一种斜拉索组合减振装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及结构振动控制技术领域，具体涉及一种斜拉索组合减振装置及方法，该方法包括以下步骤：根据斜拉索的参数确定斜拉索的振动基频；根据斜拉索减振需求，确定外置式阻尼器的安装位置；根据斜拉索基频和外置式阻尼器的安装位置确定安装位置处斜拉索振动驻点频率；根据斜拉索外置式阻尼器安装位置处斜拉索振动驻点频率，确定待安装的调谐质量阻尼器的控制频率；根据外置式阻尼器的安装位置安装外置式阻尼器，并在锚固点到外置式阻尼器之间的斜拉索上安装调谐质量阻尼器。能够解决现有技术中外置式阻尼器安装在振动驻点，无法发挥驻点对应振动频率相邻的振动频率进行有效减振以及解决斜拉索外置式阻尼器对斜拉索高频振动控制效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种斜拉索组合减振装置及方法
本专利技术涉及结构振动控制
，具体涉及一种斜拉索组合减振装置及方法。
技术介绍
随着科学技术的发展、新材料和新技术的研发，斜拉桥的跨径不断被突破，主跨超过1000m的斜拉桥的数量也在不断增加。这也导致了超长斜拉索(《斜拉索外置式黏滞阻尼器》JT/T1038-2016规定长度超过450m的斜拉索为超长斜拉索)的应用日益广泛，相比一般长度的斜拉索，超长斜拉索的柔度会变大、阻尼也会大幅度降低，因此在动力荷载激励下会更易发生不同类型的振动。大量的工实例程表明，超长斜拉索极易发生疲劳破坏，这是因为斜拉桥的超长斜拉索即使在小雨且风力并不大的的情况下，常常会产生振幅大且剧烈的振动。超长斜拉索的疲劳损伤常常会造成斜拉索保护套的破坏，从而加速斜拉索的腐蚀，严重的情况下可能会使斜拉索丧失大部分的承载力或失效，致使整座桥梁的安全性受到严重的影响。针对超长斜拉索的振动控制通常有外置式阻尼器和内置式阻尼器或两者组合减振的措施，但使用外置式阻尼器的时候所需的阻尼器安装位置比较高，会导致外置式阻尼器安装位置为振动驻点(此处振动位移为0)，此时，斜拉索外置式阻尼器无法发挥减振功能，振动严重的话还会造成阻尼器连接件的损坏。此外，斜拉索外置式阻尼器对斜拉索高阶振动控制效果有限，高频振动易造成斜拉索阻尼器连接件的损伤及螺栓松动，使其耐久性大幅降低。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种斜拉索组合减振装置及方法，能够解决现有技术中外置式阻尼器的时候所需的阻尼器安装位置比较高，导致外置式阻尼器安装位置为振动驻点，无法有效发挥减振功能的问题；同时解决斜拉索高频振动造成斜拉索外置式阻尼器损伤并影响减振效果的问题。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一方面，本专利技术一种斜拉索组合减振装置，其特征在于，包括：外置式阻尼器，其包括：-阻尼器索夹，其用于夹持在斜拉索的设定位置上，-传力杆，其一端与所述阻尼器索夹连接，-阻尼器，其用于设在桥面上，并且与所述传力杆的另一端连接；调谐质量阻尼器，其用于设于锚固点到所述外置式阻尼器之间的斜拉索上。为了达到更好的宽频控制效果和多阶高频振动控制，所述调谐质量阻尼器可为多重调谐质量阻尼器，可控制斜拉索多个振动频率的振动。在上述技术方案的基础上，所述调谐质量阻尼器用于设在所述斜拉索的锚固点到所述外置式阻尼器之间的中点上。在上述技术方案的基础上，所述外置式阻尼器为油阻尼器、粘滞阻尼器或电涡流阻尼器，所述调谐质量阻尼器为多重调谐质量阻尼器。另一方面，本专利技术还提供一种斜拉索组合减振方法，包括以下步骤：根据斜拉索的参数，确定斜拉索的振动基频；根据斜拉索的减振设计需求，确定外置式阻尼器的安装位置；根据斜拉索的振动基频和外置式阻尼器的安装位置确定安装位置处斜拉索的振动驻点频率；根据外置式阻尼器安装位置处斜拉索的振动驻点频率，确定待安装的调谐质量阻尼器的控制频率；根据外置式阻尼器的安装位置安装外置式阻尼器，并在锚固点到外置式阻尼器之间的斜拉索上安装调谐质量阻尼器。在上述技术方案的基础上，所述的确定斜拉索的振动基频，具体包括：根据公式计算得到斜拉索的振动基频f1，其中，L为斜拉索的长度，T为斜拉索的张拉力，m长斜拉索的线密度。在上述技术方案的基础上，根据斜拉索的减振设计需求，确定外置式阻尼器的安装位置为距离桥面锚固点的斜拉索1％-4％长度处。在上述技术方案的基础上，所述的根据斜拉索的振动基频和外置式阻尼器的安装位置确定安装位置处斜拉索的振动驻点频率，具体包括：根据公式确定外置式阻尼器安装位置比n；根据公式确定安装位置处斜拉索的振动驻点频率fn；其中，l1为斜拉索的锚固点到外置式阻尼器的距离，L为斜拉索的长度，T为斜拉索的张拉力，m长斜拉索的线密度。在上述技术方案的基础上，所述的根据外置式阻尼器安装位置处斜拉索的振动驻点频率，确定待安装的调谐质量阻尼器的控制频率，具体包括：根据外置式阻尼器安装位置处斜拉索的振动驻点频率，确定调谐质量阻尼器的控制频率范围；根据调谐质量阻尼器的控制频率范围，确定待安装的调谐质量阻尼器的控制频率。在上述技术方案的基础上，所述的调谐质量阻尼器的控制频率范围为外置式阻尼器1的安装位置处斜拉索的振动驻点频率前后三阶振动频率：在上述技术方案的基础上，所述调谐质量阻尼器采用钢绞线配两个质量块的多重调谐质量阻尼器，根据公式和确定调谐质量阻尼器的控制频率；其中，f1'为调谐质量阻尼器的第一个控制频率，f2'为调谐质量阻尼器的第二个控制频率，E为钢绞线弹性模量，I为钢绞线抗弯刚度，M1为第一个质量块质量，L2为第一个质量块到索夹的距离，M2为第二个质量块质量，L2为第二个质量块到索夹的距离，且L2<L1，安装时，第二个质量位于上方。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在使用该斜拉索组合减振装置及方法时，在锚固点到外置式阻尼器之间的斜拉索上设置调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器选用可满足一定范围内的宽频控制效果的阻尼器，满足超长斜拉索驻点附近前后三阶频率的减振要求，并采取一定的措施附着在斜拉索上。并且调谐质量阻尼器安装方便，通过两种阻尼器的组合使用可以对斜拉索进行有效的全频段控制，解决超长斜拉索减振的难题。另外本专利技术同样适用于悬索桥长吊索、拱桥长吊杆等杆系结构的减振需求。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为本专利技术实施例中一种斜拉索组合减振装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中调谐质量阻尼器的结构示意图。图中：1、外置式阻尼器；11、阻尼器索夹；12、传力杆；13、阻尼器；2、调谐质量阻尼器；21、TMD夹具；22、钢绞线；23、质量块；24、钢绞线夹具；3、斜拉索；4、桥面。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。以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。图1为本专利技术实施例中一种斜拉索组合减振装置的结构示意图；如图1所示，本专利技术提供一种斜拉索组合减振装置，包括：外置式阻尼器1，其包括：阻尼器索夹11，其用于夹持在斜拉索3的设定位置上，外置式阻尼器1还包括传力杆12，其一端与阻尼器索夹11连接，还包括阻尼器13，其用于设在桥面4上，并且与传力杆12的另一端连接；斜拉索组合减振装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斜拉索组合减振装置，其特征在于，包括：/n外置式阻尼器(1)，其包括：/n-阻尼器索夹(11)，其用于夹持在斜拉索(3)的设定位置上，/n-传力杆(12)，其一端与所述阻尼器索夹(11)连接，/n-阻尼器(13)，其用于设在桥面(4)上，并且与所述传力杆(12)的另一端连接；/n调谐质量阻尼器(2)，其用于设于锚固点到所述外置式阻尼器(1)之间的斜拉索(3)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种斜拉索组合减振装置，其特征在于，包括：
外置式阻尼器(1)，其包括：
-阻尼器索夹(11)，其用于夹持在斜拉索(3)的设定位置上，
-传力杆(12)，其一端与所述阻尼器索夹(11)连接，
-阻尼器(13)，其用于设在桥面(4)上，并且与所述传力杆(12)的另一端连接；
调谐质量阻尼器(2)，其用于设于锚固点到所述外置式阻尼器(1)之间的斜拉索(3)上。


2.如权利要求1所述的一种斜拉索组合减振装置，其特征在于：所述调谐质量阻尼器(2)用于设在所述斜拉索(3)的锚固点到所述外置式阻尼器(1)之间的中点上。


3.如权利要求1所述的一种斜拉索组合减振装置，其特征在于：所述外置式阻尼器(1)为油阻尼器、粘滞阻尼器或电涡流阻尼器，所述调谐质量阻尼器(2)为多重调谐质量阻尼器。


4.一种利用如权利要求1所述的一种斜拉索组合减振装置的减振方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据斜拉索(3)的参数，确定斜拉索(3)的振动基频；
根据斜拉索(3)的减振设计需求，确定外置式阻尼器(1)的安装位置；
根据斜拉索(3)的振动基频和外置式阻尼器(1)的安装位置确定安装位置处斜拉索的振动驻点频率；
根据外置式阻尼器(1)安装位置处斜拉索(3)的振动驻点频率，确定待安装的调谐质量阻尼器(2)的控制频率；
根据外置式阻尼器(1)的安装位置安装外置式阻尼器(1)，并在锚固点到外置式阻尼器(1)之间的斜拉索上安装调谐质量阻尼器(2)。


5.如权利要求4所述的一种斜拉索组合减振方法，其特征在于，所述的确定斜拉索的振动基频，具体包括：
根据公式计算得到斜拉索的振动基频f1，其中，L为斜拉索的长度，T为斜拉索的张拉力，m长斜拉索的线密度。


6.如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴肖波，盛能军，王泽豪，赵海威，汪正兴，荆国强，王波，王翔，马长飞，刘鹏飞，李东超，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团有限公司，中铁大桥科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42