CN210368591U - 一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置 - Google Patents

Abstract

一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置，包括塔墩柱支座、粘滞阻尼器和主梁支座，所述粘滞阻尼器安装于塔墩柱支座和主梁支座之间，所述塔墩柱支座和主梁支座均设有一个销轴孔，所述粘滞阻尼器的两端分别通过销轴安装于所述销轴孔，并且至少一个销轴孔为长圆孔，所述长圆孔的长度方向与粘滞阻尼器长度方向一致，当桥梁微幅振动时，所述粘滞阻尼器端部的销轴在所述长圆孔中轻微滑动。本实用新型当桥梁结构微幅振动时，粘滞阻尼器不工作；当桥梁结构发生较大振动时，粘滞阻尼器正常工作。

Description

一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁抗震技术领域，具体为一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置。

背景技术

随着桥梁抗震防灾意识的提高，减震隔震技术在桥梁领域应用越来越广泛，其中粘滞阻尼器以其良好的抗震性能以及稳定性而备受青睐。现有的粘滞阻尼器在桥梁上安装方法是：①分别安装固定阻尼器墩塔柱支座和阻尼器主梁支座，②阻尼器支座采用销轴与粘滞阻尼器的左右耳板连接固定。因此粘滞阻尼器与墩塔柱和主梁均为刚性连接。

当桥梁结构受外界因素如温度作用、车辆荷载、车辆制动力荷载、百年风荷载、地震作用等方面因素影响时，墩塔柱与主梁产生相对运动，这时粘滞阻尼器活塞杆带动活塞在缸筒内滑动，缸筒内部位于活塞左右两侧的阻尼介质相对运动产生阻尼力，从而起到耗能作用。

但采用现有粘滞阻尼器连接方式，长期使用中会存在如下问题：

1、粘滞阻尼器与桥梁刚性连接，桥梁各种工况下的动力响应均会使粘滞阻尼器产生相应的阻尼力，然而桥梁结构在温度作用下发生的自由形变，阻尼力会引起桥梁结构较大的内力，对桥梁产生不利影响。

2、粘滞阻尼器在温度作用以及日常行车条件下，活塞杆不断往复运动，加速了阻尼器密封件的磨损，降低了阻尼器密封件的使用寿命，还常常会引起在阻尼器寿命周期内阻尼介质泄漏的事故，最终削弱阻尼器的抗震性能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置，当桥梁结构微幅振动时，粘滞阻尼器不工作；当桥梁结构发生较大振动时，粘滞阻尼器正常工作。

为达到以上目的，本实用新型采用一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置，包括塔墩柱支座、粘滞阻尼器和主梁支座，所述粘滞阻尼器安装于塔墩柱支座和主梁支座之间，所述塔墩柱支座和主梁支座均设有一个销轴孔，所述粘滞阻尼器的两端分别通过销轴安装于所述销轴孔，并且至少一个销轴孔为长圆孔，所述长圆孔的长度方向与粘滞阻尼器长度方向一致，当桥梁微幅振动时，所述粘滞阻尼器端部的销轴在所述长圆孔中轻微滑动。

在上述技术方案的基础上，当所述塔墩柱支座或主梁支座的销轴孔为长圆孔时，所述粘滞阻尼器一端的销轴安装于长圆孔内，另一端的销轴与塔墩柱支座或主梁支座的圆形销轴孔固定连接。

在上述技术方案的基础上，当所述塔墩柱支座和主梁支座的销轴孔均为长圆孔时，所述粘滞阻尼器两端的销轴分别安装于两个长圆孔内。

在上述技术方案的基础上，所述销轴为卡位销轴，所述卡位销轴包含轴杆、挡板和螺钉，所述挡板通过螺钉固定于轴杆的两端；所述挡板为圆形板，其直径大于长圆孔的宽度。

在上述技术方案的基础上，所述长圆孔的长度是所述轴杆直径的两倍。

在上述技术方案的基础上，所述销轴滑动到长圆孔的极限位置时，粘滞阻尼器开始工作。

在上述技术方案的基础上，所述粘滞阻尼器的阻尼液为硅油。

在上述技术方案的基础上，所述长圆孔的长度与桥梁日常振幅正相关。

在上述技术方案的基础上，所述粘滞阻尼器端部销轴安装于长圆孔正中央。

在上述技术方案的基础上，所述粘滞阻尼器与桥梁面相对平行。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的粘滞阻尼装置，在桥梁结构温度变形和正常行车等微幅振动条件下，避免了由于粘滞阻尼器的限制而额外增加桥梁结构内力。在地震荷载下，桥梁结构产生较大相对位移时，销轴滑动到极限位置，活塞杆开始运动，粘滞阻尼器正常工作。

2、本实用新型的粘滞阻尼装置，允许粘滞阻尼器销轴在塔墩柱支座和/或主梁支座的长圆孔内滑动，避免了粘滞阻尼器活塞杆频繁伸缩造成的密封件快速磨损。

3、本实用新型的粘滞阻尼装置，安装难度低，几乎不增加额外的安装成本，在不影响抗震效果的同时，有效提高了粘滞阻尼器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为卡位销轴的结构示意图。

图3为定位工装的结构示意图。

图4为图3的A-A面剖视图。

附图标记：1-塔墩柱支座、2-粘滞阻尼器、3-梁端支座、4-卡位销轴、41-轴杆、42-挡板、43-螺钉、5-定位工装。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置，包括塔墩柱支座1、粘滞阻尼器2和主梁支座3，粘滞阻尼器2安装于塔墩柱支座1和主梁支座3之间。塔墩柱支座1和主梁支座3均设有一个销轴孔，粘滞阻尼器2的两端分别通过销轴安装于销轴孔，并且至少一个销轴孔为长圆孔(也可称为腰圆孔)。长圆孔的长度方向与粘滞阻尼器2长度方向一致，即长圆形孔的加工方向与阻尼器运动方向一致。粘滞阻尼器2端部的销轴安装于长圆孔内，当桥梁微幅振动时，粘滞阻尼器2端部的销轴在长圆孔中轻微滑动。

优选地，粘滞阻尼器2端部销轴安装于长圆孔正中央，即销轴的初始位置位于长圆孔的长度方向中心位置。当桥梁微幅振动时，粘滞阻尼器2端部销轴在长圆孔内的两边均有同等的活动空间。

根据不同桥梁结构抵消微幅振动的不同需求，可以通过塔墩柱支座1和主梁支座3上长圆孔的加工长短和长圆孔的加工数量两种方式来调整。

其中，调整长圆孔的加工长短是指根据抵消微幅振动的实际需求来调节长圆孔的长度。当阻尼器长度较短，或者桥梁结构温度变形和正常行车振动响应较小时，长圆孔长度较短；当阻尼器设计长度较长，或者桥梁结构温度变形和正常行车振动响应较大时，长圆孔长度较长。此时，长圆孔的长度与桥梁日常振幅正相关。

而调整长圆孔的加工数量是指塔墩柱支座1和主梁支座3可以任选一个加工成长圆孔或者均可加工成长圆孔。

当阻尼器长度较短，或者桥梁结构温度变形和正常行车振动响应较小时，墩柱支座1和主梁支座3的销轴孔可以一端加工成长圆孔，一端加工成普通的圆形孔。当塔墩柱支座1或主梁支座3的销轴孔为长圆孔时，粘滞阻尼器2一端的销轴安装于长圆孔内，另一端的销轴与塔墩柱支座1或主梁支座3的圆形销轴孔固定连接。

当阻尼器长度较长，或者桥梁结构温度变形和正常行车振动响应较大时，考虑到一端的长圆孔开得太大会影响阻尼器支座的强度，因此可以选择墩柱支座1和主梁支座3的销轴孔均加工为长圆孔。当塔墩柱支座1和主梁支座3的销轴孔均为长圆孔时，粘滞阻尼器2两端的销轴分别安装于两个长圆孔内。

在相同条件下，墩柱支座1和主梁支座3的销轴孔均加工为长圆孔的方式抵消振动幅度的大小相比于墩柱支座1或主梁支座3的销轴孔加工为长圆孔的方式提高了一倍。

如图2所示，在本实施例中，销轴为卡位销轴4，卡位销轴4包含轴杆41、挡板42和螺钉43，挡板42通过螺钉43固定于轴杆41的两端；挡板42为圆形板，其直径大于长圆孔的宽度，避免轴杆41脱出。

在本实施例中，长圆孔的长度是轴杆41直径的两倍。

优选地，粘滞阻尼器2包含两端的耳环，一端耳环连接塔墩柱支座1，另一端耳环连接主梁支座3。

优选地，粘滞阻尼器2的阻尼液为硅油。

优选地，粘滞阻尼器2与桥梁面相对平行。

本实用新型实施例的组装过程如下：

当需要将粘滞阻尼器2端部销轴安装于支座的长圆孔正中央时，需要借助定位工装5来固定粘滞阻尼器2端部销轴的初始安装位置。定位工装5加工成图3和图4所示，其为具有双耳支座的左右对称结构。定位工装5是根据长圆孔的形状尺寸加工而成。安装时，定位工装5的双耳支座与长圆孔两边弧度紧密贴合，定位工装5的中心位置开有恰好供销轴通过的圆孔。

在本实施例中，安装粘滞阻尼器2端部销轴时，首先将两个定位工装5分别插入长圆孔的支座两侧，轴杆41依次穿过定位工装7、一侧支座长圆孔、粘滞阻尼器2的销轴孔以及另一侧支座长圆孔，定位好之后，然后取出定位工装5，最后将挡板42采用螺钉43固定连接于轴杆41的两侧，限制轴杆41两侧的自由度，仅允许销轴在长圆孔内滑动。

本实用新型的工作原理如下：

当桥梁结构在温度变化和正常行车等作用下微幅振动时，粘滞阻尼器2作为一个整体带动其端部销轴在长圆孔内自由滑动来抵消桥梁结构振动，该状态下粘滞阻尼器不产生阻尼力。

当桥梁结构在较大的冲击荷载或者地震作用影响下产生较大振动时，粘滞阻尼器2端部销轴滑动到长圆孔的极限位置时，销轴与长圆孔半圆面接触，粘滞阻尼器开始工作，发挥正常的耗能减震作用。

这样粘滞阻尼器既避免了无谓地频繁运动对密封件的磨损，提高自身使用寿命；同时又保证了桥梁结构在地震等较大冲击荷载下的安全。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抵消桥梁微幅振动响应的粘滞阻尼装置，包括塔墩柱支座(1)、粘滞阻尼器(2)和主梁支座(3)，所述粘滞阻尼器(2)安装于塔墩柱支座(1)和主梁支座(3)之间，其特征在于：所述塔墩柱支座(1)和主梁支座(3)均设有一个销轴孔，所述粘滞阻尼器(2)的两端分别通过销轴安装于所述销轴孔，并且至少一个销轴孔为长圆孔，所述长圆孔的长度方向与粘滞阻尼器(2)长度方向一致，当桥梁微幅振动时，所述粘滞阻尼器(2)端部的销轴在所述长圆孔中轻微滑动。

2.如权利要求1所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：当所述塔墩柱支座(1)或主梁支座(3)的销轴孔为长圆孔时，所述粘滞阻尼器(2)一端的销轴安装于长圆孔内，另一端的销轴与塔墩柱支座(1)或主梁支座(3)的圆形销轴孔固定连接。

3.如权利要求1所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：当所述塔墩柱支座(1)和主梁支座(3)的销轴孔均为长圆孔时，所述粘滞阻尼器(2)两端的销轴分别安装于两个长圆孔内。

4.如权利要求1所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述销轴为卡位销轴(4)，所述卡位销轴(4)包含轴杆(41)、挡板(42)和螺钉(43)，所述挡板(42)通过螺钉(43)固定于轴杆(41)的两端；所述挡板(42)为圆形板，其直径大于长圆孔的宽度。

5.如权利要求4所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述长圆孔的长度是所述轴杆(41)直径的两倍。

6.如权利要求1所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述销轴滑动到长圆孔的极限位置时，粘滞阻尼器开始工作。

7.如权利要求1所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述粘滞阻尼器(2)的阻尼液为硅油。

8.如权利要求1所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述长圆孔的长度与桥梁日常振幅正相关。

9.如权利要求1-8任意一项所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述粘滞阻尼器(2)端部销轴安装于长圆孔正中央。

10.如权利要求1-8任意一项所述的粘滞阻尼装置，其特征在于：所述粘滞阻尼器(2)与桥梁面相对平行。

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