CN207228384U - 一种用于放置调谐质量阻尼器的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于放置调谐质量阻尼器的装置，属于大型设备消能减振的技术领域，该装置由若干个钢箍组成，每个钢箍包括钢箍板、上肋板、斜支撑、水平支撑、钢梁、下肋板和连接板；所述钢梁包括焊接工字梁和型钢梁，每个钢箍板的顶部分别与肋板、斜支撑和水平支撑焊接连接，钢箍板的底部分别与钢梁和下肋板焊接连接；各个钢箍之间连接。本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置可以实现减振装置一次性安装到位,无需动火施焊。避免分层施工的复杂性，节省人力、物力等资源，提高施工效率，节约成本。

Description

一种用于放置调谐质量阻尼器的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于放置调谐质量阻尼器(以下简称TMD)的装置及其安装方法，适用于石油化工企业生产线上的大型焦炭塔等高耸设备，属于大型设备消能减振的技术领域。

背景技术

石油化工企业生产线上的大型焦炭塔等高耸设备，其内部物料反应往往会引起设备本身及其支承结构、管线的水平振动。剧烈的振动会影响结构安全以及操作人员身心健康，设备的振动还会引起管线的剧烈晃动，导致法兰松动、油气泄露，从而引发火灾、爆炸等生产事故，后果不堪设想。

对于高耸设备的振动控制，国内外总结了不少可实施的减振方法。减振的主要思路是通过采用各种措施，达到增加结构的固有频率，加大结构的阻尼，或影响结构周围卡门涡街的形成，从而达到避免结构出现诱导振动的目的。目前的减振方法分为预防型方法和补救型方法两种：预防型方法主要是针对设计之初的高耸设备采取的相关措施，如增加设备壁厚、改变设备材料等；补救型方法适用于既有的高耸设备消能减振，如支撑法、框架法、安装附件法、设置刚体质量阻尼器等。对于既有高耸设备的振动问题，应首先分析振动产生的原因，再结合实际情况对其采取针对性的消能减振措施。

目前对于高耸设备本身的消能减振问题，一般采用设置调谐质量阻尼器的方法，调谐质量阻尼器(TMD)主要是安放在建筑物的较高层位置，是钟摆形式运作；调谐质量阻尼器是一个大约数百吨重的混凝土块，四边用弹簧连接，当有外力传于建筑物，建筑物的摆动会将能量传到调谐质量阻尼器，令调谐质量阻尼器同时摆动，经过计算的调谐质量阻尼器会产生相反的摆动，这相反的摆动刚好与建筑物的摆动不同，所以可令建筑物本身的摆动减少；一般是在设备或结构不同高度处，增设几个质量块，以此改变整体结构的自振周期和阻尼。

然而对于具有多层钢框架支承的既有大型焦炭塔等高耸设备，在设备或结构不同位置增设几个调谐质量阻尼器(TMD)，施工复杂，可操作性差，且每层的调谐质量阻尼器(TMD)确定需要考虑工况种类繁多，工作效率低。

因此开发一种操作简单、高效的用于放置调谐质量阻尼器(TMD)的装置及其安装方法，对于节省人力、物力等资源，提高施工效率，控制施工成本是非常必要的。

发明内容

本实用新型的目的之一在于采用设置调谐质量阻尼器的方法对既有大型焦炭塔等高耸设备进行消能减振时，提供一种简易高效的用于放置调谐质量阻尼器(TMD)的装置，实现减振装置一次性安装到位,无需动火施焊，避免分层施工的复杂性，节省人力、物力等资源，提高施工效率，节约成本。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于放置调谐质量阻尼器的装置，由若干个钢箍组成，每个钢箍包括钢箍板、上肋板、斜支撑、水平支撑、钢梁、下肋板和连接板；所述钢梁包括焊接工字梁和型钢梁，每个钢箍板的顶部分别与肋板、斜支撑和水平支撑焊接连接，钢箍板的底部分别与钢梁和下肋板焊接连接；各个钢箍之间连接。

优选地，所述各个钢箍之间连接的具体连接为：钢箍端部位置的上肋板对接，螺栓孔对准后通过高强螺栓连接，钢箍端部位置的焊接工字梁通过连接板螺栓连接。

优选地，所述钢箍分为八块，每个钢箍中的钢箍板的角度为45°，屈服强度不得低于345MPa，钢箍板之间间隙为20mm。

优选地，所述上肋板的形状呈曲线形，分布于钢箍板顶部的四分点位置，上肋板与钢箍板焊接相连，上肋板与斜支撑和水平支撑焊接连接，位于钢箍板端部的上肋板上有螺栓孔，螺栓孔数量为5个，用于钢箍之间的连接。

优选地，所述斜支撑和水平支撑位于每块钢箍中部的四分点处，分别有2根，所述斜支撑和水平支撑的一端与上肋板焊接相连，另一端与钢箍板焊接连接。

优选地，所述焊接工字梁和型钢梁位于钢箍板的底部，与钢箍板焊接连接，每个钢箍底部型钢梁的数量为7根，均匀分布，其一端与下肋板焊接相连，另一端与焊接工字梁焊接相连。

优选地，所述的下肋板为3块，位于型钢梁的底部及两侧，与型钢梁肢背和钢箍板焊接相连。

优选地，所述连接板上均有长螺栓孔，单侧开孔数为4个。

优选地，所述连接板用于钢箍上焊接工字梁的端部连接。

本实用新型的另一目的在于采用设置调谐质量阻尼器的方法对既有大型焦炭塔等高耸设备进行消能减振时，提供一种简易高效的用于放置调谐质量阻尼器(TMD)的装置的安装方法，实现减振装置一次性安装到位,无需动火施焊，避免分层施工的复杂性，节省人力、物力等资源，提高施工效率，节约成本。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于放置调谐质量阻尼器的装置的安装方法，包括以下步骤：

(1)、钢箍板的预制成型

根据大型焦炭塔塔顶的具体尺寸，将相应的钢箍板预制成型，成型的钢箍板紧贴于塔体的表面；

(2)、上肋板与钢箍板连接

将上肋板预制成型，上肋板的表面均匀设置螺栓孔，形状呈曲线形，与焦炭塔塔顶曲线相似，再通过焊接方式与钢箍板进行连接，连接位置位于钢箍的四分点处；

(3)、钢支撑与钢箍板连接

将成型的钢支撑与钢箍板采用焊接方式相连，所述钢支撑包含斜支撑和水平支撑，每块钢箍中的斜支撑和水平支撑分别为2根，分布于钢箍中部的四分点处；

(4)、钢梁与钢箍板连接

将焊接工字梁和型钢梁通过焊接方式与钢箍板相连，焊接工字梁分布于钢箍板底部悬挑部分的边缘，其端部采用普通螺栓连接；每块钢箍底部型钢梁的数量为7根，均匀分布，其一端与下肋板通过焊接相连，另一端与焊接工字梁通过焊接相连；

(5)、下肋板与钢箍板连接

将下肋板与钢箍板和型钢梁肢背通过焊接方式连接，分布于型钢梁的两侧和型钢梁肢背底部，得到钢箍；

(6)、钢箍之间连接

将步骤(5)连接好的钢箍在塔顶部进行组装，首先将两块钢箍端部位置的上肋板进行对接，螺栓孔对准后通过高强螺栓进行连接；然后将两块钢箍端部位置的焊接工字梁通过连接板进行螺栓连接(可采用普通螺栓)，按照顺序依次安装，直至完成；

(7)、放置调谐质量阻尼器

步骤(6)中的钢箍分段拼装完毕后，在每段钢箍上放置小型调谐质量阻尼器，小型调谐质量阻尼器应沿塔体环形均匀分布。

优选地，所述步骤(1)所述钢箍板的垂直高度为2.1m，悬挑长度为1.8m，厚度尺寸为25mm，钢箍板的角度为45°，采用Q345钢材，屈服强度不得低于345MPa，每块钢箍悬挑的钢箍板之间间隙为20mm。

优选地，所述步骤(2)中所述螺栓孔数量为5个。

优选地，所述步骤(3)中所述斜支撑和水平支撑的截面尺寸均采用圆钢管，圆钢管直径为194mm，厚度为12mm。

优选地，所述步骤(4)中所述焊接工字梁的截面尺寸取为I344mm×348mm×10mm×16mm，型钢梁取槽钢[16a(其尺寸也可根据设备具体情况确定)。

优选地，所述步骤(5)中所述下肋板主要用于提高钢箍板的刚度和固定型钢梁，其厚度尺寸可取10mm。

优选地，所述步骤(6)中所述钢箍一共有八块。

有益效果：

本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置可以实现减振装置一次性安装到位,无需动火施焊。避免分层施工的复杂性，节省人力、物力等资源，提高施工效率，节约成本。

下面通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

附图说明

图1是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的正视结构示意图。

图2是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视结构示意图。

图3是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的仰视结构示意图。

图4是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视的1-1剖面图。

图5是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视的2-2剖面图。

图6是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的仰视的3-3剖面图。

图7是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视的2-2剖面图中①连接位置的放大结构示意图。

图8是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的仰视的3-3剖面图中②连接位置的放大结构示意图。

主要附图标记：

1钢箍板 2上肋板

3斜支撑 4水平支撑

5焊接工字梁 6型钢梁

7下肋板 8连接板

9塔体

具体实施方式

本实用新型可以根据以下实例实施，但不限于此，这些实施例只是为了举例说明本实用新型实施过程，而非以任何方式限制本实用新型的范围，在以下的实施例中，未详细描述的各种方法和设备是本领域中公知的常规方法和设备，本实用新型中所用零部件用市场上可购买的常规零部件均可。

实施例1

如图1所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的正视结构示意图，如图2所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视结构示意图，如图3所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的仰视结构示意图，如图4所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视的1-1剖面图，如图5所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视的2-2剖面图，如图6所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的仰视的3-3剖面图，如图7所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的俯视的2-2剖面图中①连接位置的放大结构示意图，如图8所示，是本实用新型用于放置调谐质量阻尼器的装置的仰视的3-3剖面图中②连接位置的放大结构示意图；其中，1为钢箍板，2为上肋板，3为斜支撑，4为水平支撑，5为焊接工字梁，6为型钢梁，7为下肋板，8为连接板，9为塔体。

本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置，包括八个钢箍，每个钢箍包括：钢箍板1、上肋板2、斜支撑3、水平支撑4、焊接工字梁5、型钢梁6和下肋板7，另外，还有连接板8、塔体9；钢箍板1的底部设有悬挑部分，钢箍板1与塔体9的表面贴合，位于钢箍板端部的两块上肋板2上有螺栓孔，螺栓孔数量为5个，用于钢箍之间的连接，上肋板2的形状呈曲线形，与焦炭塔塔顶曲线相似，通过焊接方式与钢箍板1的顶部进行连接，连接位置位于钢箍的四分点处，同时中间两块上肋板与斜支撑3和水平支撑4通过焊接方式相连；钢支撑(包含斜支撑3和水平支撑4)与钢箍板1的顶部采用焊接方式相连，每块钢箍中的斜支撑3和水平支撑4分别为2根，分布于钢箍中部的四分点处；钢梁(包含焊接工字梁5和型钢梁6)通过焊接方式与钢箍板1的底部相连接，工字梁5与钢箍板1底部的悬挑部分相连接，其端部采用普通螺栓连接(预留长螺栓孔)，型钢梁6的数量为7根，均匀分布，其一端与下肋板7通过焊接相连，另一端与焊接工字梁5通过焊接相连，该钢梁主要用于承受TMD的自重，焊接工字梁的截面尺寸可取为I344mm×348mm×10mm×16mm，其端部采用高强螺栓连接(预留长螺栓孔)，同时型钢梁可取槽钢[16a；下肋板7为3块，位于型钢梁6的底部及两侧，与型钢梁6的肢背和钢箍板1焊接相连，其厚度尺寸可取10mm，主要用于提高钢箍板的刚度和固定型钢；连接板8的厚度可取焊接工字梁5的腹板厚度，长度可视现场情况确定，每块连接板8上均设有长螺栓孔，单侧开孔数为4个，螺栓孔孔径尺寸根据钢箍的变形量确定，一般孔径长度取变形量的2倍左右，连接板8主要用于每块钢箍上焊接工字梁的端部连接。

因受管道设备限制，本实用新型的钢箍不能直接套在塔体上，故将其进行分段拼装。钢箍根据大型焦炭塔穹顶大小划分为若干块，每个钢箍顶部分别与肋板、斜支撑和水平支撑进行焊接连接，其底部分别与钢梁、下肋板进行焊接，再通过高强螺栓将若干块钢箍连接起来，紧贴于塔体顶部表面，以保证形成封闭区域，最后放置TMD，完成最终安装。

两块钢箍端部位置的上肋板2进行对接，螺栓孔对准后通过高强螺栓进行连接，然后将两块钢箍端部位置的焊接工字梁5通过连接板8进行螺栓连接。

本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置的具体实施方式，包括以下步骤：

1、钢箍板1的预制成型

根据大型焦炭塔塔顶的具体尺寸，将相应的钢箍板1预制成型，垂直高度为2.1m，悬挑长度为1.8m，厚度尺寸为25mm，成型的钢箍板1应紧贴于塔体9的表面，如图8所示。钢箍板1的角度为45°，可采用Q345钢材，建议钢材屈服强度不得低于345MPa，考虑到板的实际承载能力和经济效益，高度为2.1m，厚度尺寸取为25mm左右，悬挑长度为1.8m，每块钢箍悬挑的钢箍板之间间隙约为20mm，钢箍板1主要用于放置调谐质量阻尼器(TMD)。

2、上肋板与钢箍板连接

将上肋板2预制成型，在钢箍的端部，上肋板2的表面均匀设置螺栓孔(螺栓孔数量约为5个)，形状呈曲线形，与焦炭塔塔顶曲线相似，再通过焊接方式与钢箍板1进行连接，连接位置位于钢箍的四分点处，如图2、图4和图5所示。

3、钢支撑与钢箍板连接

将成型的钢支撑(包含斜支撑3和水平支撑4)与钢箍板1采用焊接方式相连，斜支撑3和水平支撑4的截面尺寸均建议采用圆钢管，圆钢管直径约为194mm，厚度约为12mm，每块钢箍中的斜支撑3和水平支撑4分别为2根，分布于钢箍中部的四分点处，支撑长度视现场情况确定，如图2和图4所示。

4、钢梁与钢箍板连接

将钢梁(包含焊接工字梁5和型钢梁6)通过焊接方式与钢箍板1相连，焊接工字梁5的截面尺寸可取为I344mm×348mm×10mm×16mm(其尺寸也可根据设备具体情况确定)，分布于钢箍板1底部悬挑部分的边缘，其端部采用普通螺栓连接(预留长螺栓孔)，如图3和图7所示；型钢梁6可取槽钢[16a(其尺寸也可根据设备具体情况确定)，每块钢箍底部型钢梁6的数量约为7根，均匀分布，其一端与下肋板7通过焊接相连，另一端与焊接工字梁5通过焊接相连，如图3和图6所示。

5、下肋板与钢箍板连接

将下肋板7与钢箍板1和型钢梁6肢背通过焊接方式连接，分布于型钢梁6的两侧和型钢梁6肢背底部，主要用于提高钢箍板1的刚度和固定型钢梁6，其厚度尺寸可取10mm，其余尺寸可根据设备具体情况而定，如图3、图6和图8所示。

6、钢箍之间连接

将上述连接好的钢箍在大型焦炭塔顶部进行组装，首先将两块钢箍端部位置的上肋板2进行对接，螺栓孔对准后通过高强螺栓进行连接，如图2所示；然后将两块钢箍端部位置的焊接工字梁5通过连接板8进行螺栓连接(可采用普通螺栓)，如图7所示，按照顺序依次安装，直至完成，一共有八块钢箍相连接。

7、放置调谐质量阻尼器(TMD)

钢箍分段拼装完毕后，在每段钢箍上放置小型调谐质量阻尼器(TMD)，小型调谐质量阻尼器(TMD)应沿塔体环形均匀分布。小型调谐质量阻尼器(TMD)的质量控制根据设备的具体消能减振方案确定。

本实用新型的优点：

1、本实用新型相比常规的设置调谐质量阻尼器的装置及方法，适用性更强，尤其是针对既有大型焦炭塔等高耸设备，通过塔顶设置钢箍，一次成型，避免分层安装，降低施工复杂性，提高施工效率，节约成本，减振效果良好。

2、本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置，通过高强螺栓连接进行分段拼装，降低对管道等设备的影响，由于钢箍牢固的“套”在塔顶，只需在钢箍表面进行焊接作业，避免直接在塔体表面动火施焊，从而减少对塔体的损伤，保障施工的安全性。

3、本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置，组成部分构件尺寸灵活，可根据不同高耸设备的消能减振要求制定具体的构件尺寸，且相比分层设置质量块的方法，其工况分析种类减少，计算效率得到大幅度提高，计算成本进一步降低。

4、本实用新型的用于放置调谐质量阻尼器的装置，在既有大型焦炭塔等高耸设备领域应用前景广泛，具有很好的经济效益和社会效益。

Claims (9)

1.一种用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：由若干个钢箍组成，每个钢箍包括钢箍板、上肋板、斜支撑、水平支撑、钢梁、下肋板和连接板；所述钢梁包括焊接工字梁和型钢梁，每个钢箍板的顶部分别与肋板、斜支撑和水平支撑焊接连接，钢箍板的底部分别与钢梁和下肋板焊接连接；各个钢箍之间连接。

2.根据权利要求1所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述各个钢箍之间连接的具体连接为：钢箍端部位置的上肋板对接，螺栓孔对准后通过高强螺栓连接，钢箍端部位置的焊接工字梁通过连接板螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述钢箍分为八块，每个钢箍中的钢箍板的角度为45°，屈服强度不得低于345MPa，钢箍板之间间隙为20mm。

4.根据权利要求3所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述上肋板的形状呈曲线形，分布于钢箍板顶部的四分点位置，上肋板与钢箍板焊接相连，上肋板与斜支撑和水平支撑焊接连接，位于钢箍板端部的上肋板上有螺栓孔，螺栓孔数量为5个，用于钢箍之间的连接。

5.根据权利要求4所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述斜支撑和水平支撑位于每块钢箍中部的四分点处，分别有2根，所述斜支撑和水平支撑的一端与上肋板焊接相连，另一端与钢箍板焊接连接。

6.根据权利要求5所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述焊接工字梁和型钢梁位于钢箍板的底部，与钢箍板焊接连接，每个钢箍底部型钢梁的数量为7根，均匀分布，其一端与下肋板焊接相连，另一端与焊接工字梁焊接相连。

7.根据权利要求6所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述的下肋板为3块，位于型钢梁的底部及两侧，与型钢梁肢背和钢箍板焊接相连。

8.根据权利要求7所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述连接板上均有长螺栓孔，单侧开孔数为4个。

9.根据权利要求8所述的用于放置调谐质量阻尼器的装置，其特征在于：所述连接板用于钢箍上焊接工字梁的端部连接。