CN104612054B - 一种网状斜拉索减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网状斜拉索减振装置，包括M组均布设在同一个斜拉桥索面上的减振器，每组减振器均包括布设在同一直线上的N个减振器；斜拉桥索面为由连接于斜拉桥的主梁与索塔之间的2N道斜拉索形成的索面，2N道斜拉索均呈平行布设；M组减振器呈辐射状布设且其形成一个网状斜拉索减振体系；2N道斜拉索由上至下分为N组，每组斜拉索均包括上下相邻两道斜拉索，每组减振器中的N个减振器分别连接于N组斜拉索上；减振器包括锁链和包覆在锁链外侧的弹性外套柱，所述锁链的两端均伸出至弹性外套柱外侧，且锁链的两端均装有一个卡装于斜拉索上的卡扣装置。本发明结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好，能有效减弱斜拉索的振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种减振装置，尤其是涉及一种网状斜拉索减振装置。
背景技术
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，对斜拉结构桥梁的结构安全和使用寿命具有直接的重要影响，斜拉桥的使用安全性和耐久性在很大程度上取决于斜拉索的使用性能。由于斜拉索布置于梁体外部，并长期处于高应力状态下，在风、雨、雪等作用下，斜拉索不可避免地会发生振动。斜拉索的振动会导致拉索根部出现反复挠曲，拉索内的钢丝产生附加的挠曲应力，在上述附加的挠曲应力反复作用下，将加速拉索内钢丝的疲劳衰减，使斜拉索的使用寿命缩短，同时拉索的持续振动会使人们对桥梁的可靠度及稳定性产生怀疑，因此，对于斜拉索的振动应予以防止。
早前的斜拉索防振，一般是采用钢索或者杆件将拉索直接连接起来的防振方法，但上述防振方法的防振效果并不理想，并且索面内设置横向联系后，破坏了拉索的景观效果。而现有的防振装置是将粘弹性高阻尼衬套安装于斜拉索钢套管内，但粘弹性高阻尼衬套的造价高昂，并且对斜拉索安装精度要求极高，施工难度大，并且若斜拉索安装误差偏大，则可能会导致粘弹性阻尼衬套难以正常安装，甚至需要经过加工处理使得拉索周边的粘弹性高阻尼衬套厚度不一致，影响粘弹性高阻尼衬套厚度的使用性能，特别是出现斜拉索“涡振”现象时，梁部的粘弹性高阻尼衬套还会出现中途滑落现象，从而降低减振效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种网状斜拉索减振装置，其结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好，能有效减弱斜拉索的振动。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：包括M组均布设在同一个斜拉桥索面上的减振器，每组所述减振器均包括布设在同一直线上的N个减振器，其中N为正整数且N≥3，M为正整数且M≥2；所述斜拉桥索面为由连接于斜拉桥的主梁与索塔之间且处于同一竖直面上的2N道斜拉索形成的索面，2N道所述斜拉索均呈平行布设且其由上至下进行布设；M组所述减振器均处于同一竖直面上，M组所述减振器所处的直线均为由下至上逐渐向主梁一侧倾斜的倾斜线；M组所述减振器呈辐射状布设，且M组所述减振器形成一个网状斜拉索减振体系；2N道斜拉索由上至下分为N组，每组所述斜拉索均包括上下相邻两道所述斜拉索，每组所述减振器中的N个减振器分别连接于N组所述斜拉索上；所述减振器包括锁链和包覆在锁链外侧的弹性外套柱，所述锁链的两端均伸出至弹性外套柱外侧，且锁链的两端均装有一个卡装于斜拉索上的卡扣装置，所述减振器通过两个所述卡扣装置连接于上下相邻两道所述斜拉索之间。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：所述斜拉桥为单索塔双索面斜拉桥或双索塔双索面斜拉桥；
当所述斜拉桥为单索塔双索面斜拉桥时，所述斜拉桥包括主梁和一个布设在主梁上的索塔，所述索塔的两侧与主梁之间均设置有一个斜拉桥索面，且索塔两侧所设置的斜拉桥索面呈对称布设，两个所述斜拉桥索面上均设置有一个网状斜拉索减振体系，且两个所述斜拉桥索面上所布设的网状斜拉索减振体系呈对称布设；
当所述斜拉桥为双索塔双索面斜拉桥，所述斜拉桥包括主梁和两个布设在主梁上的索塔；每个所述索塔的两侧与主梁之间均设置有一个斜拉桥索面，两个所述索塔两侧所设置的斜拉桥索面相同，且两个所述索塔两侧所设置斜拉桥索面上的网状斜拉索减振体系相同；每个所述索塔两侧所设置的斜拉桥索面呈对称布设，且每个所述索塔两侧的两个所述斜拉桥索面上所布设的网状斜拉索减振体系呈对称布设。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：M＝3或4。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：所述主梁呈水平布设，两个所述索塔呈竖直布设，且M＝3。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：3组所述减振器分别布设在2N道斜拉索的上部、中部和下部，布设在2N道斜拉索上部的一组所述减振器布设在第一直线上，布设在2N道斜拉索中部的一组所述减振器布设在第二直线上，布设在2N道斜拉索下部的一组所述减振器布设在第三直线上，其中第一直线与水平面之间的夹角为A1，第二直线与水平面之间的夹角为A2，第三直线与水平面之间的夹角为A3，且A1＞A2＞A3。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：A1＝60°～80°，A2＝30°～40°，A3＝10°～20°。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：所述弹性外套柱为橡胶柱，所述锁链紧固包覆于所述橡胶柱内。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：所述橡胶柱为圆柱状且其直径为Φ5cm～Φ10cm。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：所述卡扣装置包括套装在斜拉索上的圆形套箍和固定在所述圆形套箍内的环形橡胶衬套，所述环形橡胶衬套垫装于所述圆形套箍和斜拉索之间。
上述一种网状斜拉索减振装置，其特征是：所述减振器还包括一层均匀涂覆在弹性外套柱外侧的光触媒涂层。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且安装布设方便，投入成本较低。
2、所采用的减振器结构简单、加工制作及安装方便且使用效果好、实用性强，只需橡胶柱、链锁、卡扣装置等简单构件组装在一起即可，与粘弹性高阻尼衬套相比，该减振器对斜拉索的安装精度要求不高，不会因为斜拉索安装误差偏大而无法正常安装，并且固定牢靠，使用效果好，不易出现中途滑落现象，具有极大的现实意义。
3、所采用的减振器外形美观，能有效增加桥梁的美感，并且所采用的网状斜拉索减振体系中各减振器位置布设合理，并且整体性好，外形美观。
4、所采用的减振器受力合理、造价低且使用效果好，减振器采用高强橡胶与高强链锁相结合使用，能有效增加减振器的阻尼和强度，与常规粘弹性高阻尼衬套相比，使用效果好，造价低廉，经济效益好。因此，所采用的减振器结构和受力合理，是减小斜拉索振动的有效形式。
5、施工方便，减震器尺寸规格一致，可进行工厂批量预制，加工质量易于保证，可在挂索的时候安装减振器，亦可在拉索安装完毕后再装减振器，安装方便且灵活，因此能有效缩短工期。
6、网状斜拉索减振体系中各减振器位置布置合理，将同一索面的两根斜拉索联系在一起的减振器布置成网状，使具有不同频率的两根斜拉索在出现振动时相互干扰，使得斜拉索最终处于某一种平衡位置，并在该平衡位置附近进行小幅度振动，从而抑制振动。
7、使用效果好、实用价值高且推广应用前景广泛，具有构造简单、实用性强、施工方便、可进行工厂批量预制、缩短工期、造价低等优点，，减振器布置成网状并能将同一索面的两根斜拉索联系在一起，使具有不同频率的两根斜拉索在出现振动时相互干扰，使得斜拉索最终处于某一种平衡位置，并在该平衡位置附近小幅度振动，从而抑制振动，从而延长了斜拉索的使用寿命，大大提高了其经济效果。综上，本发明能有效减弱现有斜拉索在风、雨、雪等作用下发生的振动现象，延长斜拉索的使用寿命。
综上所述，本发明结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好，能有效减弱斜拉索的振动，并且使用过程安全、可靠。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的使用状态参考图。
图1-1为图1中A处的局部放大图。
图2为本发明所采用减振器的纵桥向结构示意图。
图3为本发明所采用减振器的横桥向结构示意图。
附图标记说明:
1—减振器；1-1—锁链；1-2—弹性外套柱；
1-3—卡扣装置；1-4—环形橡胶衬套；1-5—光触媒涂层；
1-6—高强螺栓；2—主梁；3—索塔；
4—斜拉索。
具体实施方式
如图1、图1-1、图2及图3所示，本发明包括M组均布设在同一个斜拉桥索面上的减振器1，每组所述减振器1均包括布设在同一直线上的N个减振器1，其中N为正整数且N≥3，M为正整数且M≥2。所述斜拉桥索面为由连接于斜拉桥的主梁2与索塔3之间且处于同一竖直面上的2N道斜拉索4形成的索面，2N道所述斜拉索4均呈平行布设且其由上至下进行布设。M组所述减振器1均处于同一竖直面上，M组所述减振器1所处的直线均为由下至上逐渐向主梁2一侧倾斜的倾斜线。M组所述减振器1呈辐射状布设，且M组所述减振器1形成一个网状斜拉索减振体系。2N道斜拉索4由上至下分为N组，每组所述斜拉索4均包括上下相邻两道所述斜拉索4，每组所述减振器1中的N个减振器1分别连接于N组所述斜拉索4上。所述减振器1包括锁链1-1和包覆在锁链1-1外侧的弹性外套柱1-2，所述锁链1-1的两端均伸出至弹性外套柱1-2外侧，且锁链1-1的两端均装有一个卡装于斜拉索4上的卡扣装置1-3，所述减振器1通过两个所述卡扣装置1-3连接于上下相邻两道所述斜拉索4之间。
本实施例中，所述弹性外套柱1-2为橡胶柱，所述锁链1-1紧固包覆于所述橡胶柱内。
并且，所述橡胶柱为圆柱状且其直径为Φ5cm～Φ10cm。
实际加工时，所述锁链1-1与弹性外套柱1-2紧固连接为一体。并且，所述锁链1-1为采用高强度材料加工制作而成的高强度锁链，采用高强度锁链能有效增加减振器1的强度，以抵抗振动所引起的内力。实际使用时，可根据具体需要，对锁链1-1所采用的高强度材料进行调整，并相应对锁链1-1的强度进行调整。
本实施例中，所述橡胶柱为透明橡胶柱且其由高强橡胶加工而成。所述橡胶柱具有透光性，能有效增加斜拉桥的美感。实际加工时，可根据具体需要，通过对所述橡胶柱采用的橡胶材料和尺寸进行调整，并对所述橡胶柱的强度进行相应调整，以增加减振器的阻尼。
同时，所述减振器1还包括一层均匀涂覆在弹性外套柱1-2外侧的光触媒涂层1-5。
由于光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(其二氧化钛比较常用)，光触媒涂布于基材表面且干燥后形成薄膜，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能。实际使用过程中，所述光触媒涂层1-5在阳光照射下，能分解附着在所述橡胶柱外部的粉尘、汽车尾气造成的污染等污渍，以保持所述橡胶柱的透明度。
本实施例中，所述卡扣装置1-3包括套装在斜拉索4上的圆形套箍和固定在所述圆形套箍内的环形橡胶衬套1-4，所述环形橡胶衬套1-4垫装于所述圆形套箍和斜拉索4之间。所述环形橡胶衬套1-4能有效减小所述圆形套箍和斜拉索4之间之间的摩擦，减小对斜拉索4的磨损，增大斜拉索4的使用寿命。
本实施例中，所述圆形套箍由两个半圆形套箍体组合而成，两个所述半圆形套箍体之间通过高强螺栓1-6进行紧固连接。实际使用时，通过高强螺栓1-6将卡扣装置1-3紧固固定在斜拉索4上，所述高强螺栓1-6的数量与型号，根据斜拉桥索面上的振动引起的挠曲进行选取。
实际加工时，所述圆形套箍和环形橡胶衬套1-4的尺寸，根据所固定斜拉索4的钢套管尺寸进行确定。
本实施例中，N＝12。实际使用时，可根据具体需要，对N的取值大小进行相应调整。
实际使用过程中，通过M个所述减振器将上下相邻两道所述斜拉索4有规律的连接起来，并形成网状斜拉索减振体系。
实际使用时，M＝3或4。
本实施例中，所述主梁2呈水平布设，两个所述索塔3呈竖直布设，且M＝3。
实际布设时，可根据具体需要，对M的取值大小进行相应调整。
本实施例中，3组所述减振器1分别布设在2N道斜拉索4的上部、中部和下部，布设在2N道斜拉索4上部的一组所述减振器1布设在第一直线上，布设在2N道斜拉索4中部的一组所述减振器1布设在第二直线上，布设在2N道斜拉索4下部的一组所述减振器1布设在第三直线上，其中第一直线与水平面之间的夹角为A1，第二直线与水平面之间的夹角为A2，第三直线与水平面之间的夹角为A3，且A1＞A2＞A3。
本实施例中，A1＝60°～80°，A2＝30°～40°，A3＝10°～20°。
实际对3组所述减振器1进行安装时，可根据具体需要，对A1、A2和A3的角度值进行相应调整。
实际使用时，所述斜拉桥为单索塔双索面斜拉桥或双索塔双索面斜拉桥；
当所述斜拉桥为单索塔双索面斜拉桥时，所述斜拉桥包括主梁2和一个布设在主梁2上的索塔3，所述索塔3的两侧与主梁2之间均设置有一个斜拉桥索面，且索塔3两侧所设置的斜拉桥索面呈对称布设，两个所述斜拉桥索面上均设置有一个网状斜拉索减振体系，且两个所述斜拉桥索面上所布设的网状斜拉索减振体系呈对称布设；
当所述斜拉桥为双索塔双索面斜拉桥，所述斜拉桥包括主梁2和两个布设在主梁2上的索塔3；每个所述索塔3的两侧与主梁2之间均设置有一个斜拉桥索面，两个所述索塔3两侧所设置的斜拉桥索面相同，且两个所述索塔3两侧所设置斜拉桥索面上的网状斜拉索减振体系相同；每个所述索塔3两侧所设置的斜拉桥索面呈对称布设，且每个所述索塔3两侧的两个所述斜拉桥索面上所布设的网状斜拉索减振体系呈对称布设。
本实施例中，所述斜拉桥为双索塔双索面斜拉桥，所述主梁2以两个所述索塔3为界分为一个主跨和两个边跨。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：包括M组均布设在同一个斜拉桥索面上的减振器(1)，每组所述减振器(1)均包括布设在同一直线上的N个减振器(1)，其中N为正整数且N≥3，M为正整数且M≥2；所述斜拉桥索面为由连接于斜拉桥的主梁(2)与索塔(3)之间且处于同一竖直面上的2N道斜拉索(4)形成的索面，2N道所述斜拉索(4)均呈平行布设且其由上至下进行布设；M组所述减振器(1)均处于同一竖直面上，M组所述减振器(1)所处的直线均为由下至上逐渐向主梁(2)一侧倾斜的倾斜线；M组所述减振器(1)呈辐射状布设，且M组所述减振器(1)形成一个网状斜拉索减振体系；2N道斜拉索(4)由上至下分为N组，每组所述斜拉索(4)均包括上下相邻两道所述斜拉索(4)，每组所述减振器(1)中的N个减振器(1)分别连接于N组所述斜拉索(4)上；所述减振器(1)包括锁链(1-1)和包覆在锁链(1-1)外侧的弹性外套柱(1-2)，所述锁链(1-1)的两端均伸出至弹性外套柱(1-2)外侧，且锁链(1-1)的两端均装有一个卡装于斜拉索(4)上的卡扣装置(1-3)，所述减振器(1)通过两个所述卡扣装置(1-3)连接于上下相邻两道所述斜拉索(4)之间；
所述弹性外套柱(1-2)为橡胶柱，所述锁链(1-1)紧固包覆于所述橡胶柱内；
所述卡扣装置(1-3)包括套装在斜拉索(4)上的圆形套箍和固定在所述圆形套箍内的环形橡胶衬套(1-4)，所述环形橡胶衬套(1-4)垫装于所述圆形套箍和斜拉索(4)之间。
2.按照权利要求1所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：所述斜拉桥为单索塔双索面斜拉桥或双索塔双索面斜拉桥；
当所述斜拉桥为单索塔双索面斜拉桥时，所述斜拉桥包括主梁(2)和一个布设在主梁(2)上的索塔(3)，所述索塔(3)的两侧与主梁(2)之间均设置有一个斜拉桥索面，且索塔(3)两侧所设置的斜拉桥索面呈对称布设，两个所述斜拉桥索面上均设置有一个网状斜拉索减振体系，且两个所述斜拉桥索面上所布设的网状斜拉索减振体系呈对称布设；
当所述斜拉桥为双索塔双索面斜拉桥，所述斜拉桥包括主梁(2)和两个布设在主梁(2)上的索塔(3)；每个所述索塔(3)的两侧与主梁(2)之间均设置有一个斜拉桥索面，两个所述索塔(3)两侧所设置的斜拉桥索面相同，且两个所述索塔(3)两侧所设置斜拉桥索面上的网状斜拉索减振体系相同；每个所述索塔(3)两侧所设置的斜拉桥索面呈对称布设，且每个所述索塔(3)两侧的两个所述斜拉桥索面上所布设的网状斜拉索减振体系呈对称布设。
3.按照权利要求1或2所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：M＝3或4。
4.按照权利要求3所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：所述主梁(2)呈水平布设，两个所述索塔(3)呈竖直布设，且M＝3。
5.按照权利要求4所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：3组所述减振器(1)分别布设在2N道斜拉索(4)的上部、中部和下部，布设在2N道斜拉索(4)上部的一组所述减振器(1)布设在第一直线上，布设在2N道斜拉索(4)中部的一组所述减振器(1)布设在第二直线上，布设在2N道斜拉索(4)下部的一组所述减振器(1)布设在第三直线上，其中第一直线与水平面之间的夹角为A1，第二直线与水平面之间的夹角为A2，第三直线与水平面之间的夹角为A3，且A1＞A2＞A3。
6.按照权利要求5所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：A1＝60°～80°，A2＝30°～40°，A3＝10°～20°。
7.按照权利要求1所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：所述橡胶柱为圆柱状且其直径为Φ5cm～Φ10cm。
8.按照权利要求1或2所述的一种网状斜拉索减振装置，其特征在于：所述减振器(1)还包括一层均匀涂覆在弹性外套柱(1-2)外侧的光触媒涂层(1-5)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wu Fangwen Inventor after: Xue Chengfeng Inventor after: Zhang Xia Inventor after: Yang Caofang Inventor after: Liu Laijun Inventor after: Zhang Qingkai Inventor after: Feng Binglong Inventor after: Qiu Jiantao Inventor before: Wu Fangwen Inventor before: Yang Caofang Inventor before: Xue Chengfeng Inventor before: Zhang Qingkai Inventor before: Feng Binglong Inventor before: Qiu Jiantao |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160706 Termination date: 20210213 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |