CN112554040A - 一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，包括：速度锁定装置，其水平设置且一端与桥塔的横梁销接；阻尼装置，其与速度锁定装置平行，所述阻尼装置的一端与主梁销接，另一端通过串联连接件与速度锁定装置的另一端固定连接；其中，速度锁定装置设置为用于适应日常运营荷载下主梁与桥塔的相对位移，阻尼装置设置为用于在外部荷载超出预设阈值时限制主梁与桥塔的相对位移。本发明在日常运营荷载下，阻尼装置不工作，通过速度锁定装置对梁体位移进行自适应，减少了对阻尼装置的磨损；在地震、刹车等冲击性荷载下，速度锁定装置锁死，阻尼装置快速响应对梁体位移产生阻尼力，实现对高频、快速、大幅度位移的良好抑制效果。

Description

一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器

技术领域

本发明涉及桥梁结构振动控制技术领域。更具体地说，本发明涉及一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器。

背景技术

以斜拉桥和悬索桥为代表的柔性结构桥梁，在日常运营荷载(温度、车辆和平均风等荷载)下梁体位移较大，在受到地震等额外荷载作用下将产生更大的梁体位移，势必引起伸缩缝破坏等震害，影响交通安全。为有效降低地震对结构安全的不利影响，结构减震隔震技术及产品得到了广泛应用，其中的速度相关型粘滞阻尼器效果显著且稳定可靠，既能适应环境和运营荷载下的结构变形需要，也能适应桥梁抗震需求，已在世界范围内大跨度桥梁中得到了广泛应用，现有粘滞阻尼器具有限制和抵消梁体位移的作用，在多年使用后，受日常运营荷载的影响，即使尚未经受地震荷载，阻尼器也容易出现老化、漏油等问题。

为解决上述问题，对阻尼器进行改进的主要技术与构造包括：(1)国外提出的可实现微幅振动过滤的小位移释放装置(Lost Motion Device)，但该装置适用的环境与所述日常运营荷载造成的数厘米甚至更大的位移量等工程现象并不相符，在抗震时不可避免存在频繁往复式冲击现象。(2)专利号为201920638446.5的申请中提供了一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置，通过端部销轴在耳板上的长圆形销轴孔内滑动以适应桥梁微幅振动；另外，专利号为CN202010071314.6的申请中提供了一种带间隙单元的黏滞阻尼器，通过设置间隙单元装置，且其在接长套外侧滑动，以适应桥梁在车辆活载、风载、温度变化作用等产生的位移。上述技术方案中的阻尼器，在大跨度桥梁中使用时，长圆形销轴孔和间隙单元的长度方向尺寸难以适应抗震阻尼器的大行程，间隙尺寸太大时容易使阻尼器丧失抗震功能；另外，销轴孔和间隙单元在地震作用时不可避免存在频繁往复式冲击现象，对销轴及间隙单元限位件等构件强度需求远高于普通结构设计，且在地震过程中极易损毁，结构安全性能较差。

因此，需要提供一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，在适应大行程的位移调节的同时，能够有效防止阻尼器频繁响应导致的老化和阻尼液泄露，提高抗震阻尼器的结构稳定性和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，在日常运营荷载下，阻尼装置不工作，通过速度锁定装置对梁体位移进行自适应，有效减少了日常运营荷载下阻尼装置的活塞杆与缸筒间的磨损；在地震、刹车等冲击性荷载下，速度锁定装置锁死，阻尼装置快速响应对梁体位移产生阻尼力，实现对高频、快速、大幅度位移的良好抑制效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，包括：

一个或多个速度锁定装置，其水平设置，任一速度锁定装置的一端与桥塔的横梁销接；

阻尼装置，其与所述速度锁定装置平行，所述阻尼装置的一端与桥梁的主梁销接，另一端通过串联连接件与所述一个或多个速度锁定装置的另一端固定连接；

其中，所述速度锁定装置设置为用于适应日常运营荷载下所述主梁与所述桥塔的相对位移，所述阻尼装置设置为用于在外部荷载超出预设阈值时限制所述主梁与所述桥塔的相对位移。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述速度锁定装置包括：

活塞杆一，其水平设置且一端固定在所述串联连接件的一侧；

两个端盖一，其间隔套设在所述活塞杆一上并与其滑动连接；

缸筒一，其套设在所述两个端盖一的外部并与其固定连接，所述缸筒一、所述两个端盖一和所述活塞杆一之间形成密封腔一，所述密封腔一内填充有流体一；

锁定活塞，其位于所述密封腔一的内部，所述锁定活塞套设在所述活塞杆一上并与其固定连接，所述锁定活塞将所述密封腔一分隔为两个腔体一，所述两个腔体一内的流体一通过所述锁定活塞上的连通结构一相互流通；

左耳板，其设置在所述缸筒一的与所述串联连接件相对的一端并与所述桥塔的横梁销接。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述连通结构一为沿水平方向贯穿所述锁定活塞的缝隙、孔隙或锁定阀。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述阻尼装置包括：

活塞杆二，其水平设置且一端固定在所述串联连接件的另一侧；

两个端盖二，其间隔套设在所述活塞杆二上并与其滑动连接；

缸筒二，其套设在所述两个端盖二的外部并与其固定连接，所述缸筒二、所述两个端盖二和所述活塞杆二之间形成密封腔二，所述密封腔二内填充有流体二；

多个限位杆，其沿所述缸筒二的周向间隔设置，任一限位杆沿所述缸筒二的长度方向设置，所述限位杆的一端固定在所述串联连接件上，另一端通过限位器与所述缸筒二的外壁滑动连接，所述限位器设置为用于限制所述限位杆与所述缸筒二的相对位移；

阻尼活塞，其位于所述密封腔二的内部，所述阻尼活塞套设在所述活塞杆二上并与其固定连接，所述阻尼活塞将所述密封腔二分隔为两个腔体二，所述两个腔体二内的流体二通过所述阻尼活塞上的连通结构二相互流通；

右耳板，其设置在所述缸筒二的与所述串联连接件相对的一端并与所述主梁销接。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述连通结构二为沿水平方向贯穿所述阻尼活塞的缝隙、孔隙或阻尼阀。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，还包括防尘罩，其为柔性软布式结构，包括防尘罩一，其套设在所述活塞杆一的外部，所述防尘罩一的一端与所述串联连接件固定，另一端与所述缸筒一的与所述串联连接件相邻的一端连接；防尘罩二，其套设在所述活塞杆二的外部，所述防尘罩二的一端与所述串联连接件固定，另一端与所述缸筒二的与所述串联连接件相邻的一端连接。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，还包括防尘罩，其为刚性金属壳式结构，包括防尘罩一，其套设在所述活塞杆一的外部，所述防尘罩一的一端与所述串联连接件固定，另一端套设在所述缸筒一的与所述串联连接件相邻的一端的外侧并不与其接触；防尘罩二，其套设在所述活塞杆二的外部，所述防尘罩二的一端与所述串联连接件固定，另一端套设在所述缸筒二的与所述串联连接件相邻的一端的外侧并不与其接触。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述限位器包括：底座，其设置在所述限位杆与所述缸筒二之间并与所述缸筒二的外侧壁固定连接；限位架，其为带有U或O形开孔的刚性架，所述限位架套设在所述限位杆上并与所述底座固定连接；限位块，其位于所述限位架内部并套设在所述限位杆上，所述限位块与所述限位杆固定连接；两个弹簧，其套设在所述限位杆上并分别位于所述限位块的两侧，任一弹簧的一端固定在所述限位块上，另一端固定在同侧的所述限位架的内壁上。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，在日常运营荷载下，所述限位杆的远离所述串联连接件的一端端面与所述限位器的间距大于所述缸筒二与所述活塞杆二的预设单向最大相对位移。

优选的是，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述串联连接件包括端板一，其与所述速度锁定装置固定连接；端板二，其与所述阻尼装置固定连接，所述端板二与所述端板一可拆卸连接。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明在日常运营荷载下，阻尼装置不工作，有效减少阻尼装置的活塞杆与缸筒间相对运动造成的磨损和漏油，提高了阻尼器的耐久性和使用寿命，减少了维修和更换阻尼器的桥梁维护成本；

2、通过速度锁定装置对日常运营荷载下的梁体位移进行自适应，在受到地震、刹车等冲击性荷载时，速度锁定装置和阻尼装置联动，切换工作状态，对高频、快速、大幅度振动位移起到良好的抑制效果，完善了阻尼器设计路线，提高了整体结构的抗震性能，可广泛应用于桥梁等结构的养护和阻尼器改造领域，实用性较高；

3、通过限位器和限位杆的配合，当从冲击性荷载下恢复日常运营荷载的状态时，阻尼装置能够自动恢复到锁死的状态，使用速度锁定装置适应状态切换后的梁体位移，避免了在受到冲击性荷载后对阻尼器的维护，进一步降低维护成本；

4、与常用的粘滞阻尼器相比，粘滞阻尼器的设计理论要求是零初始刚度，即要求滑动接触面无摩擦，导致对阻尼装置的滑动接触面的加工技术和工艺要求较高，难以实现；而本发明的阻尼器结构简单、易于实现，具有较好的经济性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一个实施例的一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器的整体结构示意图；

图2为上述实施例中所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器的剖面结构示意图；

图3为上述实施例中所述速度锁定装置的剖面结构示意图；

图4为上述实施例中所述阻尼装置的剖面结构示意图；

图5为上述实施例中所述限位器的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示，本发明提供一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，包括：

一个或多个速度锁定装置1，其水平设置，速度锁定装置1的一端与桥塔的横梁销接；

阻尼装置2，其与所述速度锁定装置平行，所述阻尼装置2的一端与桥梁的主梁销接，另一端通过串联连接件3与所述一个或多个速度锁定装置1的另一端固定连接；

其中，所述速度锁定装置1设置为用于适应日常运营荷载下所述主梁与所述桥塔的相对位移，所述阻尼装置2设置为用于在外部荷载超出预设阈值时限制所述主梁与所述桥塔的相对位移。

上述技术方案中，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器可以沿桥梁的长度方向设置或在桥梁的长度方向与宽度方向之间斜向设置，在斜向设置时，桥梁的主梁与桥塔间设置有多个桥梁抗震阻尼器，其沿桥梁的长度方向的中线对称。本实施例中，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器沿桥梁的长度方向水平设置，一个桥梁抗震阻尼器中可以包括一个或多个速度锁定装置1，当速度锁定装置为一个时，其沿所述桥梁的长度方向水平设置并与阻尼装置2位于同一水平直线上；当速度锁定装置为多个时，串联连接件为圆形端板，阻尼装置2沿桥梁的长度方向设置并固定在串联连接件3的一侧的圆心上，多个速度锁定装置1与阻尼装置2平行设置在串联连接件3的另一侧并沿串联连接件的周向均匀分布。所述桥塔还可以是桥梁的桥墩、桥台等固定支撑结构，速度锁定装置1与阻尼装置2通过串联连接件3连接为一体，用于适应桥梁的纵向位移(桥梁长度方向的位移)。在日常运营荷载下，桥梁的主梁与桥塔间发生的相对位移及移动速度较小，此时阻尼装置2与串联连接件3形成刚体，阻尼装置2不工作，通过速度锁定装置1适应桥塔与主梁的相对位移；在地震和风致桥梁产生大幅振动(涡振、抖振、驰振等)时，主梁与桥塔间的相对位移速度增大，速度锁定装置1对速度进行响应后锁定并与串联连接件3整体形成刚体，并成为阻尼装置2中与串联连接件相对固定的结构的延长部分，使阻尼装置2对主梁与桥塔间的相对位移进行响应并提供阻尼力，起到耗能减振或抗震的作用。

本发明通过在日常运营荷载下避免阻尼装置工作，使用速度锁定装置代替阻尼装置实现日常运营荷载下对主梁与桥塔间相对位移的适应，减少了阻尼装置在频繁响应工作中内部结构相对运动造成的磨损或泄露，提高了阻尼器的耐久性和使用寿命，减少了维修和更换阻尼器的桥梁维护成本；同时，通过互锁的结构设计，实现在不同荷载下速度锁定装置与阻尼装置工作状态的交替切换，保证了整体阻尼器对地震、刹车等冲击性荷载导致的高频、快速、大幅度位移能够起到良好的抑制效果，提高了整体桥梁结构的抗震性能，从而更好的保护桥梁主体结构安全。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述速度锁定装置1包括：

活塞杆一13，其水平设置且一端固定在所述串联连接件3的一侧；

两个端盖一15，其间隔套设在所述活塞杆一13上并与其滑动连接；

缸筒一12，其套设在所述两个端盖一15的外部并与其固定连接，所述缸筒一12、所述两个端盖一15和所述活塞杆一13之间形成密封腔一，所述密封腔一内填充有流体一；

锁定活塞14，其位于所述密封腔一的内部，所述锁定活塞14套设在所述活塞杆一13上并与其固定连接，所述锁定活塞14将所述密封腔一分隔为两个腔体一，所述两个腔体一内的流体一通过所述锁定活塞14上的连通结构一相互流通；

左耳板11，其设置在所述缸筒一12的与所述串联连接件3相对的一端并与所述桥塔的横梁销接。

上述技术方案中，两个端盖一15分别与缸筒一12的内侧壁抵接，并在缸筒一12的内部形成密封腔一，所述流体一为阻尼流体，端盖一15、缸筒一12和左耳板11相对固定，可以作为一个整体在活塞杆一13上滑动，当速度锁定装置与桥塔横梁连接的一端发生日常运营荷载下的塔梁相对位移时，与桥塔的横梁销接的左耳板11受到沿销轴周向的作用力，由于此时阻尼装置与串联连接件3形成刚体，阻尼装置的另一端与主梁销接，活塞杆一13水平设置且与阻尼装置相对固定，使缸筒一12沿活塞杆一13的长度方向发生相对位移，即缸筒一12带动两个端盖一15相对于活塞杆一13滑动。由于锁定活塞14与活塞杆一13固定连接，当两个端盖一15沿活塞杆一13向同一方向同步移动时，锁定活塞14两侧的腔体一的容积发生变化，使锁定活塞两侧的腔体一产生压差，在压差作用下腔体一内的流体一会产生向平衡压差的方向移动的趋势，即，流体一从与缸筒一的移动方向相反的一侧腔体一内通过连通结构一流向另一侧腔体一，在这个过程中低速流体一可顺利通过锁定活塞，从而，实现日常运营荷载下的桥塔与主梁之间的纵向相对位移不受约束。

在日常运营荷载下，所述连通结构一处于打开状态，所述流体一通过所述连通结构一在所述两个腔体一间流通；在外部荷载超出预设的阈值时，所述连通结构一处于关闭状态，所述两个腔体一内的流体一互不流通。因此，在日常运营荷载下，缸筒一和两个端盖能够正常沿活塞杆一13滑动，使速度锁定装置能够适应日常运行荷载下主梁与桥塔间相对位移；当外部荷载速度增加时，桥塔一端对速度锁定装置的作用力增大，流体一的移动速度增加，当流体一在连通结构一内的移动速度超出设定的阈值时，连通结构一锁定，流体一无法在两侧的腔体一内流通，从而，限制了端盖一15在活塞杆一13上的位移，使缸筒一12相对于活塞杆一固定，从而，在地震和风致桥梁产生大幅振动(涡振、抖振、驰振等)时，速度锁定装置1内部锁定并与串联连接件3整体形成刚体，并使阻尼装置开始工作。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述连通结构一为沿水平方向贯穿所述锁定活塞14的缝隙、孔隙或锁定阀。其中，连通结构一存在多种结构形式，以实现在不同流体速度下允许或限制流体通过的功能。本实施例中，所述连通结构一选用锁定阀的形式，在所述锁定活塞14与所述密封腔一的内侧壁间存在间隙，在间隙处设有锁定阀，其沿所述锁定活塞的外周设置并固定在锁定活塞上，当锁定阀处于打开状态时，流体一可以通过锁定阀在两侧腔体一内流通，当锁定阀处于关闭状态时，锁定阀封闭所述间隙，流体一无法在两侧腔体一间流通。锁定阀根据两侧流体一通过锁定阀时的流速来切换工作状态，当外部荷载超出预设阈值时，流体一通过锁定阀时的流速也达到设定的阈值，此时，锁定阀封闭锁定活塞14与密封腔一间的间隙，使锁定活塞14、活塞杆一13和缸筒一12形成刚体。上述采用锁定阀式的结构设计便于控制连通结构一对流体一的速度进行响应的具体条件，通过设置与外部荷载的预设阈值的响应条件相同的锁定阀，可以实现速度锁定装置对外部荷载的临界值的即时响应并根据荷载的实际大小进行锁定或工作，控制精度和准确度较高，能够更好的适应主梁与桥塔间的纵向相对位移。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述阻尼装置2包括：

活塞杆二24，其水平设置且一端固定在所述串联连接件3的另一侧；

两个端盖二26，其间隔套设在所述活塞杆二24上并与其滑动连接；

缸筒二23，其套设在所述两个端盖二26的外部并与其固定连接，所述缸筒二23、所述两个端盖二26和所述活塞杆二24之间形成密封腔二，所述密封腔二内填充有流体二；

多个限位杆22，其沿所述缸筒二23的周向间隔设置，任一限位杆22沿所述缸筒二23的长度方向设置，所述限位杆22的一端固定在所述串联连接件3上，另一端通过限位器5与所述缸筒二23的外壁滑动连接，所述限位器5设置为用于限制所述限位杆22与所述缸筒二23的相对位移；

阻尼活塞25，其位于所述密封腔二的内部，所述阻尼活塞25套设在所述活塞杆二24上并与其固定连接，所述阻尼活塞25将所述密封腔二分隔为两个腔体二，所述两个腔体二内的流体二通过所述阻尼活塞25上的连通结构二相互流通；

右耳板21，其设置在所述缸筒二23的与所述串联连接件3相对的一端并与所述主梁销接。

具体的，两个端盖二26分别与缸筒二23的内侧壁抵接，并在缸筒二23的内部形成密封腔二，所述流体二为阻尼流体，端盖二26、缸筒二23和右耳板21相对固定，可以作为一个整体在活塞杆二24上滑动。在日常运营荷载下，所述限位器5处于锁定状态并将所述限位杆22与所述缸筒二23固定连接；在外部荷载超出预设阈值时，所述限位器5处于打开状态，所述缸筒二23通过所述限位器5在所述限位杆上自由滑动。从而，在日常运营荷载下，限位杆22将缸筒二23固定，缸筒二23无法相对于活塞杆二24移动，阻尼装置2与串联连接件3形成刚体，阻尼装置2无法工作；在外部荷载超出预设阈值时，缸筒二23可以在限位杆22上自由滑动，阻尼装置开始正常工作。阻尼装置2的工作原理如下：两个端盖二26分别与缸筒二23的内侧壁抵接，并在缸筒二23的内部形成密封腔二，所述流体二为阻尼流体，端盖二26、缸筒二23和右耳板21相对固定，可以作为一个整体在活塞杆二24上滑动，当阻尼装置与主梁连接的一端发生冲击性振动时，与主梁销接的右耳板21受到沿销轴周向的作用力，由于此时速度锁定装置与串联连接件3形成刚体，速度锁定装置的另一端与桥塔的横梁销接，活塞杆二24水平设置且与速度锁定装置相对固定，使缸筒二23沿活塞杆二24的长度方向发生相对位移，即缸筒二23带动两个端盖二26相对于活塞杆二24滑动。由于阻尼活塞25与活塞杆二24固定连接，当两个端盖二26沿活塞杆二24向同一方向同步移动时，阻尼活塞25两侧的腔体二的容积发生变化，使阻尼活塞两侧的腔体二产生压差，在压差作用下腔体二内的流体二会产生向平衡压差的方向移动的趋势，即，流体二从与缸筒二的移动方向相反的一侧腔体二内通过连通结构二流向另一侧腔体二，在这个过程中流体二对阻尼活塞产生与缸筒二的移动方向相同的压力，相对的，由于阻尼活塞固定在活塞杆二上，活塞杆二和阻尼活塞作为整体会对流体二的移动产生与受到的压力方向相反的阻力，从而，对缸筒二23与活塞杆二24的相对位移产生抑制作用。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述连通结构二为沿水平方向贯穿所述阻尼活塞的缝隙、孔隙或阻尼阀。其中，连通结构二存在多种结构形式，以实现在不同流体速度下允许或限制流体通过的功能。本实施例中，所述连通结构二选用阻尼阀的形式，包括两个相对设置在阻尼活塞25内部的阻尼阀，任一阻尼阀为一侧开口较大，另一侧开口较小的结构，且开口面积可调，两个阻尼阀的开口方向相反，当缸筒二23带动端盖二26相对活塞杆二24移动时，流体二通过阻尼阀在两侧腔体二内流通，阻尼阀对流体二产生与其移动方向相反的阻力，从而，限制流体二在两侧腔体二中的流通速率，有效抑制了主梁与桥塔间的相对位移，起到抗震减压的作用。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，还包括防尘罩4，其为柔性软布式结构，包括防尘罩41，其套设在所述活塞杆一13的外部，所述防尘罩一41的一端与所述串联连接件3固定，另一端与所述缸筒一12的与所述串联连接件3相邻的一端连接；防尘罩二42，其套设在所述活塞杆二24的外部，所述防尘罩二42的一端与所述串联连接件3固定，另一端与所述缸筒二23的与所述串联连接件3相邻的一端连接。其中，所述防尘罩4优选为可折叠的帆布材料，一方面，通过分别与缸筒一(缸筒二)和串联连接件3固定，在端部的活塞杆一(活塞杆二)处形成了无尘环境，防止灰尘或异物附着在活塞杆结构上，影响速度锁定装置或阻尼装置的正常工作；另一方面，防尘罩4为柔性软布式结构，可以随缸筒的运动进行延展或折叠，在运动过程中对缸筒和串联连接件皆不产生水平方向的作用力，不会影响整体阻尼器对外部荷载的减振或抗震效果。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，还包括防尘罩4，其为刚性金属壳式结构，包括防尘罩一41，其套设在所述活塞杆一13的外部，所述防尘罩一41的一端与所述串联连接件3固定，另一端套设在所述缸筒一12的与所述串联连接件3相邻的一端的外侧并不与其接触；防尘罩二42，其套设在所述活塞杆二24的外部，所述防尘罩二42的一端与所述串联连接件3固定，另一端套设在所述缸筒二23的与所述串联连接件3相邻的一端的外侧并不与其接触。其中，防尘罩4优选为刚性金属壳式结构，在初始状态下(阻尼器尚未开始工作时)，防尘罩一41与缸筒一12的外侧壁重叠部分的长度大于缸筒一向主梁一侧运动的最大单向位移；防尘罩二42与缸筒二23的外侧壁重叠部分的长度大于缸筒二向桥塔一侧运动的最大单向位移。防尘罩4不限制缸筒一或缸筒二在水平方向上的移动，防尘罩4的内部为光滑表面，与缸筒一或缸筒二间存在一定间隙，不接触。防尘罩4通过金属壳式结构有效保护了活塞杆一和活塞杆二，在防止灰尘进入活塞运动结构内部的同时，更加有效的防止了外部异物掉落或冲击对活塞杆的损伤，进一步保证了整体阻尼器工作的顺利进行，可以适用于较为复杂、恶劣的工作环境。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述限位器5包括：底座51，其设置在所述限位杆22与所述缸筒二23之间并与所述缸筒二23的外侧壁固定连接；限位架52，其为带有U或O形开孔的刚性架，所述限位架52的两侧壁套设在所述限位杆22上并与所述底座51固定连接；限位块53，其位于所述限位架52内部并套设在所述限位杆22上，所述限位块53与所述限位杆22固定连接；两个弹簧54，其套设在所述限位杆22上并分别位于所述限位块53的两侧，任一弹簧54的一端固定在所述限位块53上，另一端固定在同侧的所述限位架52的内壁上。上述技术方案中，限位架52通过底座51固定在缸筒二23上，限位块53套设在限位杆22上并与其固定连接，两个弹簧分别设置在限位块53的两侧并处于相同的压缩状态。在日常运营荷载下，限位杆受到从串联连接件一侧传来的水平方向的作用力，存在相对于缸筒二23移动的趋势，但由于限位块53两侧设有与限位架52固定连接的弹簧54，通过弹簧的刚度可以让此时弹簧的(相对于初始状态下的)变形小到可以忽略的地步，限位块受到的来自限位杆22的作用力不足以使限位块抵抗一侧的弹簧的弹力并相对于弹簧运动，因此，限位杆、限位块、弹簧和限位架形成相对稳定不动的结构，限位杆22通过限位器5与缸筒二23形成近似刚体的结构，不会因日常运营荷载范围内的作用力而发生与缸筒二的相对移动；而当桥梁受到地震、刹车等冲击性荷载时，外部荷载超出预设阈值，此时锁定活塞将速度锁定装置1的内部锁定并使其与串联连接件3整体形成刚体，同时，外部的冲击力大小超出了弹簧54能够维持限位块53的稳定的范围，在冲击力作用下，限位块53挤压与移动方向相同的一侧的弹簧54并使其发生相对变形，限位杆相对于缸筒二发生移动，使限位架能够相对于限位杆22移动，即，限位架和缸筒二23可以相对限位杆22和活塞杆二24形成的整体自由移动，使阻尼装置处于可正常工作的状态。当外部较大的冲击力消失后，能够使弹簧发生相对变形的力消失，限位器又恢复到初始状态或日常运营荷载下的状态，限位块53重新稳定在限位杆22上不发生活动，阻尼装置2再次被限位器5锁定，处于不工作状态，同时，速度锁定装置解锁并恢复工作状态。从而，实现限位器的锁定后能够自我恢复的功能，当整体阻尼器在受到的外部荷载超出预设阈值并解锁阻尼装置，使阻尼装置工作后，能够在外部荷载减小至预设阈值以内后，恢复对阻尼装置的锁定状态，可以多次重复使用，不需要在受到单次冲击荷载后手动对阻尼器限位装置进行更换或维修，提高了实用性。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，在日常运营荷载下，所述限位杆22的远离所述串联连接件3的一端端面与所述限位器5的间距大于所述缸筒二23与所述活塞杆二24的预设单向最大相对位移。其中，缸筒二23与活塞杆二24的预设单向最大相对位移指的是：阻尼装置从非工作状态切换到工作状态后，内部的缸筒二23能够沿活塞杆二24的长度方向向桥塔一端移动的最大距离，设定限位杆22的端部超出限位器5的距离大于缸筒二23的预设单向最大相对位移，以防止在缸筒二23相对活塞杆二24向桥塔一侧移动时，限位器5在滑动过程中限位杆22从限位架52中脱出，导致限位器在后续工作中无法正常复位，影响阻尼器的正常工作。

在另一技术方案中，所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，所述串联连接件3包括端板一31，其与所述速度锁定装置1固定连接；端板二32，其与所述阻尼装置2固定连接，所述端板二32与所述端板一31可拆卸连接。从而，方便在阻尼器的长期使用中对速度锁定装置或阻尼装置进行单独维护或更换，在某一侧的部件出现故障时能够及时、快速的完成维修，保证阻尼器能够迅速恢复正常工作。

另外，所述自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器中的阻尼装置2既可以是根据上述结构原理新设计的阻尼装置，也可以是对既有的旧阻尼器进行改造后的符合本发明中结构设计的阻尼装置，从而实现对既有阻尼器的改造和优化，节省了设备成本。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，包括：

一个或多个速度锁定装置，其水平设置，任一速度锁定装置的一端与桥塔的横梁销接；

阻尼装置，其与所述速度锁定装置平行，所述阻尼装置的一端与桥梁的主梁销接，另一端通过串联连接件与所述一个或多个速度锁定装置的另一端固定连接；

其中，所述速度锁定装置设置为用于适应日常运营荷载下所述主梁与所述桥塔的相对位移，所述阻尼装置设置为用于在外部荷载超出预设阈值时限制所述主梁与所述桥塔的相对位移。

2.如权利要求1所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，所述速度锁定装置包括：

活塞杆一，其水平设置且一端固定在所述串联连接件的一侧；

两个端盖一，其间隔套设在所述活塞杆一上并与其滑动连接；

缸筒一，其套设在所述两个端盖一的外部并与其固定连接，所述缸筒一、所述两个端盖一和所述活塞杆一之间形成密封腔一，所述密封腔一内填充有流体一；

锁定活塞，其位于所述密封腔一的内部，所述锁定活塞套设在所述活塞杆一上并与其固定连接，所述锁定活塞将所述密封腔一分隔为两个腔体一，所述两个腔体一内的流体一通过所述锁定活塞上的连通结构一相互流通；

左耳板，其设置在所述缸筒一的与所述串联连接件相对的一端并与所述桥塔的横梁销接。

3.如权利要求2所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，所述连通结构一为沿水平方向贯穿所述锁定活塞的缝隙、孔隙或锁定阀。

4.如权利要求2所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，所述阻尼装置包括：

活塞杆二，其水平设置且一端固定在所述串联连接件的另一侧；

两个端盖二，其间隔套设在所述活塞杆二上并与其滑动连接；

缸筒二，其套设在所述两个端盖二的外部并与其固定连接，所述缸筒二、所述两个端盖二和所述活塞杆二之间形成密封腔二，所述密封腔二内填充有流体二；

多个限位杆，其沿所述缸筒二的周向间隔设置，任一限位杆沿所述缸筒二的长度方向设置，所述限位杆的一端固定在所述串联连接件上，另一端通过限位器与所述缸筒二的外壁滑动连接，所述限位器设置为用于限制所述限位杆与所述缸筒二的相对位移；

阻尼活塞，其位于所述密封腔二的内部，所述阻尼活塞套设在所述活塞杆二上并与其固定连接，所述阻尼活塞将所述密封腔二分隔为两个腔体二，所述两个腔体二内的流体二通过所述阻尼活塞上的连通结构二相互流通；

右耳板，其设置在所述缸筒二的与所述串联连接件相对的一端并与所述主梁销接。

5.如权利要求4所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，所述连通结构二为沿水平方向贯穿所述阻尼活塞的缝隙、孔隙或阻尼阀。

6.如权利要求4所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，还包括防尘罩，其为柔性软布式结构，包括防尘罩一，其套设在所述活塞杆一的外部，所述防尘罩一的一端与所述串联连接件固定，另一端与所述缸筒一的与所述串联连接件相邻的一端连接；防尘罩二，其套设在所述活塞杆二的外部，所述防尘罩二的一端与所述串联连接件固定，另一端与所述缸筒二的与所述串联连接件相邻的一端连接。

7.如权利要求4所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，还包括防尘罩，其为刚性金属壳式结构，包括防尘罩一，其套设在所述活塞杆一的外部，所述防尘罩一的一端与所述串联连接件固定，另一端套设在所述缸筒一的与所述串联连接件相邻的一端的外侧并不与其接触；防尘罩二，其套设在所述活塞杆二的外部，所述防尘罩二的一端与所述串联连接件固定，另一端套设在所述缸筒二的与所述串联连接件相邻的一端的外侧并不与其接触。

8.如权利要求4所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，所述限位器包括：底座，其设置在所述限位杆与所述缸筒二之间并与所述缸筒二的外侧壁固定连接；限位架，其为带有U或O形开孔的刚性架，所述限位架套设在所述限位杆上并与所述底座固定连接；限位块，其位于所述限位架内部并套设在所述限位杆上，所述限位块与所述限位杆固定连接；两个弹簧，其套设在所述限位杆上并分别位于所述限位块的两侧，任一弹簧的一端固定在所述限位块上，另一端固定在同侧的所述限位架的内壁上。

9.如权利要求4所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，在日常运营荷载下，所述限位杆的远离所述串联连接件的一端端面与所述限位器的间距大于所述缸筒二与所述活塞杆二的预设单向最大相对位移。

10.如权利要求1所述的自适应日常运营荷载纵向位移响应的桥梁抗震阻尼器，其特征在于，所述串联连接件包括端板一，其与所述速度锁定装置固定连接；端板二，其与所述阻尼装置固定连接，所述端板二与所述端板一可拆卸连接。

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