CN201172792Y - 一种斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器 - Google Patents

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CN201172792Y CNU2007203000494U CN200720300049U CN201172792Y CN 201172792 Y CN201172792 Y CN 201172792Y CN U2007203000494 U CNU2007203000494 U CN U2007203000494U CN 200720300049 U CN200720300049 U CN 200720300049U CN 201172792 Y CN201172792 Y CN 201172792Y
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王戒躁
徐海鹰
陈开利
李荣庆
汪双炎
何祖发
侍刚
钟继卫
田启贤
刘蓬风
肖昌量
秦金环
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Abstract

一种斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器，在圆柱形下箱体内底面增设一个与所工作的斜拉索倾角互余的椭圆形斜板，同时在圆柱形罩体内的插板下端增设一个与椭圆形斜板平行且保持一定间距的振动件，该振动件没入高分子阻尼介质中形成剪切层，以充分利用高粘度流体的粘滞力来耗散斜拉索振动的能量，降低斜拉索的振动幅度，从而有效抑制斜拉索的振动。

Description

一种斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器
技术领域
本实用新型涉及一种斜拉索减振装置，具体地说是一种抑制斜拉桥斜拉索振动的外置式阻尼器，属于桥梁工程结构减振技术领域。
背景技术
由于大跨度斜拉桥的斜拉索长度较大，导致斜拉索的自振频率很低，其前几阶自振频率一般在2Hz以下，同时由于斜拉索的模态阻尼比也很小，其对数衰减率一般在0.01以下，斜拉索极易在风、雨、地震及交通等外界激励下振动过大，甚至产生大幅的发散振动。这些振动使得斜拉索长期处于大幅交变应力循环作用之下，在应力集中较为严重的拉索锚固区，易于产生斜拉索的疲劳破坏，振动严重的还会危及梁体结构，导致梁体产生裂纹，也会促使热挤塑高密度聚乙烯(PE)护套及斜拉索端部索套破裂，发生渗水，产生锈蚀。斜拉索的振动还将加快索的锈蚀速度，而斜拉索的高应力状态对腐蚀比较敏感，当伴有腐蚀时，在恒定应力水平下，斜拉索钢丝的疲劳寿命将大大缩短。斜拉索的大幅振动，还会使过往行人和车辆产生不舒适感和不安全感，影响桥梁的正常运营。
现有技术中与本实用新型最为相近的粘性剪切型阻尼器有专利号为98232486.3、公开号为CN2330696Y、公开日为1999.07.28的“拉索振动阻尼器”，这种粘性剪切型阻尼器适用于斜拉索与桥面倾角小于45°情形下的使用，而当斜拉索与桥面倾角大于45°时，由于安装的阻尼器要求与拉索正交90°，导致阻尼器与桥面倾角较小，下箱体中能填入高分子聚合物粘性体的用量减少，存在阻尼器的减振效果大幅降低的缺陷。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新型斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器，在圆柱形下箱体内底面增设一个与所工作的斜拉索倾角互余的椭圆形斜板，同时在圆柱形罩体内的插板下端增设一个与椭圆形斜板平行且保持一定间距的振动件，该振动件没入高分子阻尼介质中形成剪切层，以充分利用高粘度流体的粘滞力来耗散斜拉索振动的能量，降低斜拉索的振动幅度，从而有效抑制斜拉索的振动。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
粘性剪切型阻尼器的阻尼力来自于粘性体的阻力，这个阻力就是流体的粘度。当粘性体中的物体发生运动时，它将带动其周围的粘性体做剪切运动，其作用使移动较快的一层减速，移动较慢的一层加速，在作相对滑动的粘性体各层之间产生剪应力，剪应力与运动物体的面积的乘积就是阻尼减振器的阻尼力，结果相当于粘性体中运动的物体与粘性体之间的能量转移——即动能转化为热能。粘性剪切型阻尼器所采用的粘性体粘度很高，为一般流体的数万倍，因此，物体在粘性体中运动时受到的阻尼力很大，很小的运动物体就能产生很大的阻尼力，减振效果非常明显。结合粘性剪切型阻尼器的阻尼原理，本实用新型提供的斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器主要由圆柱形下箱体(1)和圆柱形罩体(6)两部分构成，圆柱形下箱体(1)中充填高分子阻尼介质(5)，为克服前述现有技术的缺陷，圆柱形下箱体(1)内底板处增设一个椭圆形斜板(4)，椭圆形斜板(4)倾角与所工作的拉索倾角互余，圆柱形罩体(6)内的插板下端增设一个振动件(7)，振动件(7)没入高分子阻尼介质(5)中，且与椭圆形斜板(4)平行且保持一定间距，该间距一般约为10cm，形成剪切层；为防尘需要，振动件(7)通过插板与圆柱形罩体(6)顶板焊接且置于圆柱形罩体(6)内，圆柱形下箱体(1)顶部设置有一圈防尘橡胶板(2)。斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器与桥面垂直固定在斜拉索与桥面之间，当斜拉索产生振动时，通过固接于斜拉索的索夹将振动的能量经圆柱形罩体(6)传递给振动件(7)，并带动其周围的粘性体做剪切运动，产生很大的阻尼力，达到耗散斜拉索振动的能量，降低斜拉索的振动幅度，从而抑制斜拉索的振动的目的。
本实用新型的优点：
1、因其垂直布置，适用于斜拉索与桥面倾角大于45°的场合；
2、能有效地抑制斜拉索的各种风致振动，包括涡激振动、尾流弛振、风雨振、抖振和参数振动等，同时有效地抑制斜拉索相互正交的两个方向的振动；
3、结构构造简单合理，制作要求不高，便于制作和安装。
附图说明
图1为本实用新型圆柱形罩体及振动件立体示意图。
图2为本实用新型圆柱形下箱体立体示意图。
图3为本实用新型结构的立面视图。
图4为本实用新型结构的侧面视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型圆柱形罩体及振动件立体示意图，图2为本实用新型圆柱形下箱体立体示意图，图3为本实用新型结构的立面视图，图4为本实用新型结构的侧面视图。振动件(7)与圆柱形罩体(6)通过一插板焊接固定，在插板与振动件(7)焊接处插板的中部开有一个四边形孔，以调节横向的阻尼力；圆柱形下箱体(1)内底板处斜向有一块椭圆形斜板(4)与圆柱形下箱体(1)焊接连接，椭圆形斜板(4)倾角与所工作斜拉索倾角互余，振动件(7)与椭圆形板(4)平行且之间保持10cm的间隙；圆柱形下箱体(1)中充填高分子阻尼介质(5)，振动件(7)没入高分子阻尼介质(5)中，圆柱形下箱体(1)的顶部有一圈防尘橡胶板(2)；圆柱形罩体(6)通过螺栓(8)与紧固在斜拉索上的索夹相连，圆柱形下箱体(1)通过螺栓(3)与固定在桥面上的支座相连。粘性剪切型阻尼器与桥面垂直固定在斜拉索与桥面之间，适用于斜拉索倾角大于45°的场合；圆柱形下箱体内装的高分子阻尼介质重量通过计算确定，以适用于不同规格的斜拉索。在斜拉索发生振动的情况下，振动件(7)将在高分子阻尼介质中运动，结果相当于高分子阻尼介质中运动的物体与高分子阻尼介质之间的能量转移——即动能转化为热能。该实施例中高分子阻尼介质采用进口材料，粘度很高，为一般流体的数万倍，振动件在高分子阻尼介质中运动时受到的阻尼力很大，很小的振动件就能产生很大的阻尼力，减振效果非常明显。本实用型新的粘性剪切型阻尼器可以很大程度地提高斜拉索的附加阻尼，从而达到阻尼减振的目的。经过严格计算，该实施例中阻尼插板采用单插板形式，大大地减小了阻尼减振器的外廓尺寸。

Claims (2)

1、一种斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器，由圆柱形下箱体(1)和圆柱形罩体(6)两部分构成，其特征是：圆柱形下箱体(1)内底板处增设一个椭圆形斜板(4)，椭圆形斜板(4)倾角与所工作的拉索倾角互余，圆柱形罩体(6)内的插板下端增设一个振动件(7)，振动件(7)没入高分子阻尼介质(5)中，且与椭圆形斜板(4)平行且保持一定间距，形成剪切层。
2、根据权利要求1所述的斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器，其特征是：振动件(7)与圆柱形罩体(6)通过一插板焊接固定，在插板与振动件(7)焊接处插板的中部开有一个四边形孔，以调节横向的阻尼力。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103469731A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 无锡圣丰建筑新材料有限公司 桥梁拉索外置式阻尼器
CN105951582A (zh) * 2016-06-01 2016-09-21 成都格瑞思文化传播有限公司 桥梁减震弹塑性阻尼结构
CN108662072A (zh) * 2018-07-02 2018-10-16 浙江大学 一种用于模型斜拉索减振试验的参数可调惯性质量阻尼器

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