CN202164534U - 桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置 - Google Patents

Abstract

桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，包括支座、连接件、销轴，所述支座包括底板、设置在所述底板上的两块相互平行的立板，底板上设置有安装孔，两块立板上分别设置有与销轴匹配的轴孔，所述两个轴孔位于同一轴线上；连接件包括连接杆和设置于连接杆一端的耳板，所述耳板上设置有与销轴匹配的销孔；所述销轴为一螺栓；耳板放置在两块立板之间，所述销轴穿过两块立板上的轴孔和耳板上的销孔，销轴一端通过螺纹连接固定有螺母，将连接件与支座连为一体。本实用新型实现了在桥梁塔梁结构中安装应用粘滞阻尼器，保证了阻尼器与桥梁结构的安全牢固连接及合理分布，获得了最优控制效果，保障了结构在强震和正常使用条件下的安全性。

Description

桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁减震设备，尤其涉及一种适用于大跨度斜拉桥、悬索桥工程中塔梁的阻尼器安装设备。

背景技术

地震是常见的自然灾害，而我国是一个多地震的国家，近年来地震发生更加频繁，我国自2008年以来就已发生汶川大地震、玉树大地震等，造成了非常惨重的生命财产损失。随着我国经济实力的增强和交通事业的不断发展，继南京二桥、江阴长江大桥、润扬长江大桥、苏通大桥、泰州大桥等大跨越江工程之后，又开始兴建多座跨海工程，如杭州湾大桥、渤海湾口工程等。专家预测，我国正面临一个新的地震活跃期，因此，在建设超大跨度的斜拉和悬索桥时, 很重要的一个课题就是如何保证桥梁的抗震安全性。

对于超大跨度缆索支承桥梁而言，主塔是最为关键的受力构件之一。已有研究表明，主塔高度及其承受轴力的加大，给主塔的抗震性能带来了更大的考验。为了使桥塔能够在强震下基本保持弹性，通常选择如飘浮体系来减小桥塔的地震内力。但飘浮体系桥梁也带来一些新问题，其中最为突出的是会导致较大的梁端位移，引发主梁与相邻跨引桥的碰撞及落梁等，给大桥的整体安全性造成威胁。因此，超大跨度缆索支承桥梁在采用隔震体系时，必须采取有效措施控制主塔和主梁之间的纵向相对地震位移。

在塔、梁间设弹性连接装置或阻尼器是控制梁端位移的措施，国内外已有一些桥梁设置了此类装置，例如美国在金门大桥的抗震加固中增设了阻尼器，国内的重庆鹅公岩大桥、上海卢浦大桥等也都设置了阻尼器。常用的阻尼器包括摩擦型阻尼器、弹塑性减震耗能钢阻尼器、磁流变阻尼器以及粘滞流体阻尼器等。在各类常用阻尼器当中，粘滞阻尼器由于制振效果好、受力明确、相对而言物美价廉等优点在各类工程结构中被广泛采用。

粘滞阻尼器是一种用于安装在发生相对位移的桥梁构件之间，在缓慢施加的静态荷载，如温度、汽车荷载等作用下可自由变形，在快速作用的动态荷载，如汽车振动、地震、脉动风等作用下，产生阻尼力并耗散能量的振动控制装置。

在实际应用过程中，粘滞阻尼器被较多地应用于高层、高耸房屋结构以及大跨空间结构的减震耗能，在斜拉桥拉索减振当中也应用较多，例如，南京长江二桥为了对拉索在风、车辆荷载下的振动进行控制，在每根拉索上均安装了粘滞阻尼器，苏通大桥的拉索也分别安装了MR阻尼器、粘滞阻尼器和机械阻尼器等三种阻尼器。在桥梁工程当中，针对具体的桥型阻尼器也有一些不同的应用，例如为了减小保证大桥在车辆的制动力、风力、地震力等作用下的振动，上海卢浦大桥在两根中间横梁上各放置了两个3米长的粘滞阻尼器；重庆鹅公岩大桥在东、西锚碇顶部各设置二个阻尼器，以提高抗震性能，限制活载产生的较大变形，改善行车条件。

但在塔、梁间设置阻尼器以控制梁端位移尚处于起步阶段，目前的研究工作主要还集中在数值计算领域，实际工程应用尚不多见。由于在塔、梁间安装阻尼器有其独特的结构特点，现有的安装装置不能很好地满足实际工程的需要。虽然有过一些相关的研究工作，但目前尚未得到合理解决，也没有统一的规范可以遵循，迫切需要进行专门的安装装置的研发工作。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，以便将粘滞阻尼器合理安装于大跨度斜拉桥、悬索桥中，用于抑制主塔与主梁结构之间的纵向相对位移，减小斜拉桥、悬索桥在地震作用下主塔与主梁结构之间的纵向相对位移，保障结构的安全，既保证阻尼器发挥出其最高功效，又保证桥梁结构不会由于阻尼器的安装而出现较大的局部应力。

技术方案：桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，包括支座、连接件、销轴，所述支座包括底板、设置在所述底板上的两块相互平行的立板，所述底板上设置有安装孔，所述的两块立板上分别设置有与销轴匹配的轴孔，所述两个轴孔位于同一轴线上；所述连接件包括连接杆和设置于所述连接杆一端的耳板，所述耳板上设置有与销轴匹配的销孔；所述销轴为一螺栓；耳板放置在两块立板之间，所述销轴穿过两块立板上的轴孔和耳板上的销孔，销轴一端通过螺纹连接固定有螺母，将连接件与支座连为一体。

本实用新型中，所述的立板的两侧边与底板垂直，立板的底边位于底板的平面上，立板上侧有圆弧段和连接所述圆弧段与侧边的斜边，所述斜边与水平线所夹的锐角为θ，25°<θ< 40°。

本实用新型中，所述圆弧段的圆心与轴孔的圆心重合，圆弧段的弧线两端分别与立板的一侧边和斜边相切。

有益效果：本实用新型实现了在桥梁塔梁结构中安装应用粘滞阻尼器，保证了阻尼器与桥梁结构的安全牢固连接及合理分布，不仅获得了最优控制效果，而且保障了结构在强震和正常使用条件下的安全性。直角梯形的斜腰与水平线所夹的锐角取值范围为25°<θ< 40°时，可有效节约立板材料，同时保证立板应力变化不大。圆角的弧线两端分别与直角梯形的下底和斜腰相切，可有效减小应力集中。同时本实用新型的安装装置结构简单、便于安装拆卸，使其能够更好地适应各类野外桥梁的抑制振动工作。

本实用新型通过流线型的耳板设计避免了阻尼器反力导致的耳板部位出现应力集中现象，并且通过其合理的分散安装布置保证了结构不出现较大的局部应力。桥梁塔梁结构中安装粘滞阻尼器后，阻尼器在缓慢荷载作用下可自由变形，在快速作用的动态荷载（如汽车振动、地震、脉动风等）作用下，产生阻尼力并耗散能量，能有效抑制主塔与主梁结构之间的纵向相对位移，同时，其合理的安装布置保证了结构不出现较大的局部应力。

随着国民经济的发展和大跨度桥梁工程的不断新建，该粘滞阻尼器安装装置必将在跨江、跨海等大型桥梁工程中广泛应用，发挥其高效的减震耗能能力，产生显著的经济社会效益。

附图说明

图1是本实用新型安装装置立体图；

图2是本实用新型安装装置立面图；

图3是本实用新型安装装置平面示意图；

图4是连接件立体透视图；

图5是支座立体图；

图6是立板结构示意图；

图7是立板最大等效应力随θ的变化曲线图；

图8是立板最大等效应力增加百分比随θ的变化曲线图；

图9是立板省材百分比随θ变化曲线图；

图10是粘滞阻尼器安装立面布置示意图。

图中有：底板1，立板2，高强螺栓3，粘滞阻尼器4，梁底板5，主塔横梁顶部6，耳板7，连接杆8，销轴9，螺母10。

具体实施方式

桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，包括支座、连接件、销轴9，所述支座包括底板1、设置在所述底板1上的两块相互平行的立板2，所述底板1上设置有安装孔，所述的两块立板2上分别设置有与销轴9匹配的轴孔，所述两个轴孔位于同一轴线上；所述连接件包括连接杆8和设置于所述连接杆8一端的耳板7，所述耳板7上设置有与销轴9匹配的销孔；所述销轴9为一螺栓；耳板7放置在两块立板2之间，所述销轴9穿过两块立板2上的轴孔和耳板7上的销孔，销轴9一端通过螺纹连接固定有螺母10，将连接件与支座连为一体。本实施例中，立板2的两侧边与底板1垂直，立板2的底边位于底板1的平面上，立板2上侧有圆弧段和连接所述圆弧段与侧边的斜边，所述斜边与水平线所夹的锐角为θ。由图7可知，最大等效应力随θ的增大而增大，当θ>10°时，增加幅度有所变大，当θ>30°时，增加幅度有所平缓至有所降低，当θ>40°时，增加幅度又开始变大；由图8可知，最大等效应力增加百分比在5°<θ< 25°时，随θ的增大而增大，在25°<θ< 40°时，随θ的增大而降低，当θ> 40°时又呈现增大趋势；由图9可知，当5°<θ< 15°时，省材百分比（θ每增加5°时，立板材料用量的减少量与前者用量的百分比）增幅随θ的增大而减小，当θ>15°时，省材百分比增幅随θ的增大而增大。综合上述情况可知，当25°<θ< 40°时，随着θ的增大，虽然立板最大等效应力不断增大，但增幅却不断减小，与此同时，立板的省材比例百分比增幅显著，说明在这个角度范围内增大θ可以在有效节约立板材料，同时保证立板应力变化不大。此外，为确保支座立板在大阻尼力下不屈服失效，增大安全系数，可偏保守的取较小的等效应力一方，因此取θ=35°。

在另一个实施例中，为了减小应力集中，所述圆弧段的圆心与轴孔的圆心重合，圆弧段的弧线两端分别与立板的一侧边和斜边相切。

本实用新型中，连接杆为圆柱形，可以根据不同的阻尼力采用不同的直径和长度。本实用新型的各部件件均可采用不锈钢材料，并对其表面进行专门的防腐防锈处理，防止锈蚀。

本实用新型的具体安装方式如下：粘滞阻尼器4的两端分别通过连接件与支座连接，其中一端的安装装置上的底板1通过高强螺栓3与梁底板5连接固定，另一端的安装装置上的底板1通过高强螺栓3与主塔横梁顶部6连接固定。

本实用新型中的连接件和支座设计制作成不同的规格尺寸，以对不同桥梁结构或者同一结构不同安装位置，或者为适应横隔板处不便安装螺栓及主梁与主塔横梁顶部之间高度不同等情况，选用适合的规格。例如在本实施例中，连接件设计制造了6种不同长度，支座设计制造了6种不同高度。

每个塔-梁处使用的阻尼器个数、型号和布置方案应根据最优阻尼参数和塔、梁的实际尺寸以及正常使用要求等因素综合确定，且尽可能采用多个阻尼器分散布置，这样可以避免因使用单个大吨位阻尼器而造成塔、梁等构件的过大局部应力。

Claims (3)

1. 一种桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，其特征在于，该安装设备包括支座、连接件、销轴（9），所述支座包括底板（1）、设置在所述底板（1）上的两块相互平行的立板（2），所述底板（1）上设置有安装孔，所述的两块立板（2）上分别设置有与销轴（9）匹配的轴孔，所述两个轴孔位于同一轴线上；所述连接件包括连接杆（8）和设置于所述连接杆（8）一端的耳板（7），所述耳板（7）上设置有与销轴（9）匹配的销孔；所述销轴（9）为一螺栓；

耳板（7）放置在两块立板（2）之间，所述销轴（9）穿过两块立板（2）上的轴孔和耳板（7）上的销孔，销轴（9）一端通过螺纹连接固定有螺母（10），将连接件与支座连为一体。

2. 一种如权利要求1所述的桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，其特征在于，所述的立板（2）的两侧边与底板（1）垂直，立板（2）的底边位于底板（1）的平面上，立板（2）上侧有圆弧段和连接所述圆弧段与侧边的斜边，所述斜边与水平线所夹的锐角为θ，25°<θ< 40°。

3. 一种如权利要求2所述的桥梁塔梁上的粘滞阻尼器安装装置，其特征在于，所述圆弧段的圆心与轴孔的圆心重合，圆弧段的弧线两端分别与立板（2）的一侧边和斜边相切。

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