CN214143253U - 一种减振桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁减振技术领域，具体涉及一种减振桥梁，该减振桥梁包括：至少一主塔；还包括主梁，其设于主塔；还包括至少一减振机构，每一减振机构包括：传力索，其包括减振端和传力端，减振端与间隔主塔设定距离的主梁连接；该减振机构还包括杠杆架，其包括连接端和放大端，连接端可转动地与位于主梁下方处的主塔连接，杠杆架的中部与传力端转动连接，且传力端与连接端的距离小于传力端与放大端的间距；该减振机构还包括阻尼器，其一端与放大端转动连接，另一端与主塔转动连接。能够解决现有技术主梁下端布设竖向阻尼器，需增设专门的支撑构件，需伸出一个很长很大的支撑牛腿，造价高且对结构整体及通航影响较大的问题。

Description

一种减振桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁减振技术领域，具体涉及一种减振桥梁。

背景技术

随着新技术、新材料和新工艺等的出现，现代桥梁结构越来越往长、细、轻、柔与低阻尼方向发展，使得桥梁结构趋向于轻型化和柔性化，导致了桥梁风致振动、车致振动及地震问题越来越敏感。如陆续出现的鹦鹉洲长江大桥和虎门大桥的涡激振动现象，造成了巨大的社会影响。

对于桥梁风致振动、车致振动及地震问题，普通的调谐质量阻尼器存在对频率的敏感性很高、减振频带窄、耐久性差等缺点，同时对于大跨度桥梁超低频振动控制实现难度较大。针对振动频率丰富的大跨度桥梁，需成倍的增加调谐质量阻尼器的数量，并增加造价。而在主梁下端布设竖向阻尼器，需增设专门的支撑构件，如跨中增设桥墩支撑或从桥塔上伸出一个很长很大的支撑牛腿，造价高且对结构整体及通航影响较大。

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减振桥梁，能够解决现有技术主梁下端布设竖向阻尼器，需增设专门的支撑构件，需伸出一个很长很大的支撑牛腿，造价高且对结构整体及通航影响较大的问题。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

本实用新型提供一种减振桥梁，其包括：

至少一主塔；

主梁，其设于所述主塔；

至少一减振机构，每一所述减振机构包括：

-传力索，其包括减振端和传力端，所述减振端与间隔所述主塔设定距离的主梁连接；

-杠杆架，其包括连接端和放大端，所述连接端可转动地与位于所述主梁下方处的主塔连接，所述杠杆架的中部与所述传力端转动连接，且所述传力端与连接端的距离小于所述传力端与放大端的间距；

-阻尼器，其一端与所述放大端转动连接，另一端与所述主塔转动连接。

一些可选的实施例中，所述放大端设有配重块，所述放大端通过配重块与阻尼器转动连接。

一些可选的实施例中，所述杠杆架顺桥向设置，所述杠杆架的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔上。

一些可选的实施例中，所述杠杆架的下方设有牛腿，所述阻尼器通过所述牛腿与主塔转动连接。

一些可选的实施例中，所述杠杆架横桥向设置，所述杠杆架的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔上。

一些可选的实施例中，所述杠杆架竖向设置，所述杠杆架的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔上。

一些可选的实施例中，所述传力端到连接端的距离与所述传力端到放大端的间距比值为1:3-1:5。

一些可选的实施例中，所述减振端与主梁的连接处间隔所述主塔的设定距离为主跨的1/40以上。

一些可选的实施例中，所述杠杆架为桁架结构。

一些可选的实施例中，所述阻尼器为油阻尼器、磁流变阻尼器或电涡流阻尼器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过减振机构的传力索获得间隔主塔设定距离主梁的振动位移，由于传力端与连接端的距离小于传力端与放大端的间距，所以通过杠杆架可将主梁间隔主塔设定距离部分的振动位移放大后传递至阻尼器。通过杠杆放大原理，使得主梁传递位移的位置距离桥梁支座处相对其他支撑形式更近，可以控制主梁更多模态的振动，避免主梁振动驻点的过早出现而无法起到控制效果。过外伸传力索的形式，可以获得塔端主梁更远处的竖向振幅，并将其有效传递至阻尼器，能更好的发挥阻尼器的减振功能。该减振机构利用杠杆放大原理布置，措施适用于现有技术中工程结构的振动问题，特别是大跨度桥梁在特定风速下产生包括涡振在内的风振及车致振动和地震问题。该减振装置可兼顾桥梁主梁纵向位移控制，并可适应大跨度桥梁受温度荷载引起的纵向位移，具有同时控制主梁纵向和竖向位移的功能，并均具有位移放大的作用。不仅适用于全漂浮体系大跨度桥梁，同样适用于桥塔处主梁有约束的大跨度桥梁。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中顺桥向设置减振机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中顺桥向设置减振机构的桥梁结构示意图；

图3为本实用新型实施例中横桥向设置减振机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中横桥向设置减振机构的桥梁结构示意图。

图中：1、主塔；2、主梁；3、传力索；4、杠杆架；5、阻尼器；6、配重块；7、牛腿。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本实用新型减振桥梁的实施例作进一步详细说明。图2为本实用新型实施例中顺桥向设置减振机构的桥梁结构示意图；图4为本实用新型实施例中横桥向设置减振机构的桥梁结构示意图，如图2和图4所示：

本实用新型提供一种减振桥梁，其包括：至少一主塔1，设于主塔1上的主梁2，还包括至少一连接主塔1和主梁2的减振机构。

减振机构包括传力索3、杠杆架4和阻尼器5。其中传力索3包括减振端和传力端，减振端与间隔主塔1设定距离的主梁2连接；杠杆架4包括连接端和放大端，连接端可转动地与位于主梁2下方处的主塔1连接，杠杆架4的中部与传力端转动连接，且传力端与连接端的距离小于传力端与放大端的间距；阻尼器5一端与放大端转动连接，另一端与主塔1转动连接。

在桥梁受到震动时，通过减振机构的传力索3获得间隔主塔1设定距离主梁2的振动位移，由于传力端与连接端的距离小于传力端与放大端的间距，所以通过杠杆架4可将主梁2间隔主塔1设定距离部分的振动位移放大后传递至阻尼器5。通过杠杆放大原理，使得主梁2传递位移的位置距离桥梁支座处相对其他支撑形式更近，可以控制主梁更多模态的振动，避免主梁振动驻点的过早出现而无法起到控制效果。过外伸传力索的形式，可以获得塔端主梁更远处的竖向振幅，并将其有效传递至阻尼器，能更好的发挥阻尼器的减振功能。

该利用杠杆放大原理的减振机构布置措施适用于现有技术中工程结构的振动问题，特别是大跨度桥梁在特定风速下产生包括涡振在内的风振及车致振动和地震问题。该减振装置可兼顾桥梁主梁纵向位移控制，并可适应大跨度桥梁受温度荷载引起的纵向位移，具有同时控制主梁纵向和竖向位移的功能，并均具有位移放大的作用。不仅适用于全漂浮体系大跨度桥梁，同样适用于桥塔处主梁有约束的大跨度桥梁。

该方案仅需在桥墩侧面布置两个相对较小的支撑牛腿，外伸尺寸及构造大小远远小于直接布置牛腿支撑阻尼器，构造简单，造价便宜。该减振机构可以单套布置，也可多套并排布置在同一个桥塔上。并且可同时用于桥梁施工期和运营期的振动控制。可以对大跨度桥梁出现的风致振动、车致振动及地震响应进行全频段的覆盖，可同时控制多个振动模态的振动。

优选地，放大端设有配重块6，放大端通过配重块6与阻尼器5转动连接。在本实施例中，配重块6的自重由传力索3平衡，保证传力索始终处于受拉状态，进而更好的传递振动端的动位移，阻尼器5仅提供阻尼力，用于控制结构振动。

如图1和图2所示，优选地，杠杆架4顺桥向设置，杠杆架4的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔1的桥墩上。

优选地，杠杆架4的下方设有牛腿7，阻尼器5通过牛腿7与主塔1转动连接。

在本实施例中，杠杆架4为桁架结构，杠杆架4的连接端A点通过铰设在桥墩侧面，杠杆架4下方的桥墩侧面设有桁架牛腿。阻尼器5的一端D点通过可转动的销轴固定在桁架牛腿上，另一端C点通过铰连接配重块6，即杠杆架4的放大端，杠杆架4中部B点通过传力索3与振动端E点相连，整个装置顺桥向布置，配重块的自重通过柔性索的张力平衡，始终处于张拉状态，阻尼器对配重块的支撑可忽略不计，通过柔性索可获得主梁端部更远端的竖向振动位移，并通过杠杆放大传递至阻尼器，发挥减振效果，放大系数为BC/AB。该减振装置可单套或多套布置在主梁底部，可用于桥梁施工期和运营期的振动控制。

某主跨为400m的斜拉桥涡振控制阻尼器安装位置需达到40m以上，可以通过本方案柔性索外伸40m，在桥墩处布置阻尼减振装置，通过柔性索传递振动位移并控制结构振动，放大系数BC/AB和设置为5，可以很好的放大结构端部的位移。

如图3和图4所示，优选地，杠杆架4横桥向设置，杠杆架4的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔1上。

在本实施例中，阻尼器5一端D点通过小牛腿可转动的设在桥墩侧面，阻尼器5的另一端C点通过铰连接配重块，C点也为杠杆架4的放大端。刚性杠杆采用桁架形式，杠杆架4的连接端A点通过小牛腿设在桥墩侧面，内部布置可以转动的销轴，放大端布置配重块，中部B点通过传力索3与主梁2连接处E点相连，整个装置横桥向布置，配重块6的自重通过传力索3的张力平衡，始终处于张拉状态，阻尼器5对配重块的支撑可忽略不计，通过柔性索可获得主梁端部更远端的竖向振动位移，并通过杠杆放大传递至阻尼器，发挥减振效果，放大系数为BC/AB。该减振装置可单套或多套布置在主梁底部，可用于桥梁施工期和运营期的振动控制。

某主跨为800m的悬索桥涡振控制阻尼器安装位置需达到20m以上，可以通过本方案柔性索外伸20m，在桥墩处布置阻尼减振装置，通过柔性索传递振动位移并控制结构振动，放大系数BC/AB和设置为3，可以很好的放大结构端部的位移。

优选地，杠杆架4竖向设置，杠杆架4的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔1上。在本实施例中，杠杆架4竖向设置，杠杆架4的连接端位于放大端的上方。

优选地，传力端到连接端的距离与传力端到放大端的间距比值为1:3-1:5。

优选地，减振端与主梁2的连接处间隔主塔1的设定距离为主跨的1/40以上。

优选地，阻尼器为油阻尼器、磁流变阻尼器或电涡流阻尼器。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种减振桥梁，其特征在于，其包括：

至少一主塔(1)；

主梁(2)，其设于所述主塔(1)；

至少一减振机构，每一所述减振机构包括：

传力索(3)，其包括减振端和传力端，所述减振端与间隔所述主塔(1)设定距离的主梁(2)连接；

杠杆架(4)，其包括连接端和放大端，所述连接端可转动地与位于所述主梁(2)下方处的主塔(1)连接，所述杠杆架(4)的中部与所述传力端转动连接，且所述传力端与连接端的距离小于所述传力端与放大端的间距；

阻尼器(5)，其一端与所述放大端转动连接，另一端与所述主塔(1)转动连接。

2.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述放大端设有配重块(6)，所述放大端与阻尼器(5)通过配重块(6)转动连接。

3.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述杠杆架(4)顺桥向设置，所述杠杆架(4)的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔(1)上。

4.如权利要求3所述的减振桥梁，其特征在于：所述杠杆架(4)的下方设有牛腿(7)，所述阻尼器(5)通过所述牛腿(7)与主塔(1)转动连接。

5.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述杠杆架(4)横桥向设置，所述杠杆架(4)的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔(1)上。

6.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述杠杆架(4) 竖向设置，所述杠杆架(4)的连接端通过铰接支座可转动地设置在主塔(1)上。

7.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述传力端到连接端的距离与所述传力端到放大端的间距比值为1:3-1:5。

8.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述减振端与主梁(2)的连接处间隔所述主塔(1)的设定距离为主跨的1/40以上。

9.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述杠杆架(4)为桁架结构。

10.如权利要求1所述的减振桥梁，其特征在于：所述阻尼器为油阻尼器、磁流变阻尼器或电涡流阻尼器。

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