本发明专利技术提供一种用于杆状结构减振的阻尼装置，包括两组垂直于所述杆状结构长度方向对称布置的传力组件，所述传力组件包括与杆状结构铰接的第一传力斜杆、以及与固定基础铰接的轴向阻尼器，其中，所述轴向阻尼器的铰接点靠近两组所述传力组件的对称中心设置，所述轴向阻尼器的活塞端远离两组所述传力组件的对称中心设置；所述第一传力斜杆的远离杆状结构的一端与所述轴向阻尼器的活塞端铰接。本发明专利技术具有消能减振效果好、且结构简单、成本低等优点。成本低等优点。成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于杆状结构减振的阻尼装置
[0001]本专利技术涉及桥梁振动控制领域，尤其涉及一种用于杆状结构减振的阻尼装置。
技术介绍
[0002]结构振动控制是在结构上设置主动或被动的耗能装置，通过装置的吸能机制或耗能材料的非线性变形来增大结构阻尼、消耗地震和风荷载的振动能量，减轻和抑制主体结构在地震、强风及其他动力荷载作用下的动力反应，提高结构抵抗外界振动的能力，以满足结构安全性、实用性、经济性等要求。在土木工程领域，从结构控制机理的角度出发，结构振动控制通常分为被动控制、主动控制、混合控制和半主动控制四种形式。
[0003]桥梁斜拉索的振动通常采用被控或半主动的阻尼器进行控制。其中，现有的被控阻尼器通常将斜拉索上的控制点通过阻尼器与桥梁基础连接起来；为达到对拉索横向的预期振动控制效果，斜拉索上的控制点离桥面(基础)远，要求阻尼器有一定的安装高度，由于拉索阻尼器长度有限，因此需要从桥面引出一段用于连接阻尼器下部节点的连接结构(如立柱或悬臂等)，达到方便安装阻尼器的目的。但现有的方式存在以下问题：(1)根据受力分析，在振动控制过程中，立柱下端将会受到较大弯矩和剪力作用，这个数值与拉索运动速度成正比，同时与立柱的高度成正比，为保证阻尼器的正常安全使用，立柱截面需做大，立柱底部的固定要求高，通常采用预埋底板的方式放置立柱，这就导致连接结构材料用量大，成本高，尤其对于超长拉索、阻尼器安装位置高的工况更明显；(2)在拉索振动控制的应用场景中，对于斜拉桥而言，拉索在桥塔附近远离桥塔的过程中，其倾斜角度逐渐减小，阻尼器安装高度需求也会随之减小，这就为立柱的设计带来难度，通常的处理方法是将拉索阻尼器需求安装高度进行分段，设置多个安装高度区间，这种方式虽然简便了立柱的设计，但也一定程度上牺牲了区间边缘的部分拉索的振动控制效果；(3)同时，现有的阻尼器直接连接斜拉索的控制点，阻尼器呈一定角度布置，其安装方式使得对斜拉索发挥作用的阻尼力为阻尼器阻尼力的分力，拉索阻尼器的阻尼系数对面内面外的控制均存在一定程度的折减，其阻尼系数低，减振耗能效果差。
[0004]中国专利技术专利201910395071.9公开了一种“一种控制斜拉索振动的杠杆质量阻尼系统”。其将第一阻尼器30和第二阻尼器31置于靠近桥面的支座5容纳腔内，通过杠杆机构2和4将拉索与阻尼器连接；当拉索发生沿横向的面外振动时，斜拉索的横向运动通过连接件2传递到第二阻尼器31上，阻尼器单独发挥阻尼作用，由于连接件2靠近第二阻尼器31一端的力臂较小，靠近拉索一端的力臂较大，第二阻尼器31控制拉索横向振动的阻尼器存在缩小；当拉索发生面内振动时，拉索的振动通过连接件2和L形杠杆4传递到第一阻尼器30上，第一阻尼器30发挥阻尼作用，由于第一杠杆臂40长度大于第二杠杆臂41，该结构对于斜拉索的面内振动控制效果较好。但本专利技术的第一阻尼器和第二阻尼器单独工作，分别各自控制斜拉索的面内和面外振动，不能同时参与面内和面外的振动控制。也就是说，当拉索单独发生面内或者面外振动时，有一个阻尼器不参与工作，其阻尼器使用效率低、消能减振效果差；为达到消能减振效果，第二阻尼器在拉索面外振动控制时需增加耗能量，其成本高。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种消能减振效果好、且结构简单、成本低的用于杆状结构减振的阻尼装置。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种用于杆状结构减振的阻尼装置，包括两组垂直于所述杆状结构长度方向对称布置的传力组件，所述传力组件包括与杆状结构铰接的第一传力斜杆、以及与固定基础铰接的轴向阻尼器，其中，所述轴向阻尼器的铰接点靠近两组所述传力组件的对称中心设置，所述轴向阻尼器的活塞端远离两组所述传力组件的对称中心设置；所述第一传力斜杆的远离杆状结构的一端与所述轴向阻尼器的活塞端铰接。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：
[0009]所述第一传力斜杆与所述轴向阻尼器的活塞端之间设有滑动副，所述滑动副包括轴向滑块和放置轴向滑块的导轨，所述第一传力斜杆和所述轴向阻尼器的活塞端铰接于所述轴向滑块；所述导轨设于所述固定基础上，且沿所述轴向阻尼器的活塞移动方向布置。
[0010]所述轴向阻尼器为水平布置或倾斜布置。
[0011]两组所述传力组件的所述轴向阻尼器均通过一阻尼器连接件与所述固定基础铰接；所述阻尼器连接件设于两组所述传力组件的对称中心处，且固定安装于5所述固定基础或导轨上。
[0012]两组所述传力组件的所述第一传力斜杆均通过一主传力杆与所述杆状结构铰接；所述传力组件还包括位于所述第一传力斜杆上方的第二传力斜杆，所述第二传力斜杆的一端通过主杆滑块可移动的套设于所述主传力杆外，所述第二传力斜杆的另一端铰接于所述轴向阻尼器的活塞端。
[0013]0所述主传力杆的一端与所述杆状结构铰接或固定连接，所述主传力杆的另一端与所述第一传力斜杆铰接。
[0014]所述主传力杆通过一抱箍与所述杆状结构连接，所述抱箍安装于所述杆状结构外，所述主传力杆铰接或固定连接于所述抱箍。
[0015]所述主传力杆与所述杆状结构相互垂直或呈一定夹角布置。
[0016]5所述杆状结构为水平、垂直或倾斜布置。
[0017]所述杆状结构为斜拉索或管道。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0019](1)本专利技术的设置形式使得杆状结构的运动通过第一传力斜杆传至轴向阻尼器的活塞端，之后，轴向阻尼器根据运动的速度反馈一定的阻尼力、并通过第0一传力斜杆传递回杆状结构，其使得杆状结构消能减振效果好。具体讲：
[0020]杆状结构在外界激励时将发生竖向及横向振动。当杆状结构单独发生竖向振动时，两组传力组件将发生相互对称的运动，表现为随着杆状结构的上升或下降，两个第一传力斜杆的与轴向阻尼器的铰接端将发生相互接近或远离，两个轴向阻尼器同时发生缩短或伸长。此时，杆状结构的竖向速度与轴向阻尼器的速度不相5等，轴向阻尼器的阻尼力与杆状结构节点反力的竖向分量不相等，轴向阻尼器的横向阻尼系数与第一传力斜杆与轴向阻尼器间的夹角θ有关，即θ在0～90度范围内时，θ越大，杆状结构的竖向阻尼放大系数越大，且随着角度增加其杆状结构的竖向阻尼放大系数急剧增加，其使得轴向阻尼器的竖向阻尼
系数具有放大效果，保证了杆状结构竖向振动控制的效果。
[0021]0当杆状结构单独发生水平方向的振动时，两个第一传力斜杆的与轴向阻尼器的铰接端将跟随杆状结构做同步的水平滑动，以杆状结构向右运动为例，两个第一传力斜杆的与轴向阻尼器的铰接端将跟随杆状结构向右运动，运动的速度相等，左边的轴向阻尼器将会缩短，右边的轴向阻尼器将会伸长。此时，杆状结构的水平速度与轴向阻尼器的速度相等，轴向阻尼器的阻尼力与杆状结构节点反力的水平分量相等，轴向阻尼器的横向阻尼系数与第一传力斜杆与轴向阻尼器间的夹角θ无关，其使得轴向阻尼器的阻尼系数不会缩小，保证了杆状结构水平方向振动控制的效果。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于杆状结构减振的阻尼装置，其特征在于，包括两组垂直于所述杆状结构长度方向对称布置的传力组件，所述传力组件包括与杆状结构铰接的第一传力斜杆、以及与固定基础铰接的轴向阻尼器，其中，所述轴向阻尼器的铰接点靠近两组所述传力组件的对称中心设置，所述轴向阻尼器的活塞端远离两组所述传力组件的对称中心设置；所述第一传力斜杆的远离杆状结构的一端与所述轴向阻尼器的活塞端铰接。2.根据权利要求1所述的用于杆状结构减振的阻尼装置，其特征在于，所述第一传力斜杆与所述轴向阻尼器的活塞端之间设有滑动副，所述滑动副包括轴向滑块和放置轴向滑块的导轨，所述第一传力斜杆和所述轴向阻尼器的活塞端铰接于所述轴向滑块；所述导轨设于所述固定基础上，且沿所述轴向阻尼器的活塞移动方向布置。3.根据权利要求2所述的用于杆状结构减振的阻尼装置，其特征在于，所述轴向阻尼器为水平布置或倾斜布置。4.根据权利要求3所述的用于杆状结构减振的阻尼装置，其特征在于，两组所述传力组件的所述轴向阻尼器均通过一阻尼器连接件与所述固定基础铰接；所述阻尼器连接件设于两组所述传力组件的对称中心处，且固定安装于所述固定基础或导轨上。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：张弘毅，方豪杰，胡锡超，
申请(专利权)人：湖南省潇振工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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