CN105951596A - 斜拉索内置式减振阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜拉索内置式减振阻尼器，包括套装于斜拉索与拉索套管之间的环形橡胶护套，环形橡胶护套内设置有内侧钢护筒、环形油囊和外侧钢护筒，内侧钢护筒、环形油囊和外侧钢护筒由内至外布设且三者均与环形橡胶护套呈同轴布设；内侧钢护筒、外侧钢护筒、上环形钢板和下环形钢板组成一个钢护套；环形油囊位于钢护套内，环形橡胶护套内设置有供环形油囊安装的油囊安装腔；环形橡胶护套上装有与环形油囊内部连通的注油管。本发明结构简单、设计合理且加工制作及安装简便、使用效果好，能简便、快速安装于斜拉索与拉索套管之间的空隙内，对斜拉索安装精度要求低，并能与斜拉索和拉索套管进行均匀接触，减振效果好，经济实用。

Description

斜拉索内置式减振阻尼器

技术领域

本发明涉及一种减振装置，尤其是涉及一种斜拉索内置式减振阻尼器。

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。

目前，斜拉索构件的减振阻尼装置有许多种，主要可分为两类：外置式减振阻尼装置和内置式减振阻尼装置。其中，外置式减振阻尼装置是通过梁体顶面设置支架安装，通过给斜拉索侧面提供阻尼，起到抑制斜拉索振动的作用，其缺点是外置式减振阻尼器安装时占地面积比较大，整体结构也影响美观，破坏了拉索的景观效果，并且构造复杂，设备价格及养护费用较高。而内置式减振阻尼装置是在斜拉索与拉索套管之间的空隙间安装高阻尼橡胶圆筒体(也称为粘弹性高阻尼衬套)，利用橡胶和拉索之间的摩擦，以及橡胶自身的变形及粘弹阻尼耗能，起到抑制斜拉索振动的作用，具有构造简单、成本低等优点。但目前使用的内置式橡胶阻尼装置，存在阻尼橡胶筒体与斜拉索间的压力接触面小，导致斜拉索横向分力作用下橡胶体易变形开裂；并且由于斜拉索施工存在施工误差，会导致斜拉索与索套管不同心，从而需要阻尼装置具有适应施工误差的能力。另外，高阻尼橡胶圆筒体的造价高昂，并且对斜拉索安装精度要求极高，施工难度大，若斜拉索安装误差偏大，则可能会导致高阻尼橡胶圆筒体难以正常安装，甚至需要经过加工处理使得拉索周边的高阻尼橡胶圆筒体厚度不一致，影响高阻尼橡胶圆筒体的使用性能，特别是出现斜拉索“涡振”现象时，梁部的高阻尼橡胶圆筒体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，提供一种斜拉索内置式减振阻尼器，其结构简单、设计合理且加工制作及安装简便、使用效果好，能简便、快速安装于斜拉索与拉索套管之间的空隙内，对斜拉索安装精度要求低，并能与斜拉索和拉索套管进行均匀接触，减振效果好，经济实用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：包括套装于斜拉索与拉索套管之间的环形橡胶护套，所述环形橡胶护套内设置有内侧钢护筒、环形油囊和外侧钢护筒，所述内侧钢护筒、环形油囊和外侧钢护筒由内至外进行布设且三者均与环形橡胶护套呈同轴布设；所述内侧钢护筒与外侧钢护筒的顶部之间通过上环形钢板进行连接，且内侧钢护筒与外侧钢护筒的底部之间通过下环形钢板进行连接，所述上环形钢板和下环形钢板均布设于环形橡胶护套内，所述内侧钢护筒、外侧钢护筒、上环形钢板和下环形钢板组成一个钢护套；所述环形油囊位于所述钢护套内，所述环形橡胶护套内设置有供环形油囊安装的油囊安装腔；所述环形橡胶护套上装有与环形油囊内部连通的注油管。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述上环形钢板与内侧钢护筒和外侧钢护筒之间以及下环形钢板与内侧钢护筒和外侧钢护筒之间均以焊接方式进行连接，所述钢护套为密闭钢套；

所述环形橡胶护套分为位于所述钢护套内的内侧环形橡胶护层和位于所述钢护套外侧的外侧环形橡胶护层。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述钢护套位于环形橡胶护套的内侧中部。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述环形油囊位于所述钢护套的内侧中部。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述上环形钢板与下环形钢板呈平行布设且二者均与内侧钢护筒呈垂直布设；

所述内侧钢护筒的长度和外侧钢护筒的长度均≥0.8×2πr，其中D1为内侧钢护筒的直径，D2为外侧钢护筒的直径。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述注油管布设在环形橡胶护套上部，且注油管由上至下插入环形油囊内，所述环形橡胶护套和上环形钢板上均开有供注油管安装的安装孔；

所述环形橡胶护套顶部设置有对拉索套管进行限位的环形凸台。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：还包括对环形油囊内的油压进行实时检测的油压检测装置。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述注油管上装有液压泵和流量控制阀；

所述油压检测装置与主控器连接，所述液压泵和流量控制阀均由主控器进行控制且二者均与主控器连接。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述环形油囊的横截面为椭圆形。

上述斜拉索内置式减振阻尼器，其特征是：所述环形油囊的体积V1＝c×V，其中c＝30％～40％，d1为环形橡胶护套的外径，d2为环形橡胶护套的内径，h为环形橡胶护套的高度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单且加工制作简便，投入成本低。

2、结构设计合理，主要由套装于斜拉索与拉索套管之间的环形橡胶护套、布设于环形橡胶护套内的钢护套和布设于钢护套内且安装于环形橡胶护套内的环形油囊，环形橡胶护套、钢护套和环形油囊相互作用，其中环形油囊提供主动阻尼力，并且所提供的主动阻尼力能简便、快速调整。

3、体积小、重量轻且安装布设简便，占用空间小，并且本发明采用整体式构件，一次加工成型，并且属于环向设置，现场安装简便、快速。

4、使用效果好且实用价值高，具有构造简单、成本低且易于制造、安装、维护等特点，安装后可使环形橡胶护套的内外壁分别与斜拉索和斜拉索套管(即拉索套管)的管壁均匀承压并实现面接触；并且，本发明适应性好，能适应斜拉索与拉索套管同轴度有较大偏差等情况；同时，本发明阻尼力的大小可根据斜拉索的振动情况(具体是振动幅度)进行调整，能对斜拉索起到良好的减振及限位作用。另外，本发明安装在斜拉索与拉索套管之间的空隙内，不影响结构美观。因而，本发明提供了一种新的斜拉索内置式减震阻尼装置，该装置在斜拉索与拉索套管之间的空隙间安装高阻尼环形橡胶护套，并在环形橡胶护套内设置钢护套和环形油囊，安装后可使环形橡胶护套的内外壁分别与斜拉索和拉索套管壁均匀接触，能对斜拉索起到良好的减振和限位作用，并能适应斜拉索与拉索套管同轴度有较大偏差的情况。

实际使用时，将本发明安装在斜拉索与索套管之间的空隙后，通过向环形油囊内注入液压油，并将油液压力传送到与环形油囊相接触的环形橡胶护套上；环形橡胶护套产生弹性变形并挤压钢护套，钢护套对环形橡胶护套传来的非均匀力进行吸收并转化为均匀力传递到与斜拉索和拉索套管相接触的环形橡胶护套上，使环形橡胶护套受到均匀压缩并产生均匀变形，继而使得环形橡胶护套与斜拉索和拉索套管均紧密接触并受力均匀。环形油囊的油压可根据斜拉索的变化情况和现场情况进行调整，同时油压表也能准确显示出阻尼力大小。对于斜拉索与索套管不同心的情况，环形油囊可自行调整，同时也可以改变自动环形橡胶护套的厚度，简单方便。

综上所述，本发明结构简单、设计合理且加工制作及安装简便、使用效果好，能简便、快速安装于斜拉索与拉索套管之间的空隙内，对斜拉索安装精度要求低，并能与斜拉索和拉索套管进行均匀接触，减振效果好，经济实用。

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2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明的展开状态示意图。

图4为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—注油管； 2—流量控制阀； 3—油压表；

4—斜拉索； 5-1—内侧钢护筒； 5-2—外侧钢护筒；

5-3—上环形钢板； 5-4—下环形钢板； 6—环形橡胶护套；

6-1—环形凸台； 7—拉索套管； 8—环形油囊；

9—液压泵； 10—主控器。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示，本发明包括套装于斜拉索4与拉索套管7之间的环形橡胶护套6，所述环形橡胶护套6内设置有内侧钢护筒5-1、环形油囊8和外侧钢护筒5-2，所述内侧钢护筒5-1、环形油囊8和外侧钢护筒5-2由内至外进行布设且三者均与环形橡胶护套6呈同轴布设；所述内侧钢护筒5-1与外侧钢护筒5-2的顶部之间通过上环形钢板5-3进行连接，且内侧钢护筒5-1与外侧钢护筒5-2的底部之间通过下环形钢板5-4进行连接，所述上环形钢板5-3和下环形钢板5-4均布设于环形橡胶护套6内，所述内侧钢护筒5-1、外侧钢护筒5-2、上环形钢板5-3和下环形钢板5-4组成一个钢护套；所述环形油囊8位于所述钢护套内，所述环形橡胶护套6内设置有供环形油囊8安装的油囊安装腔；所述环形橡胶护套6上装有与环形油囊8内部连通的注油管1。

本实施例中，所述上环形钢板5-3与内侧钢护筒5-1和外侧钢护筒5-2之间以及下环形钢板5-4与内侧钢护筒5-1和外侧钢护筒5-2之间均以焊接方式进行连接，所述钢护套为密闭钢套。

实际加工时，所述内侧钢护筒5-1和外侧钢护筒5-2均由矩形钢板弯曲并焊接而成。

所述环形橡胶护套6分为位于所述钢护套内的内侧环形橡胶护层和位于所述钢护套外侧的外侧环形橡胶护层。

实际加工时，所述钢护套位于环形橡胶护套6的内侧中部。

本实施例中，所述环形油囊8位于所述钢护套的内侧中部。

本实施例中，所述上环形钢板5-3与下环形钢板5-4呈平行布设且二者均与内侧钢护筒5-1呈垂直布设。

所述内侧钢护筒5-1的长度和外侧钢护筒5-2的长度均≥0.8×2πr，其中D1为内侧钢护筒5-1的直径，D2为外侧钢护筒5-2的直径。

实际使用时，通过将内侧钢护筒5-1和外侧钢护筒5-2的长度限定为不小于0.8×2πr，确保环形橡胶护套6的长度方向上的减振效果，因而能有效满足减振需求。

本实施例中，所述注油管1布设在环形橡胶护套6上部，且注油管1由上至下插入环形油囊8内，所述环形橡胶护套6和上环形钢板5-3上均开有供注油管1安装的安装孔。

并且，所述环形橡胶护套6顶部设置有对拉索套管7进行限位的环形凸台6-1。

实际安装时，所述拉索套管7同轴套装于环形橡胶护套6外侧，且拉索套管7位于环形凸台6-1下方，所述环形凸台6-1的外径大于拉索套管7的外径，能简便实现对拉索套管7的轴向限位。

同时，本发明还包括对环形油囊8内的油压进行实时检测的油压检测装置。

本实施例中，所述油压检测装置为油压表3。实际安装时，所述油压表3固定在环形橡胶护套6上部，并且油压表3与注油管1或环形油囊8连接。

实际使用时，所述油压表3对注油管1内或环形油囊8内的油压进行实时检测。

本实施例中，所述注油管1上装有液压泵9和流量控制阀2。

如图4所示，所述油压检测装置与主控器10连接，所述液压泵9和流量控制阀2均由主控器10进行控制且二者均与主控器10连接。

本实施例中，所述环形油囊8的横截面为椭圆形。

并且，所述环形油囊8的体积V1＝c×V，其中c＝30％～40％，d1为环形橡胶护套6的外径，d2为环形橡胶护套6的内径，h为环形橡胶护套6的高度。

实际使用过程中，通过对环形油囊8的体积V1进行限定，能有效确保环形油囊8内油压作用充分、有效发挥，并且在环形油囊8内的油压作用下，确保本发明的减振效果更佳。

由上述内容可知，本发明安装于斜拉索4与拉索套管7之间的空隙中，主要由环形橡胶护套6、布设在环形橡胶护套6内侧的环形钢护套和布设在所述钢护套内的环形油囊8，结构简单、体积小且占用空间小，加工制作及安装布设简便。

实际使用时，通过注油管1向环形油囊8内注入液压油后，环形油囊8内的油液压力直接传递到与环形油囊8相接触的环形橡胶护套6(具体是环形橡胶护套6中位于所述钢护套内的内侧环形橡胶护层)上，所述内侧橡胶护层在环形油囊8内的油液压力作用下(即油压作用下)产生弹性变形并挤压所述钢护套；而所述钢护套对环形橡胶护套6传来的非均匀作用力进行吸收并转化为均匀力传递到与斜拉索4和拉索套管7相接触的环形橡胶护套6(包括所述内侧环形橡胶护层和环形橡胶护套6中位于所述钢护套外侧的外侧环形橡胶护层)上，并使环形橡胶护套6(包括所述内侧环形橡胶护层和所述外侧环形橡胶护层)承受均匀压缩且产生均匀变形，继而使环形橡胶护套6与斜拉索4和拉索套管7均紧密接触并受力均匀。

另外，所述环形油囊8内的油液压力(简称油压)可根据斜拉索4的变化情况(具体是斜拉索4需要减振的情况，即斜拉索的振动情况)和现场实际情况进行调整，具体是通过控制液压泵9和/或流量控制阀2即可简便、快速达到对环形油囊8内的油液压力(简称油压)进行调整的目的；同时，通过油压表3能同步准确显示出环形油囊8内的油液压力(简称油压)。所述环形油囊8内的油液压力(简称油压)为本发明主动提供的阻尼力，因而也称为本发明提供的阻尼力。

实际使用过程中，本发明对斜拉索4的安装精度要求非常低，针对斜拉索4和拉索套管7不同心的情况，环形油囊8可自行调整并达到与斜拉索4和拉索套管7均紧密接触并受力均匀的目的，同时也能自动改变环形橡胶护套6的厚度，操作简单、方便，且减振阻尼效果好。

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 (10)

1.一种斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：包括套装于斜拉索(4)与拉索套管(7)之间的环形橡胶护套(6)，所述环形橡胶护套(6)内设置有内侧钢护筒(5-1)、环形油囊(8)和外侧钢护筒(5-2)，所述内侧钢护筒(5-1)、环形油囊(8)和外侧钢护筒(5-2)由内至外进行布设且三者均与环形橡胶护套(6)呈同轴布设；所述内侧钢护筒(5-1)与外侧钢护筒(5-2)的顶部之间通过上环形钢板(5-3)进行连接，且内侧钢护筒(5-1)与外侧钢护筒(5-2)的底部之间通过下环形钢板(5-4)进行连接，所述上环形钢板(5-3)和下环形钢板(5-4)均布设于环形橡胶护套(6)内，所述内侧钢护筒(5-1)、外侧钢护筒(5-2)、上环形钢板(5-3)和下环形钢板(5-4)组成一个钢护套；所述环形油囊(8)位于所述钢护套内，所述环形橡胶护套(6)内设置有供环形油囊(8)安装的油囊安装腔；所述环形橡胶护套(6)上装有与环形油囊(8)内部连通的注油管(1)。

2.按照权利要求1所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述上环形钢板(5-3)与内侧钢护筒(5-1)和外侧钢护筒(5-2)之间以及下环形钢板(5-4)与内侧钢护筒(5-1)和外侧钢护筒(5-2)之间均以焊接方式进行连接，所述钢护套为密闭钢套；

所述环形橡胶护套(6)分为位于所述钢护套内的内侧环形橡胶护层和位于所述钢护套外侧的外侧环形橡胶护层。

3.按照权利要求1或2所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述钢护套位于环形橡胶护套(6)的内侧中部。

4.按照权利要求3所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述环形油囊(8)位于所述钢护套的内侧中部。

5.按照权利要求1或2所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述上环形钢板(5-3)与下环形钢板(5-4)呈平行布设且二者均与内侧钢护筒(5-1)呈垂直布设；

所述内侧钢护筒(5-1)的长度和外侧钢护筒(5-2)的长度均≥0.8×2πr，其中D1为内侧钢护筒(5-1)的直径，D2为外侧钢护筒(5-2)的直径。

6.按照权利要求1或2所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述注油管(1)布设在环形橡胶护套(6)上部，且注油管(1)由上至下插入环形油囊(8)内，所述环形橡胶护套(6)和上环形钢板(5-3)上均开有供注油管(1)安装的安装孔；

所述环形橡胶护套(6)顶部设置有对拉索套管(7)进行限位的环形凸台(6-1)。

7.按照权利要求1或2所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：还包括对环形油囊(8)内的油压进行实时检测的油压检测装置。

8.按照权利要求7所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述注油管(1)上装有液压泵(9)和流量控制阀(2)；

所述油压检测装置与主控器(10)连接，所述液压泵(9)和流量控制阀(2)均由主控器(10)进行控制且二者均与主控器(10)连接。

9.按照权利要求1或2所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述环形油囊(8)的横截面为椭圆形。

10.按照权利要求1或2所述的斜拉索内置式减振阻尼器，其特征在于：所述环形油囊(8)的体积V1＝c×V，其中c＝30％～40％，d1为环形橡胶护套(6)的外径，d2为环形橡胶护套(6)的内径，h为环形橡胶护套(6)的高度。