CN107938497A - 竖向调谐质量阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明属于结构减振技术领域，具体涉及一种竖向调谐质量阻尼器，包括导杆、质量块和弹性件，所述导杆竖直设置，所述质量块可滑动地套设在所述导杆上；所述弹性件的固定端与主体结构相对固定，自由端与所述质量块连接。本发明的目的在于：针对现有竖向调谐质量阻尼器存在减振效果不佳的问题，提供一种竖向调谐质量阻尼器，该竖向调谐质量阻尼器的质量块在竖向上不发生扭转，控制模态的竖向振动效果更佳。本发明将导杆竖直设置，质量块的运动方向被限制在竖向上，防止阻尼器的扭转振动，使得桥梁等主体结构的竖向防振效果更显著。

Description

竖向调谐质量阻尼器

技术领域

本发明属于结构减振技术领域，具体地，涉及一种竖向调谐质量阻尼器。

背景技术

土木、机械领域广泛采用调谐质量阻尼器来控制结构低频振动；诸如行人荷载作用下人行桥的共振，大高宽比结构在风荷载作用下的振动，以及桥梁及圆筒状结构的风致涡振等。理论及实践均证明，调谐质量阻尼器对具有卓越频率的振动有良好的抑制效果。尤其，随着结构计算、施工技术和建筑材料等方面科技水平的不断进步，桥梁的跨度越来越大，因此对桥梁的抗振动性能提出了更高的要求。

对于控制结构单向振动的情况，只需安装振动方向与结构振动方向一致的单向振动调谐质量阻尼器。车辆或行人经过桥梁时，会使桥梁产生竖向振动，安装竖向调谐质量阻尼器是提高桥梁抗振动性能一种常用的方法。现有竖向调谐质量阻尼器主要存在如下问题。应用于工程上的竖向减振阻尼器的弹性元件多为多点弹性体，平面尺寸一般都在0.5m以上，甚至更大。安装在桥梁上之后，从顺着运动的方向上看，阻尼器本身各点的运动幅值不同，导致阻尼器质量块的运动不是纯竖向的，而是存在扭转振动的现象，导致减振效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有竖向调谐质量阻尼器存在的减振效果不佳的问题，提供一种竖向调谐质量阻尼器，该竖向调谐质量阻尼器的质量块在竖向上不发生扭转，控制模态的竖向振动效果更佳。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

竖向调谐质量阻尼器，包括导杆、质量块和弹性件，所述导杆竖直设置，所述质量块可滑动地套设在所述导杆上；所述弹性件的固定端与主体结构相对固定，自由端与所述质量块连接。导杆竖直设置，质量块的运动方向被限制在竖向上，防止质量块的扭转振动。当主体结构发生振动时，弹性件的固定端发生位移。而质量块由于惯性的作用，弹性件的自由端随质量块一起，具有保持原来运动状态不变的性质。从而使弹性件的两端发生相对位移，使弹性件发生形变。阻尼单元随质量块的运动而工作，耗散由主体结构传递过来的能量，进而实现减振。

作为优选方案，还包括底座，所述导杆设置在所述底座上，所述弹性件设置在所述质量块与所述底座之间。导杆通过设置在底座上与主体结构相对固定连接，使阻尼器的生产、安装及维护更方便，防止导杆直接安装在主体结构上对主体结构产生影响。

作为优选方案，还包括阻尼调节装置，所述阻尼调节装置包括磁体和导体；所述磁体设置在所述质量块的侧面上，所述导体设置在所述底座上，或者，所述导体设置在所述质量块的侧面上，所述磁体设置在所述底座上。设置阻尼单元，提供一种辅助调节阻尼器固有频率的方式，减振效果更好。此外，阻尼单元采用非接触式的电涡流阻尼单元，启动摩擦力小，使阻尼器的触发更灵敏。

作为优选方案，所述磁体与导体平行设置，两者之间留有间隙。磁体与导体平行设置，通过电磁感应原理产生阻尼作用力。磁体与导体之间存在间隙，阻尼容易调节，仅调节导体与磁体的间隙即可。此外，阻尼单元不提供附加刚度，从而不影响振动频率，便于阻尼器的设计。

作为优选方案，所述质量块与所述导杆之间设置有导向轴承。导向轴承使质量块与导杆之间的滑动阻力更小，启动摩擦力更小，提高了阻尼器的振动灵敏度。

作为优选方案，所述质量块由若干个配重片组成，所述若干个配重片由锁紧杆锁紧固定。该阻尼器的质量可以根据所应用的主体结构，在生产与安装时，加装对应重量的配重片。

作为优选方案，所述导杆的顶部设置限位板，且所述限位板位于所述质量块的上方。在主体结构剧烈振动，质量块运动幅度过大时，可以防止质量块从摆杆中脱离，同时也可避免阻尼器本身结构的破坏。

作为优选方案，所述限位板的下部设置有缓冲垫。质量块的惯性较大，在主体结构剧烈振动，质量块运动幅度过大而与限位块相碰撞时，可以起到缓冲作用。

作为优选方案，所述弹性件为压缩弹簧，所述质量块的下部和所述底座的上部分别设置有弹簧支座，所述压缩弹簧的两端分别与所述弹簧支座连接。弹簧支座被相对地固定设置在质量块和底座上，压缩弹簧的上、下两端分别套设在弹簧支座上，防止压缩弹簧偏移或者倾倒。

作为优选方案，所述导杆并列设置有至少三个，且所述导杆与导杆之间的水平连线不在一条直线上。单个导杆，质量块容易发生偏转。而当导杆设置有三个时，三个导杆不在一条直线上，此时三个导杆连线组成一个三角形，使得质量块被完全限制在竖向上，减振效果更好。其中配有导向轴承的导杆至少两个。

综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本发明的有益效果是：本发明将导杆竖直设置，质量块的运动方向被限制在竖向上，防止阻尼器的扭转振动，使得桥梁等主体结构的竖向防振效果更显著。此外，传统阻尼器的阻尼单元为油阻尼；本发明的结构均为机械构件，不存在油等介质，后期维修保养方便，耐久性更好。其次，传统的粘滞型竖向调谐质量阻尼器的启动摩擦力大；本发明采用非接触式电涡流阻尼，其频率、阻尼的调节更灵敏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中标记对应的部件名称为：

1-导杆；

2-质量块；

3-弹性件；

4-底座；

5-阻尼调节装置，51-磁体，52-导体；

6-导向轴承；

7-锁紧杆；

8-限位板，81-缓冲垫；

9-弹簧支座；

A-主体结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例公开一种竖向调谐质量阻尼器，如图1所示，包括导杆1、质量块2和弹性件3，所述导杆1竖直设置，所述质量块2可滑动地套设在所述导杆1上；所述弹性件3的固定端与主体结构A相对固定，自由端与所述质量块2连接。所述弹性件3须保持在其形变能力范围之内，即所述弹性件3既能够受到质量块2与主体结构A的相互作用而产生适量的形变，又保持其恢复形变的能力；且弹性件3需做疲劳分析，保证弹性件3在长期荷载作用下保持弹性，不疲劳破坏。

本实施例还包括底座4，所述导杆1设置在所述底座4上，所述弹性件3设置在所述质量块2与所述底座4之间。本实施例还包括阻尼调节装置5，所述阻尼调节装置5包括磁体51和导体52；所述磁体51采用磁钢材料，设置在所述质量块2的侧面上。所述导体42采用铜材料，设置在所述底座4上。所述磁体51与导体52平行设置，两者之间留有间隙。所述质量块2与所述导杆1之间设置有导向轴承6。所述质量块2由若干个配重片组成，所述若干个配重片由锁紧杆7锁紧固定。所述导杆1的顶部设置限位板8，且所述限位板8位于所述质量块2的上方。所述限位板8的下部设置有缓冲垫81。所述弹性件3为压缩弹簧，所述质量块2的下部和所述底座4的上部分别设置有弹簧支座9，所述压缩弹簧的两端分别与所述弹簧支座9连接。所述导杆1并列设置有至少三个，且所述导杆1与导杆1之间的水平连线不在一条直线上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：包括导杆(1)、质量块(2)和弹性件(3)，所述导杆(1)竖直设置，所述质量块(2)可滑动地套设在所述导杆(1)上；所述弹性件(3)的固定端与主体结构(A)相对固定，自由端与所述质量块(2)连接。

2.根据权利要求1所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：还包括底座(4)，所述导杆(1)设置在所述底座(4)上，所述弹性件(3)设置在所述质量块(2)与所述底座(4)之间。

3.根据权利要求2所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：还包括阻尼调节装置(5)，所述阻尼调节装置(5)包括磁体(51)和导体(52)；所述磁体(51)设置在所述质量块(2)的侧面上，所述导体(42)设置在所述底座(4)上，或者，所述导体(42)设置在所述质量块(2)的侧面上，所述磁体(51)设置在所述底座(4)上。

4.根据权利要求3所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述磁体(51)与导体(52)平行设置，两者之间留有间隙。

5.根据权利要求1所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述质量块(2)与所述导杆(1)之间设置有导向轴承(6)。

6.根据权利要求1所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述质量块(2)由若干个配重片组成，所述若干个配重片由锁紧杆(7)锁紧固定。

7.根据权利要求1所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述导杆(1)的顶部设置限位板(8)，且所述限位板(8)位于所述质量块(2)的上方。

8.根据权利要求7所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述限位板(8)的下部设置有缓冲垫(81)。

9.根据权利要求1所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述弹性件(3)为压缩弹簧，所述质量块(2)的下部和所述底座(4)的上部分别设置有弹簧支座(9)，所述压缩弹簧的两端分别与所述弹簧支座(9)连接。

10.根据权利要求1所述的竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：所述导杆(1)并列设置有至少三个，且所述导杆(1)与导杆(1)之间的水平连线不在一条直线上。