一种垂度阻尼索的制作方法

本实用新型属于结构减振技术领域，具体涉及一种垂度阻尼索。

背景技术：

粘滞阻尼器由于其耗能能力强，工作可靠，鲁棒性好，安装方便，费用低等优点，各种各样的粘滞阻尼器被广泛应用于结构抗风和抗震。但粘滞阻尼器对结构振动进行耗能减振时，需要安装在一个与该结构有相对运动的附近的点上，通过结构与该点的相对运动驱动阻尼器的活塞杆与缸体发生往复相对运动进行耗能，从而减小结构的振动。超高层建筑在地震或风的作用下会发生较大幅度的横向震动(或振动)，现有减振技术采用调频质量阻尼器(Tune mass damper，简称TMD)进行减振，但其质量大，需要占用结构的多层空间，并且费用高。当地震来临时，由于地震持续时间短，TMD可能来不及启动。特别是悬臂施工的大跨度桥梁，桥梁合拢前的大悬臂阶段，在强风作用下会发生大幅的竖向和横向摆动，给结构和人员安全带来极大隐患。目前一般采用竖向吊杆控制竖向振动，TMD控制横向振动。

双索复合阻尼索消除主索垂度，使之具有较大的轴向刚度，并利用主索的大轴向刚度实现在相距较远的两结构间实现减振，但其存在以下缺点：(1)其主索具有较大的轴向刚度，因副索在竖向平面内下垂，所以主索和副索的竖向刚度相对较大，而横向刚度非常小，在横向风作用下会发生较大的横向变形，导致主索拉力显著增大，从而引起结构发生较大变形。(2)结构振动时，会在其主索、副索轴向产生周期变化的张拉力，当张拉力的变化频率与主索或副索固有频率一致时，会导致主索或副索的大幅振动，给结构减振带来不利影响。(3)复合阻尼索结构相对复杂，吊杆的长度和安装位置必须预先精确计算及准确安装，后期变动的难度大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种安装简单，不需要消除横向风的影响，并能利用横向风的影响，增加耗能能力的垂度阻尼索。

本实用新型的上述目的是通过如下的技术方案来实现的：该垂度阻尼索，它包括主索，主索的上端与固结于结构的上锚固点连接，主索的下端与固定于地面的锚碇连接；在主索中点固结有一根吊索，该吊索大致与主索垂直，其下端连接上横梁；下横梁通过另一根吊索与地面固结或直接固结于地面；在上横梁与下横梁之间安装有阻尼器。

进一步，当主索倾角较大时，与主索中点固结的吊索绕过一个固定于地面的定滑轮后，其下端再连接上横梁。

进一步，为了加强阻尼索的减振效果，在上横梁与下横梁之间还安装有弹簧。

本实用新型采用单主索、吊索和阻尼器结合的形式，利用结构振动使主索振动，其垂度随结构振动发生周期变化，利用主索垂度周期变化和弹簧的张拉共同驱动阻尼器耗能，从而抑制结构振动。

本实用新型的创新点主要体现在如下几点：

(1)采用主索连接振动结构和地面，当结构发生振动时，引起主索张力发生周期性变化。

(2)利用主索自身重力使主索发生下垂，通过初始索张力大小的控制，使索具有一较小的垂度；同理，对横向风力有较小的水平方向垂度。

(3)周期性变化的主索张力，引起主索垂度大小发生周期性变化，通过垂度的周期性变化，结合吊索和弹簧的共同作用，驱动阻尼器运动耗能，耗散振动结构的机械能，从而抑制结构的振动。

(4)主索小垂度可以使主索垂度变化值远大于结构振动的振幅，起到运动放大作用，增加阻尼器耗能能力。

(5)在横向风作用下，主索发生水平垂度，此时，主索同时发生水平振动和竖直振动。参见图2，可采用图2所示的两根吊索4，可以同时抑制主索的两方向振动。图2中，11表示双向振动结构，10表示定滑轮，5表示上上横梁，6表示弹簧，7表示阻尼器，8表示下横梁。

(6)与现有采用轴向运动驱动阻尼器的阻尼索相比，本实用新型安装简单，不需要消除横向风的影响，并能利用横向风的影响，增加耗能能力。

(7)在需要的情况下，增大主索张力后，主索还能具有水平抗风缆的性能，减小结构在静风作用下的变形，因此，本实用新型能同时具有减小结构在静风下的变形能力，及结构受风作用的风致振动。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型应用时的结构示意图。

图3是本实用新型变形应用时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1，以输电塔等高耸结构减振为例，高耸结构在大风作用下发生振动(一般为结构左右摇摆)，简化为图1所示的振动结构1。从图1中可见，主索2的上端与固结于振动结构1的上锚固点9连接，主索2的下端与固定于地面的锚碇3连接。主索2在自身重力或风力作用下发生下垂或横向变形，偏离主索2上、下锚固点的直连线，一般情况下主索2中点到直连线的距离最大，现将这最大距离称为垂度。随着主索2张力的增大，主索2垂度减小。从图1中还可见，在主索2的中点固结吊索4，吊索4大致与主索2垂直，吊索4绕过固定于地面的定滑轮10后(对于主索2倾角较小的情况，可以不加定滑轮10)，其下端连接上横梁5；下横梁8通过另一吊索与地面固结，或直接固结于地面；在上横梁5与下横梁8间并联安装弹簧6和阻尼器7。

当振动结构1向左振动时，主索2上、下锚固点的直连线距离增大，主索2张紧，其垂度减小，主索2中点上移；拉动吊索4向上运动，吊索4拉伸阻尼器7和弹簧6，阻尼器7在变形过程中耗能。

当振动结构1向右振动时，主索2上、下锚固点的直连线距离减小，主索2松弛，其垂度增大，主索2中点下移；弹簧6拉动吊索4向下运动，阻尼器6被压缩，阻尼器6在变形过程中耗能。

以上实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，本实用新型还可以有其它的变形、变换和应用，比如：

(1)可将阻尼器撤除，直接变为斜向张拉抗风缆。

(2)如果阻尼器能利用自身重力或其它力作用实现自动复位或部分复位，弹簧也可以撤除，不影响阻尼索的减振效果。

(3)阻尼器改用其它耗能装置，同样可现实结构减振耗能。

(4)改变主索倾角，阻尼索可对结构竖向振动和横向振动实现分别减振或同时减振。

(5)参见图3，对于结构竖向振动，可去除主索2，吊索4直接连接于竖向振动结构12上，如图3中的右索所示。或主索2竖向张拉，吊索4与主索2成一夹角斜向张拉，如图3中的左索所示。