CN221167416U - 一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低频摆式偏航电涡流阻尼器桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，包括支撑框架单元，所述支撑框架单元包括水平顶板，水平底板，所述水平顶板下设有水平摆动的水平振动阻尼结构，所述水平振动阻尼结构与设于水平底板上的水平阻尼单元产生水平阻尼运动，所述水平振动阻尼结构包括竖直振动阻尼结构和竖向阻尼单元，所述竖直振动阻尼结构包括水平摆杆、竖向底板、竖向顶板，所述竖向顶板和竖向底板间通过竖向导向单元设有质量块单元和弹簧单元，所述竖向底板上设有所述竖向阻尼单元，所述竖向阻尼单元与所述质量块单元产生竖向阻尼运动。本实用新型简化一般调谐质量阻尼器安装流程，同时能控制桥梁竖向振动和水平横向振动。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁减振技术领域，尤其涉及一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器。
背景技术
近年来，国内外多座大跨度桥梁出现了明显的涡激振动问题，引发了全社会广泛的关注；随着社会的发展，人们对人行景观桥的需求在增大、对人行景观桥的舒适度要求也在变得严格；人们开始讨论有关桥梁和建筑结构的振动机理和振动控制的措施。
随着技术的不断发展，土木行业中大跨度桥梁、异型结构人行景观桥数量不断增多、景观桥美观程度日益提高。而随着桥梁跨径的增加，材料轻质、纤柔使结构质量变轻，结构刚度降低；在受到动力荷载作用时(以某个特定的频率持续激励时)，桥梁固有频率与激励频率发生共振，结构的动力响应增加、结构振动频繁、振动幅度增大。传统的阻尼器一般为机械式和液压式，机械摩擦式阻尼器启动摩擦大，液压式阻尼器存在漏油现象，电涡流阻尼器则可以满足灵敏度高、维护寿命长。针对振动频率单一且稳定的振动类型，采用调谐质量阻尼器进行控制，减振效果良好。现有调谐质量阻尼器只能针对振动频率单一且稳定、只能控制单一竖向振动或者单一水平振动；且人行景观桥造型优美、结构异型，桥体箱梁内空间限制，现有的调谐质量阻尼器安装费时费力。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本申请提供一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，应用到人行景观桥上，合理利用箱梁内有限的空间，简化一般调谐质量阻尼器安装流程，同时能控制桥梁竖向振动和水平横向振动。
实现本实用新型目的的技术方案是：一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，包括支撑框架单元，所述支撑框架单元包括水平顶板、通过水平支撑与所述水平顶板连接的水平底板，所述水平顶板下设有水平摆动的水平振动阻尼结构，所述水平振动阻尼结构与设于水平底板上的水平阻尼单元产生水平阻尼运动，
所述水平振动阻尼结构包括竖直振动阻尼结构和竖向阻尼单元，
所述竖直振动阻尼结构包括设于水平顶板下且沿所述水平顶板水平摆动的水平摆杆、与水平摆杆底端铰接的竖向底板、通过竖直支撑与所述竖向底板连接的竖向顶板，所述竖向顶板和竖向底板间通过竖向导向单元设有至少一个质量块单元和用于使所述质量块单元竖直运动的弹簧单元，所述竖向底板上设有所述竖向阻尼单元，所述竖向阻尼单元与所述质量块单元产生竖向阻尼运动。
作为优选，所述水平顶板与水平摆杆顶端通过水平摆杆销轴连接，所述水平摆杆底端铰接于竖向底板的摆杆耳板座上。
作为优选，所述水平摆杆单元设为可伸缩状，用于调节水平摆杆单元长度。
作为优选，所述弹簧单元和质量块单元设为至少一个。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本申请的桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器应用到人行景观桥上，合理利用箱梁内有限的空间，简化一般调谐质量阻尼器安装流程，同时能控制桥梁竖向振动和水平横向振动，两个方向的振动控制能共用同一个质量块单元，减小了阻尼器本身载荷对桥梁箱体的影响；两个方向的振动控制拥有独立的阻尼单元，能满足两个方向不同的阻尼比大小；同时，一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器也能一定程度上，简化阻尼器的安装流程，缩短阻尼器安装周期。
(2)本实用新型中通过分别调节水平摆式摆长和竖向弹簧刚度，分别来满足水平向振动频率和竖向振动频率；同时，通过调节两个方向独立的阻尼器单元，来增强桥梁水平振动和竖向振动的结构阻尼，从而达到桥梁水平横桥向减振控制和桥梁竖向减振控制的效果，提高桥梁人群舒适度评价。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的三维图；
图2为本实用新型的主视图和左视图；
图3为实用新型的零部件示意图；
图4为本实用新型电涡流调谐质量阻尼器质量块的运动方向示意图；
图5为本实用新型在桥梁横断面安装示意图。
具体实施方式
实施例一
见图1至图5，本实施例的桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，包括支撑框架单元，所述支撑框架单元包括水平顶板1、通过水平支撑2与所述水平顶板连接的水平底板3，所述水平顶板下设有水平摆动的水平振动阻尼结构，所述水平振动阻尼结构与设于水平底板上的水平阻尼单元5产生水平阻尼运动，所述水平阻尼单元包括水平磁钢和水平导体板，所述水平磁钢位于水平底板上，所述水平导体板位于竖向底板底端。
所述水平振动阻尼结构包括竖直振动阻尼结构和竖向阻尼单元4，
所述竖直振动阻尼结构包括设于水平顶板下且沿所述水平顶板水平摆动的水平摆杆6、与水平摆杆底端铰接的竖向底板7、通过竖直支撑8与所述竖向底板连接的竖向顶板9，所述竖向顶板和竖向底板间通过竖向导向单元10设有至少一个质量块单元11和用于使所述质量块单元竖直运动的弹簧单元12，所述竖向底板上设有所述竖向阻尼单元10，所述竖向阻尼单元与所述质量块单元产生竖向阻尼运动。所述水平顶板与水平摆杆顶端通过水平摆杆销轴13连接，所述水平摆杆底端铰接于竖向底板的摆杆耳板座14上。
所述竖向阻尼单元包括竖向磁钢和竖向导体板，所述竖向磁钢位于竖向支撑靠近质量块一侧，所述竖向导体板位于质量块侧部；所述竖向磁钢和竖向导体板件的间隙可调节设置，竖向磁钢可设为至少一个，同理，所述水平磁钢和水平导体板件的间隙可调节设置，水平磁钢可设为至少一个。
本申请的调谐质量阻尼器将主结构的振动能量吸收到质量块上，转换成其他能量形式并耗散掉，通过分别调节水平摆式摆长和竖向弹簧刚度，分别来满足水平向振动频率和竖向振动频率；同时，通过调节两个方向独立的阻尼器单元，来增强桥梁水平振动和竖向振动的结构阻尼，从而达到桥梁水平横桥向减振控制和桥梁竖向减振控制的效果，提高桥梁人群舒适度评价。
本申请的阻尼单元是采用电涡流阻尼技术，通过安装在阻尼器中两套独立的阻尼器单元(导体板与磁钢产生相对运动，分别控制水平向和竖直向阻尼比大小)，当处于局部磁场中的导体板切割磁力线时会在导体板中产生电涡流，电涡流会与原磁场相互作用，产生一个阻碍导体板和磁场相对运动的力，将动能转换为热能耗散出去，增大桥梁结构阻尼比，加快桥梁振动振幅衰减速率，达到振动减振的效果。电涡流调谐质量阻尼器不依靠机械摩擦耗能，没有工作流体也就不存在漏液和密封的问题，具有可靠性高、耐久性好和构造相对简单等优点，因此特别适合用在要求疲劳寿命长且不易维护的工作环境。
本申请整合了水平横向调谐质量阻尼器和竖向调谐质量阻尼器的特点，双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器能同时控制桥梁水平向振动和桥梁竖直向振动。两个方向的振动控制能共用同一个质量块单元，减小了阻尼器本身载荷对桥梁箱体的影响；两个方向的振动控制拥有独立的阻尼单元，能满足两个方向不同的阻尼比大小。同时，一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器也能一定程度上，简化阻尼器的安装流程，缩短阻尼器安装周期。
具体实施时，根据根据公式1和公式2所知：
一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，可通过公式1(公式1中：f为水平向频率，g为重力加速度，l为水平运动摆杆长度)计算，调节摆杆单元长度，调节双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器的水平振动频率，所述水平摆杆单元设为可伸缩状，用于调节水平摆杆单元长度；通过公式2计算(公式2中：f为竖直向频率，m为参与运动的质量，k为弹簧系统的刚度)，调节弹簧单元和质量块单元参数，调节双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器竖向振动频率；所述弹簧单元和质量块单元设为至少一个；同时，能通过调节两套独立的阻尼单元(调节磁钢与导体板间隙)，调节双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器的水平阻尼比和竖向阻尼比。相较于传统调谐质量阻尼器只能针对单一且稳定的频率的振动控制，一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器能用于有水平横向振动和竖直向振动的两种不同频率的振动控制。
所述桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器的安装方法是与所述电涡流调谐质量阻尼器的结构匹配的，直接将桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器通过连接件15安装于桥梁内即可。合理利用箱梁内有限的空间，简化了一般调谐质量阻尼器的安装流程。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：包括支撑框架单元，所述支撑框架单元包括水平顶板(1)、通过水平支撑(2)与所述水平顶板连接的水平底板(3)，所述水平顶板下设有水平摆动的水平振动阻尼结构，所述水平振动阻尼结构与设于水平底板上的水平阻尼单元(5)产生水平阻尼运动，
所述水平振动阻尼结构包括竖直振动阻尼结构和竖向阻尼单元(4)，
所述竖直振动阻尼结构包括设于水平顶板下且沿所述水平顶板水平摆动的水平摆杆(6)、与水平摆杆底端铰接的竖向底板(7)、通过竖直支撑(8)与所述竖向底板连接的竖向顶板(9)，所述竖向顶板和竖向底板间通过竖向导向单元设有至少一个质量块单元(11)和用于使所述质量块单元竖直运动的弹簧单元(12)，所述竖向底板上设有所述竖向阻尼单元，所述竖向阻尼单元与所述质量块单元产生竖向阻尼运动。
2.根据权利要求1所述的桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所述水平顶板与水平摆杆顶端通过水平摆杆销轴(13)连接，所述水平摆杆底端铰接于竖向底板的摆杆耳板座(14)上。
3.根据权利要求1所述的桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所述水平摆杆单元设为可伸缩状，用于调节水平摆杆单元长度。
4.根据权利要求1所述的桥梁双向振动控制电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所述弹簧单元和质量块单元设为至少一个。
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