專利名稱：適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁體系技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻 尼器。
背景技術(shù)：
[0002]隨著跨徑的增大，大跨度斜拉橋越來(lái)越柔，使得斜拉橋很容易受到各種外界因素 的激勵(lì)而發(fā)生振動(dòng)。而斜拉索更是因?yàn)閯偠刃?，質(zhì)量輕，阻尼低的特點(diǎn)，很容易發(fā)生振動(dòng)。并 且隨著斜拉橋跨徑的不斷增大，拉索也越來(lái)越長(zhǎng)，拉索的振動(dòng)問(wèn)題也日益突出。斜拉索由空 氣動(dòng)力不穩(wěn)定引起的風(fēng)致振動(dòng)和由結(jié)構(gòu)相互作用引起的參數(shù)振動(dòng)問(wèn)題也日益突出。其中拉 索的風(fēng)雨激振問(wèn)題是目前已知拉索振動(dòng)中振幅最大，災(zāi)害最嚴(yán)重的一種振動(dòng)。當(dāng)拉索發(fā)生 風(fēng)雨激振時(shí)，拉索上下表面各有一條雨水形成的水線，沿傾斜的拉索向下流動(dòng)，并隨著拉索 的振動(dòng)在拉索表面震蕩。[0003]為了避免斜拉索的振動(dòng)對(duì)斜拉橋的損傷，現(xiàn)在一般采取的拉索振動(dòng)方法主要有以 下三種:拉索的氣動(dòng)控制法、拉索的阻尼減振法和拉索的動(dòng)力特性法。拉索的氣動(dòng)控制法主 要通過(guò)改變拉索的截面形狀及對(duì)拉索進(jìn)行特殊處理來(lái)改善拉索在風(fēng)雨作用下的氣動(dòng)特性。 拉索的阻尼減振法是一種通過(guò)在拉索上附加阻尼器來(lái)提高拉索結(jié)構(gòu)阻尼的減振方法。拉索 的動(dòng)力特性法是采用輔助索將不同的拉索聯(lián)結(jié)，將長(zhǎng)索改變?yōu)槎趟?，改變拉索的?dòng)力特性， 從而控制拉索的風(fēng)致振動(dòng)。[0004]從現(xiàn)在工程中應(yīng)用比較廣泛的幾種阻尼器來(lái)看，高阻尼橡膠阻尼器能夠提供的阻 尼值有限，且對(duì)于低階振型可能達(dá)不到優(yōu)化設(shè)計(jì)要求的阻尼值；油壓阻尼器和粘性剪切材 料阻尼器的最大的缺點(diǎn)是其性能的溫度依從性大，而且油耗材料的耐久性也不是很令人滿 意；摩擦性阻尼器雖然不受溫度影響容易調(diào)節(jié)，但是小振幅時(shí)阻尼不能工作，可能不利于拉 索的疲勞損傷，其材料的離散特性也會(huì)造成阻尼性能的不穩(wěn)定定；磁流變阻尼器是以智能 材料制成的可調(diào)參數(shù)阻尼器，是一種新技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是其價(jià)格相對(duì)也比較昂貴等。[0005]在以上介紹的阻尼器，無(wú)論采取哪種形式的阻尼器，都會(huì)有一個(gè)共同的作用就是 減震器的位置離拉索錨固點(diǎn)比較近，盡管能有效改善錨固點(diǎn)處因風(fēng)致振動(dòng)引起的破壞，但 對(duì)拉索中部振幅的減緩尚不理想，特別是大跨度斜拉橋的長(zhǎng)索更是如此，因此在大跨度的 斜拉橋中，總是要依賴幾種措施來(lái)綜合考慮，從橋梁美觀的角度來(lái)看，安裝以上所述阻尼器 也是不美觀的，需要結(jié)合拉索氣動(dòng)措施來(lái)解決。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼 器，既能發(fā)揮氣動(dòng)措施的優(yōu)點(diǎn)，又能提高斜拉索的阻尼。[0007]為了解決以上的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻 尼器，該阻尼器緊密纏繞在斜拉索上，包括保護(hù)套、金屬編織層、艙室隔板和封閉在艙室內(nèi) 的顆粒，由金屬編織層構(gòu)成的繩索型空腔，艙室隔板將空腔分割成若干個(gè)小艙室，在每個(gè)小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒，在整個(gè)繩索型空腔的外側(cè)包裹保護(hù)套。[0008]所述繩索型空腔為封閉圓形結(jié)構(gòu)，以減小拉索的阻力。所述金屬編織層的材料為金屬軟管，如不銹鋼、銅等。為了加強(qiáng)其吸能性能，金屬軟管內(nèi)可加一層耐磨橡膠。[0009]所述艙室隔板的材料為金屬軟管，或?yàn)橄鹉z材料。艙室隔板的數(shù)目視所需艙室長(zhǎng)度而定，為了使豆莢型阻尼器效果發(fā)揮良好，艙室長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)。而且，艙室隔板不能讓艙室內(nèi)的顆粒通過(guò)，保證顆粒的原始分布。[0010]所述顆粒的形狀為不規(guī)則，顆粒粒徑也應(yīng)該分為幾個(gè)等級(jí)，顆粒的數(shù)量占每個(gè)小艙室的50%-90%。[0011]所述保護(hù)套采用耐磨、耐腐蝕的材料。[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于:[0013]I)采用增加斜拉索內(nèi)阻尼的思想，通過(guò)豆莢雨線型阻尼器內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)、顆粒之間的碰撞和摩擦、顆粒與艙室壁的碰撞和摩擦等形式消耗拉索振動(dòng)的能量，起到拉索減振的目的，與現(xiàn)有的阻尼器相比，其有技術(shù)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)；[0014]2)本實(shí)用新型是緊密纏繞在拉索上的，起到破壞拉索雨線的目的，有效減少了拉索風(fēng)雨振動(dòng)，同時(shí)增加拉索內(nèi)阻尼，減少了其他形式的振動(dòng)。與現(xiàn)有阻尼器相比，是多重阻尼效果的疊加，而不像現(xiàn)有阻尼器比較單一，這樣有利于節(jié)省空間；[0015]3)從橋梁景觀角度來(lái)看，本實(shí)用新型就像一條細(xì)線纏繞在鎖上，對(duì)橋梁美觀沒(méi)有多大影響，而現(xiàn)有阻尼器對(duì)橋梁景觀的影響比較大；[0016]4)現(xiàn)有阻尼器需要安裝支架，限制了阻尼器的安裝高度，減弱了阻尼器的減振效果。本實(shí)用新型不需要支架，可以安裝在整個(gè)高度，對(duì)拉索的減振更有利；[0017]5)本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有阻尼器的一些弊端，例如油壓阻尼器的漏油問(wèn)題，摩擦阻尼器小振幅不工作的問(wèn)題。
[0018]圖1為本實(shí)用新型豆莢雨線型阻尼器的橫斷面圖；[0019]圖2為本實(shí)用新型豆莢雨線型阻尼器的縱斷面圖；[0020]圖3為單根豆莢雨線型阻尼器應(yīng)用于斜拉索上的立面圖；[0021]圖4為兩根豆莢雨線型阻尼器應(yīng)用于斜拉索上的立面圖；[0022]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明[0023]I一保護(hù)套；2—金屬編織層；[0024]3一艙室隔板；4一顆粒；[0025]5—豆莢雨線型阻尼器；6—斜拉索。
具體實(shí)施方式
[0026]請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。[0027]如圖1和圖2所示，本實(shí) 用新型提供了一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，該阻尼器緊密纏繞在斜拉索6上，包括保護(hù)套1、金屬編織層2、艙室隔板3和封閉在艙室內(nèi)的顆粒4，金屬編織層2構(gòu)成繩索型空腔，艙室隔板3將空腔分割成若干個(gè)小艙室，在每個(gè)小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒4，在整個(gè)空腔外側(cè)包裹保護(hù)套I。[0028]金屬編織層2采用柔軟、耐磨和吸能良好的材料，利于彎曲纏繞，能夠緊密的與斜 拉索6接觸，其直徑不宜過(guò)大，根據(jù)需要減振斜拉索6的直徑來(lái)確定。整個(gè)金屬編織層2是 一個(gè)封閉圓形結(jié)構(gòu)，[0029]艙室隔板3可以采用與金屬編織層2，或者與橡膠材料一致的材料制成，艙室隔板 3的數(shù)目視所需艙室長(zhǎng)度而定，為了使豆莢雨線型阻尼器效果發(fā)揮良好，艙室長(zhǎng)度不宜過(guò) 長(zhǎng)。而且，艙室隔板3不能讓艙室內(nèi)的顆粒通過(guò)，保證顆粒的原始分布。[0030]艙室內(nèi)顆粒4需要采用不規(guī)則的顆粒形狀，顆粒數(shù)量占到每個(gè)小艙室的50%_90%， 若已知拉索有顯著的振型時(shí)，可以讓顆粒在整個(gè)體系中不均勻分布，也就是說(shuō)可以在需要 控制的振型峰值附近的小艙室中多放些顆粒。根據(jù)拉索振動(dòng)的特性來(lái)考慮顆粒粒徑的分布 比例，不同粒徑的顆粒是為了保證在不同振動(dòng)下都能使顆粒運(yùn)動(dòng)起來(lái)，起到消能作用，為了 使艙室內(nèi)的顆粒保證分散而不至于板結(jié)，可以在顆粒中間摻一些干燥劑。顆粒的材料應(yīng)該 是耐磨、密度大、粗糙度大的材料，例如碳化鎢、鐵屑、鋼球等。[0031]最外層的保護(hù)套I主要是為了保護(hù)豆莢型雨線阻尼器不會(huì)發(fā)生腐蝕、老化等問(wèn) 題，其材料要求柔軟、耐磨、耐腐蝕、耐老化等。可以選用PE軟管、HDPE軟管等與斜拉索護(hù) 套相同的材料，這也可以保證豆莢雨線型阻尼器在安裝時(shí)牢固且方便。[0032]豆莢雨線型阻尼器的直徑根據(jù)斜拉索6的直徑選擇確定，確定豆莢雨線型阻尼器 直徑之后，確定各結(jié)構(gòu)層的厚度，原則是讓空腔的直徑盡可能大一些，這樣有利于儲(chǔ)存較多 的顆粒4，阻尼效果更佳顯著。[0033]如圖3所示，為一根豆莢雨線型阻尼器5和一根需要減振的斜拉索6，將豆莢雨線 型阻尼器5通過(guò)專用膠水按一定螺距纏繞在整根斜拉索6上，當(dāng)斜拉索6發(fā)生振動(dòng)時(shí)，豆莢 雨線型阻尼器5內(nèi)的顆粒會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)，顆粒與顆粒之間的碰撞、顆粒與主系統(tǒng)之間的摩擦 以及裝置本身質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)等會(huì)消耗拉索振動(dòng)的能量。當(dāng)在下雨的時(shí)候，因?yàn)槎骨v雨線型阻 尼器5是螺旋纏繞在斜拉索6上的，使得斜拉索6上不能形成水線，由此破壞了產(chǎn)生風(fēng)雨激 振的條件，避免了此狀況下的不利振動(dòng)。[0034]當(dāng)一根豆莢雨線型阻尼器不能滿足減振的要求時(shí)，也可以在同一根斜拉索6上安 裝兩個(gè)相同的豆莢雨線型阻尼器5。如圖4所示，包括兩根相同的豆莢雨線型阻尼器5，還 有一根待減振的斜拉索6，工作機(jī)理如安裝單根阻尼器時(shí)一樣。具體做法是讓兩個(gè)豆莢雨線 型阻尼器5初始位置相差180°按相同的方向和螺距通過(guò)專用膠水按一定螺距纏繞在整根 斜拉索6上。
權(quán)利要求1.一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:該阻尼器緊密纏繞在斜拉索上，包括保護(hù)套、金屬編織層、艙室隔板和封閉在艙室內(nèi)的顆粒，由金屬編織層構(gòu)成的繩索型空腔，艙室隔板將空腔分割成若干個(gè)小艙室，在每個(gè)小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒，在整個(gè)繩索型空腔的外側(cè)包裹保護(hù)套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述繩索型空腔為封閉圓形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述金屬編織層的材料為金屬軟管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述金屬軟管內(nèi)加一層耐磨橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨 線型阻尼器，其特征在于:所述艙室隔板的材料為金屬軟管，或?yàn)橄鹉z材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述顆粒的數(shù)量占每個(gè)小艙室的50%-90%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述保護(hù)套采用耐磨、耐腐蝕的材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，該阻尼器緊密纏繞在斜拉索上，包括保護(hù)套、金屬編織層、艙室隔板和封閉在艙室內(nèi)的顆粒，由金屬編織層構(gòu)成的繩索型空腔，艙室隔板將空腔分割成若干個(gè)小艙室，在每個(gè)小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒，在整個(gè)繩索型空腔的外側(cè)包裹保護(hù)套。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)豆莢雨線型阻尼器內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)、顆粒之間的碰撞和摩擦、顆粒與艙室壁的碰撞和摩擦等形式消耗拉索振動(dòng)的能量，起到拉索減振的目的；因是緊密纏繞在拉索上的，起到破壞拉索雨線的目的，有效減少了拉索風(fēng)雨振動(dòng)，同時(shí)增加拉索內(nèi)阻尼，減少了其他形式的振動(dòng)。
文檔編號(hào)E01D19/16GK203160129SQ20132010409
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者淡丹輝, 徐斌, 鞏煚鑫, 孫利民 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)