根锚杆25，所述锚杆25为直径为40mm的实心钢管。本多功能粘滞阻尼器的最大阻尼值F为3000kN，最大行程±500mm。

如图1至图4所示，一种多功能粘滞阻尼器的连接方法，所述对应的连接结构包括耳座31、环形抱箍32，台座33、球轴承34，所述耳座31通过预埋件固定于主梁36，或者所述耳座31直接固定于与主梁36连结的上支座板，所述耳座31通过销轴连接固定本多功能粘滞阻尼器的耳板26；所述台座33通过预埋的固定锚杆35固定于桥墩37顶，所述环形抱箍32用于套设固定阻尼器的缸筒11，所述环形抱箍32和台座33通过球轴承34连接，所述阻尼器的缸筒11外圆周与台座33对应的地方设有凹槽，所述环形抱箍32设置于凹槽。本多功能粘滞阻尼器的安装过程为，首先将耳座31通过预埋件安装于主梁36底面，将台座33通过预埋件固定锚杆35安装于桥墩37顶面；然后将本多功能粘滞阻尼器固定于台座33上的环形抱箍32内，耳板26位于耳座31的相对位置；最后将销轴穿入耳板26与耳座31，实现主梁36与桥墩37的连接。

在桥梁施工结束后的成桥状态下，本多功能粘滞阻尼器安装在主梁36与桥墩37之间，正向油路17、反向油路18的阀门19均处于开启状态，主梁36和桥墩37之间存在相对位移时，活塞杆12与主梁36之间相对静止，固定在桥墩37上的台座33带动缸筒11相对主梁36运动，活塞杆12带动活塞13与缸筒11相对运动，两腔室21的阻尼介质20双向过油回路吸振，实现本多功能粘滞阻尼器的耗能减振功能。

另外，在桥梁施工过程中，需要将主梁36与桥墩37之间锁定，用以保证桥梁结构的安全及稳定性。具体操作步骤为：首先将本多功能粘滞阻尼器安装在主梁36与桥墩37之间，然后关闭正向油路17、反向油路18的阀门19均关闭，从而切断本多功能粘滞阻尼器的过油回路，即可实现锁定。

在主梁36合龙过程中，保证合龙段混凝土受力合理，需要在合龙段混凝土浇铸之前，顶推合龙间隙。具体操作步骤为：首先将本多功能粘滞阻尼器水平安装在主梁36与桥墩37之间，此时正向油路17、反向油路18的阀门19均处于关闭状态；然后将顶推油路27与油源连接，且两端分别与粘滞阻尼器的两端盖14连接；通过油源对第一端盖141内供油实现本多功能粘滞阻尼器的向右顶推，通过油源对第二端盖142内供油实现本多功能粘滞阻尼器的向左顶推。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种多功能粘滞阻尼器，包括缸筒(11)、活塞杆(12)和活塞(13)，所述缸筒(11)两端分别设有端盖(14)，所述活塞杆(12)的两端分别穿出两端的端盖(14)，所述活塞(13)固定套设于活塞杆(12)，且移动设于缸筒(11)内，所述活塞(13)将缸筒(11)分隔为两个腔室(21)，所述两个腔室(21)内充满阻尼介质(20)，其特征在于：每个所述端盖(14)内分别设有一个正向阻尼阀(15)和一个反向阻尼阀(16)，每个所述端盖(14)内的阻尼阀均与临近该端盖(14)的腔室(21)相通，其中第一端盖(141)的正向阻尼阀(15)通过正向油路(17)连通第二端盖(142)的正向阻尼阀(15)，并且第二端盖(142)的反向阻尼阀(16)通过反向油路(18)连通第一端盖(141)的反向阻尼阀(16)，所述正向油路(17)和反向油路(18)分别设有阀门(19)。

2.如权利要求1所述的多功能粘滞阻尼器，其特征在于：所述正向阻尼阀(15)和反向阻尼阀(16)分别为若干个单向阻尼阀并联组成。

3.如权利要求1所述的多功能粘滞阻尼器，其特征在于：每个所述端盖(14)均设有两个导流孔(22)，每个导流孔(22)均与临近该端盖(14)的腔室(21)连通，且每个端盖(14)上的正向阻尼阀(15)、反向阻尼阀(16)分别与该端盖(14)的一个导流孔(22)相通。

4.如权利要求1所述的多功能粘滞阻尼器，其特征在于：所述缸筒(11)外套设护罩(28)，护罩(28)的周围对称设置若干个锚杆(25)，所述端盖(14)、护罩(28)通过锚杆(25)紧密连接，所述活塞杆(12)的一端设有耳板(26)。

5.如权利要求1所述的多功能粘滞阻尼器，其特征在于：两个所述端盖(14)与活塞杆(12)之间分别设有动密封件(23)，所述活塞(13)与缸筒(11)之间设置动密封件(23)，两个所述端盖(14)与缸筒(11)之间分别设置静密封件(24)。

6.如权利要求1所述的多功能粘滞阻尼器，其特征在于：还包括一条顶推油路(27)，所述顶推油路(27)的中部连接油源，两端分别连接两个端盖(14)。

7.一种基于权利要求1所述的多功能粘滞阻尼器的连接方法，其特征在于：首先在主梁(36)或与主梁(36)连接的上支座板安装耳座(31)，在桥墩(37)顶面安装台座(33)，台座(33)上通过球轴承(34)连接设置环形抱箍(32)；将本多功能粘滞阻尼器安置于环形抱箍(32)内，所述活塞杆(12)的一端设有耳板(26)，耳板(26)内设有一球轴承(34)，所述耳板(26)位于耳座(31)的相对位置；最后将销轴穿入耳板(26)与耳座(31)，实现主梁(36)与桥墩(37)的连接。

8.如权利要求7所述的多功能粘滞阻尼器的连接方法，其特征在于：本多功能粘滞阻尼器安装于主梁(36)和桥墩(37)之间，所述耳座(31)通过预埋件固定于主梁(36)，所述台座(33)通过预埋的固定锚杆(35)固定于桥墩(37)。

9.如权利要求7所述的多功能粘滞阻尼器的连接方法，其特征在于：本多功能粘滞阻尼器安装于与主梁(36)连接的上支座板和桥墩(37)之间，所述耳座(31)直接固定于与主梁(36)连接的上支座板，所述台座(33)通过预埋的固定锚杆(35)固定于桥墩(37)。