CN201148674Y - 一种粘弹性风振疲劳控制阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土木结构构件，特别涉及一种粘弹性风振疲劳控制阻尼器。连接杆、封装单元、粘弹性材料、耳板和U形卡口组成，封装单元为中部空心的柱状体，中部通过隔板将封装单元分隔成两部分，其中一个部分内充满粘弹性材料；封装单元两端开孔，第一连接杆一端伸入其中一个开孔部位，并通过螺帽固定，第一连接杆另一端通过U形卡口连接耳板；第二连接杆一端伸入另一个开孔部位，并位于粘弹性材料内，另一端通过U形卡口连接耳板。本实用新型具有耗能稳定、耐久性强、防水性好、免维护、安装方便和应用灵活的优点，现场应用可根据需要选配，可适用于超高压、特高压钢管输电塔的抗风疲劳控制，也可用于通讯塔、工业管道支架、桥梁等领域。

Description

一种粘弹性风振疲劳控制阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种土木结构构件，特别涉及一种粘弹性风振疲劳控制阻尼器。

背景技术

随着现代社会经济的快速发展，能源供给成为一个问题。由于能源分布不平衡，因此需要进行远距离或超远距离的能源输送，而电力的输送是一种最经济、污染最小的能源输送模式。

在电力输送过程中，作为主要支撑结构的输电塔必不可少。近些年来，随着特高压电网的建设，特高压杆塔的安全可靠性直接关系到整个线路的安全运行状态。相比超高压输电杆塔，特高压的杆塔高度有大幅度提高，自重更大，横担更长，作用在导线上的风荷载有很大提高。为了提高特高压输电塔的承载能力，在塔的设计和建造中大量使用钢管作为基本构件。

由于输电塔均位于野外，常年受风的作用。对于截面为圆形的钢管而言，在风的作用下，钢管的下风向会产生漩涡脱落。这种漩涡脱落随着风速的变化以及钢管直径的不同会有周期性的变化，而这样一种周期性变化的漩涡脱落会造成钢管的振动。特别是对处于下风向的杆件受到由于上风向杆件尾流漩涡脱落的影响的振动而产生共振，容易发生疲劳损伤的问题。如果钢管的振动幅值比较大而且振动作用持久，会造成钢管的疲劳破坏，从而导致整体结构破坏失效。因此，从安全的角度出发，对于这种疲劳破坏要加以重视，采取措施减少疲劳破坏发生的可能性，保障输电塔结构的整体安全可靠性。

有鉴于此，工程人员采用阻尼器的形式来控制这种钢管结构风振疲劳性能。日本三菱重工业株式会社在其网站上公布了自己公司所研制的一种风振疲劳控制的支撑型阻尼器(http://www.mhi.co.jp/hmw/stst/e_products)。图1所示为这种风振疲劳控制阻尼器的安装图。阻尼器通过两端的连接杆13与U形卡口17相连，U形卡口17通过螺栓与钢管上面焊接的耳板16相连接。这种阻尼器由连接杆13、弹簧14、螺栓12以及外部的花篮螺杆15组成。其中，通过连接杆13的一端上安装的弹簧14来吸收输入的能量。该阻尼器的另一端与传统的花篮螺杆15形式相同。安装时，先将耗能端的连接杆13与U形卡口17相连相连，然后阻尼器的另外一个连接杆10的另一端与另外一端的U形卡口17相连，通过调整紧固花篮螺杆15来调节弹簧14的初始内力。在第一钢管18和第二钢管19发生风振以后，弹簧14会产生动力作用，从而减缓两端钢管的振动，起到耗能的作用。图2是该阻尼器的剖面形式。由连接杆13、弹簧14以及花篮螺杆15组成。

上述现有的这种风振疲劳控制阻尼器存在不少缺点，其中有三个主要缺点是：

1、整个风振疲劳阻尼器没有防水措施。由于这种阻尼器都安装在位于野外的超高压钢管输电塔或其它钢管结构中，用来控制结构构件可能由于风振所导致的疲劳破坏，而野外环境恶劣，长期受雨水的侵蚀，使得这种阻尼器性能劣化，不能起到很好的风振疲劳控制效果。

2、用弹簧和连接杆组成的耗能体系，在风振作用下，弹簧本身也会发生疲劳，可能造成弹簧的断裂，从而不能起到作用。

3、为了维持这种疲劳阻尼器的性能，对于安装好后的阻尼器要进行定期的检查。检查内容包括：弹簧是否锈蚀、弹簧是否松弛、阻尼器是否还在正常工作状态等等。维护阻尼器的性能要耗费很多人力和物力。

本实用新型具有耗能稳定、耐久性强、防水性好、免维护、安装方便和应用灵活的优点，适合工厂大批量生产。现场应用可根据需要选配，可适用于超高压、特高压钢管输电塔的抗风疲劳控制，也可用于通讯塔、工业管道支架、桥梁等领域。

发明内容

针对现有技术耗能性能不稳定、耐久性差、防水性能差的不足，本实用新型的目的在于提供一种耗能稳定、耐久性强、防水性好的粘弹性风振疲劳控制阻尼器。

本实用新型提出的粘弹性风振疲劳控制阻尼器，由第一连接杆1、封装单元3、第二连接杆4、粘弹性材料5、耳板6和U形卡口7组成，其中，封装单元3为中部空心的柱状体，中部通过隔板将封装单元3分隔成两部分，其中一个部分内充满粘弹性材料5；封装单元3的两端开孔，第一连接杆1的一端伸入其中一个开孔部位，并通过螺帽2固定，第一连接杆1的另一端通过U形卡口7连接耳板6；第二连接杆4的一端伸入另一个开孔部位，并位于粘弹性材料5内，另一端通过U形卡口7连接耳板6。

本实用新型中，使用时将与第一连接杆1的另一端相连的耳板6固定于第一钢管8上，与第二连接杆4的另一端相连的耳板6固定于第二钢管9上。

本实用新型中，所述粘性材料5为低阻尼橡胶。

本实用新型的工作过程如下：首先将带有阻尼器的一侧的第一连接杆1与第二钢管9通过U形卡口7和耳板6连接，另外一侧的第二连接杆4与第一钢管8通过U形卡口7和耳板6连接，通过调节可活动一侧的第一连接杆1上的螺帽2来调整阻尼器的初始内应力。使用时通过伸入粘弹性材料5中的第二连接杆4在粘弹性材料5一侧可以有相对运动，通过这种相对运动，将风振产生的动能转化为钢制连接杆传递给阻尼橡胶的热能，从而吸收和耗散输入系统的能量。

与现有技术相比较，本实用新型的耗能单元采用粘弹性材料和钢制连接杆组成，封装在一个密闭的空间内，而不是暴露在大气环境中，耗能性能稳定，而且还免予维护，大大提高了其耐久性能，节约了劳动力维护成本。

附图说明

图1是公知风振疲劳控制阻尼器的结构和安装示意图。

图2是图1中B-B的剖面图。

图3是本实用新型结构图示。

图4是图3中A-A处剖面图。

图5是本实用新型实施例1结构图示。

图中标号：1为第一连接杆，2为螺帽，3为封装单元，4为第二连接杆，5为粘弹性材料，6为耳板，7为U形卡口，8为第一钢管，9为第二钢管，10为连接杆，11为螺帽，12为螺帽，13为连接杆，14为弹簧，15为花篮螺杆，16为耳板，17为U形卡口，18为第一钢管，19为第二钢管。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步详细说明本实用新型。

实施例1：本实用新型的封装单元4长度为30cm，半径为5cm，壁厚5mm，材料为Q235钢材；连接杆1为半径1cm的圆钢管，Q235钢；内部粘弹性材料为橡胶。

参阅图5所示本实用新型的安装示意图。封装单元3为中部空心的柱状体，长度为30cm，半径为5cm，壁厚5mm，材料为Q235钢材；中部通过隔板将封装单元3分隔成两部分，其中一个部分内充满粘弹性材料5；封装单元3的两端开孔，第一连接杆1的一端伸入其中一个开孔部位，并通过螺帽2固定，第一连接杆1的另一端通过U形卡口7连接耳板6；第二连接杆4的一端伸入另一个开孔部位，并位于粘弹性材料5内，另一端通过U形卡口7连接耳板6，U形卡口7通过螺栓与钢管上面焊接的耳板6相连接。第一连接杆1与第二连接杆4均为半径1cm的圆钢管，Q235钢；第一连接杆1与第二钢管9通过U形卡口7和耳板6连接，另外一侧的第二连接杆4与第一钢管8通过U形卡口和耳板6后连接，通过调节可活动一侧的第一连接杆1上的螺帽2来调整阻尼器的初始内应力。粘弹性材料5采用低阻尼橡胶，位于粘弹性材料5内的第二连接杆4会带动粘弹性材料共同运动，从而将风振所产生的动能转化为粘弹性材料内部分子运动而转化的热能，起到耗能的作用，从而减缓两端钢管的振动。

Claims (3)

1、一种粘弹性风振疲劳控制阻尼器，由第一连接杆(1)、封装单元(3)、第二连接杆(4)、粘弹性材料(5)、耳板(6)和U形卡口(7)组成，其特征在于封装单元(3)为中部空心的柱状体，中部通过隔板将封装单元(3)分隔成两部分，其中一个部分内充满粘弹性材料(5)；封装单元(3)的两端开孔，第一连接杆(1)的一端伸入其中一个开孔部位，并通过螺帽(2)固定，第一连接杆(1)的另一端通过U形卡口(7)连接耳板(6)；第二连接杆(4)的一端伸入另一个开孔部位，并位于粘弹性材料(5)内，另一端通过U形卡口(7)连接耳板(6)。

2、根据权利要求1所述的粘弹性风振疲劳控制阻尼器，其特征在于使用时将与第一连接杆(1)的另一端相连的耳板(6)固定于第一钢管(8)上，与第二连接杆(4)的另一端相连的耳板(6)固定于第二钢管(9)上。

3、根据权利要求1所述的粘弹性风振疲劳控制阻尼器，其特征在于所述粘性材料(5)为低阻尼橡胶。

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