一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统，包括若干个TMD模块，所述TMD模块设有钢板底板，所述钢板底板上设有质量块、两块竖立的钢板及两个阻尼器，所述质量块左右两侧均通过弹簧与所述竖立的钢板相连接，所述两个阻尼器均衡的设置在所述质量块的前后两侧，所述阻尼器的一端与所述竖立的钢板相连接，另一端与所述质量块上的卡槽固定连接，所述两块竖立的钢板的两端均设置有可360°转动的转轮，所述竖立的钢板的侧面连接有角钢连接件。本实用新型专利技术适用于拱形钢桥塔在强风作用下的振动控制，并通过旋转来控制施工和成桥阶段的不同桥塔结构体系的拱形钢桥塔，进而减轻施工和成塔状态钢拱塔的风致振动，保障钢拱塔施工质量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统
本技术属于桥梁设计领域，涉及一种辅助拱形钢塔制振系统，具体涉及一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统。
技术介绍
拱形钢塔是一种结构比较新颖的高耸建筑物，但该类型的桥塔风振响应比较明显，为了满足钢拱塔的变形要求，一般要求对结构进行振动控制。调谐质量阻尼器(TunedMass Damper简称TMD)对结构风振响应的控制是有效的，但是，单个TMD的控制效果对其频率较为敏感，当频率略微偏离设计值时，控制效果便会极大下降，而采用多个TMD (MultipleTuned Mass Dampers简称MTMD)使其频率分布在一定范围内，则能提高控制系统的鲁棒性，以达到较好的减振效果。但是，目前尚没有适用于拱形钢桥塔的MTMD系统，而且已有的MTMD系统不能同时控制施工和成桥阶段的桥塔振动。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，本技术提供了一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统，该系统能够增大拱形钢桥的振动频率范围，同时具体有鲁棒性。为达到上述目的，本技术所述的辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统包括若干个TMD模块，所述TMD模块设有钢板底板，所述钢板底板上设有质量块、两块竖立的钢板及两个阻尼器，所述质量块左右两侧与所述竖立的钢板相连接，所述两个阻尼器设置于所述质量块的前后两侧，所述阻尼器的一端与所述竖立的钢板相连接，另一端与所述质量块上的卡槽固定连接，所述竖立的钢板的两端设置有可360°转动的转轮，所述竖立的钢板的侧面连接有角钢连接件。所述质量块的左右两侧均通过弹簧与所述竖立的钢板相连接。所述两个阻尼器均衡的设置于所述质量块的前后两侧。所述角钢连接件上设有若干个高强螺栓。所述钢板底板的上端及下端均设有若干个预留螺栓孔。所述质量块的下面安装有两根滚动轴承。所述质量块与所述弹簧通过垫圈及螺栓固定连接。所述质量块的横截面为正方形，所述正方形的边长为1800mm。所述质量块为混凝土块或铅块；当所述质量块为混凝土块时，所述卡槽的尺寸为IX Im ；当所述质量块为铅块时,所述卡槽尺寸为0.6 X 0.6m。与现有技术相比，本技术优点在于:本技术设有若干个TMD模块，从而有效的增加控制结构的振动频率范围，同时在任何质量比的条件下，本技术的减振效果都比单个TMD系统的减振效果好，相对于单个TMD模块，本技术可以将单个又大又重的质量块分解为多个小而轻的质量块，便于工程制作、安装及使用，更易于在工程建设中进行推广，同时本技术可适用于拱形钢桥塔在强风作用下的振动控制，通过自身的旋转来控制施工和成桥阶段的不同桥塔结构体系的拱形钢桥塔，进而减轻施工和成塔状态钢拱塔的风致振动，以达到保障钢拱塔施工质量、施工设备及人员安全的目的。【附图说明】图1为桥塔不同施工状态对结构前6阶频率的影响；图2(a)为桥塔合拢前的主视图；图2(b)为桥塔合拢前的左视图；图2(c)为桥塔合拢前的俯视图；图2(d)为桥塔合拢前的立体图；图3(a)为桥塔合拢后的主视图；图3(b)为桥塔合拢后的左视图；图3(c)为桥塔合拢前的俯视图；图3(d)为桥塔合拢前的立体图；图4(a)为加设MTMD的施工状态的钢拱塔的结构示意图；图4(b)为加设MTMD的成塔状态的钢拱塔的结构示意图；图5为本技术中TMD模块的结构示意；图6(a)为本技术安装于施工状态的拱形钢拱塔的位置图；图6(b)为本技术安装于成桥状态的拱形刚塔桥的位置图。其中，I为质量块、2为弹簧、3为转轮、4为阻尼器、5为预留螺栓孔、6为滚动轴承、7为角钢连接件、8为高强螺栓、9为竖立的钢板。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步详细描述:参见图5，本技术包括若干个TMD模块，所述TMD模块设有钢板底板，所述钢板底板上设有质量块1、两块竖立的钢板9及两个阻尼器4，所述质量块I的横截面为正方形，所述正方形的边长为1800mm,所述质量块I的下表面安装有两根滚动轴承6,所述质量块I左右两侧均通过弹簧2与所述竖立的钢板9相连接，所述质量块I与所述弹簧2通过垫圈及螺栓固定连接，所述两个阻尼器4均衡的设置在所述质量块I的前后两侧，所述阻尼器4的一端与所述竖立的钢板9相连接，另一端与质量块I的卡槽固定连接，所述两块竖立的钢板9的两端均设有至可360°转动的转轮3，所述竖立的钢板9的侧面连接有角钢连接件7，所述角钢连接件7上设有若干个高强螺栓8，所述钢板底板的上端及下端均设有若干个预留螺栓孔5。另外所述质量块I可以为混凝土块或者是铅块，当所述质量块I为混凝土块时，所述卡槽的尺寸为IXlm ;当所述质量块I为铅块，所述卡槽尺寸为0.6X0.6m。本技术的具体安装过程及应用如下所示:(I)参考图1、图 2(a)、图 2(b)、图 2(c)、图 2(d)、3(a)、图 3(b)、图 3(c)及图 3(d)，计算拱形钢塔施工及成塔状态的动力特性，从中可知当钢拱塔从施工状态变为成塔状态时，其基阶振型也由面内振动转变为面外振动，在这体系转换的过程中，钢拱塔容易发生风致振动；(2)参考图4(a)及图4(b)，计算质量比μ、TMD模块的数量m、阻尼比ξ τ和带宽β对本技术减振效果的影响，进而建议了施工和成塔状态的MTMD系统的最优参数值；(3)在拱形钢塔平台振动方向设置水平钢板作为底座，并在其上增设两个竖立的钢板9 ；(4)将弹簧2的一端通过垫圈和螺栓固定在质量块I上，另一端固定在竖立的钢板9上；(5)将阻尼器4均衡地布置在质量块I的两侧，其一端可通过螺栓和夹板连接在竖立的钢板9上，另一端则固定在质量块I的卡槽上；(6)将质量块I放置在中心位置处的卡槽内，如果质量块I为混凝土块，卡槽尺寸设计为I X Im,如为铅块，卡槽尺寸则为0.6 X 0.6m ;(7)在质量块I下面安装滚轴，以减小其与钢板底座之间的摩擦；(8)在两个竖立钢板的两侧设置可360°转动的转轮3，当施工状态时的面内振动控制完毕后，可拆除高强螺栓8，再采用起吊装置将TMD模块转动90°以控制钢拱塔合拢后的面外振动，而另一个方向则预留螺栓孔5，以便TMD模块的固定。(9)本技术的安装位置如图6 (a)及图6(b)所示，其中标注的TMD模块按照沿顺桥向两个并排的方式放置。对于施工状态的钢拱塔，需在现有支架的顶部再搭设一行支架，并在其上放置6个TMD模块，其余的TMD模块则放置在现有支架的顶部；钢塔合拢后的各TMD模块放置在钢拱圈的内部。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统，其特征在于，包括若干个TMD模块，所述TMD模块设有钢板底板，所述钢板底板上设有质量块(1)、两块竖立的钢板(9)及两个阻尼器(4)，所述质量块(1)左右两侧与所述竖立的钢板(9)相连接，所述两个阻尼器(4)设置于所述质量块(1)的前后两侧，所述阻尼器(4)的一端与所述竖立的钢板(9)相连接，另一端与所述质量块(1)上的卡槽固定连接，所述竖立的钢板(9)的两端设置有可360°转动的转轮(3)，所述竖立的钢板(9)的侧面连接有角钢连接件(7)。

【技术特征摘要】
1.一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统，其特征在于，包括若干个TMD模块，所述TMD模块设有钢板底板，所述钢板底板上设有质量块(I)、两块竖立的钢板(9)及两个阻尼器(4)，所述质量块(I)左右两侧与所述竖立的钢板(9)相连接，所述两个阻尼器(4)设置于所述质量块(I)的前后两侧，所述阻尼器(4)的一端与所述竖立的钢板(9)相连接，另一端与所述质量块(I)上的卡槽固定连接，所述竖立的钢板(9)的两端设置有可360°转动的转轮(3)，所述竖立的钢板(9)的侧面连接有角钢连接件(7)。2.根据权利要求1所述的辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统，其特征在于，所述质量块(I)的左右两侧均通过弹簧(2)与所述竖立的钢板(9)相连接。3.根据权利要求1所述的辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统，其特征在于，所述两个阻尼器(4)均衡的设置于所述质量块(I)的前后两侧。4.根据权利要求1所述的辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTM...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇，王新，王森，车艳阳，胡文哲，李加武，白桦，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：实用新型
国别省市：