用于土木工程结构的悬吊系统的缆索中的减振装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于减振的技术，其中这种振动产生于用于悬吊土木工程结构的缆索。
【背景技术】
[0002]本发明尤其适用于斜拉桥。由于风和车辆运动，拉索会明显振动。已有多种不同种类的用于减缓这些振动的装置被提出。
[0003]在第一类减振装置中(例如参见文献EP0343054A1，DE29517250U1或W098/04780A1)，振动能量在一个区域中绕着单条缆索被消散，该区域由固定到悬吊结构上的元件在径向上限定。这个元件可以是在缆索和悬吊结构之间延伸的臂，或者也可以是握持缆索下部的管件。
[0004]进一步的装置使用例如液压缸的线性冲程阻尼器。一个或多个缸体可以被设置在一个或多个臂上，该臂将单条缆索连接到悬吊结构(例如参见文献JP09-59921A)，或者一个或多个缸体可以被设置在缆索和管件之间，其中该管件被固定到悬吊结构并且包含缆索的下部(例如参见文献FR2859260A1或JP06-58370A)。
[0005]一种被称为钟摆减振装置的减振装置具有连接到缆索的摆动臂，其摆动被粘滞摩擦而减缓。文献FR2664920A1描述了这种摆动装置的例子。
[0006]上文提到的减振装置的局限性在于必须被设置在悬吊结构的附近，即靠近缆索的锚定点，并且通常位于缆索总长度的1%至3%处。
[0007]文献FR2862073A1公开了另一种减振装置，其不将缆索连接到悬吊结构上的固定点，而是将缆索连接到临近的缆索。由于斜拉桥的拉索通常长度不同，它们自然具有不同的固有振动频率。因此，在一段振动期间中，缆索之间总是存在相对运动。根据文献FR2862073A1的减振装置利用了这种相对运动，从而消散能量。因此，临近的缆索作为振动中的缆索的伪固定点。
[0008]虽然这种伪固定点的有效性低于诸如斜拉桥桥面的实际固定点，这些装置依然非常有效，因为它们能被设置在距离缆索的锚固点较远的位置，通常为总长度的5%到10%。
[0009]但是，该减振装置的局限性在于其仅在它连接的缆索的平面内起作用，即拉索平面所在的平面。平面外的运动(横向运动)不能被有效地减缓。
[0010]为了战胜拉索平面的振动，另一种方法包括安装互连拉索的缆索，所述缆索横向地固化拉索平面，并且防止拉索进入某种振动模式。虽然互连的缆索可以被设计成减缓垂直振动，以便于弥补施加在拉索根部的单个减振器，但是事实上它们在横向振动上没有作用。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提出一种用于减缓缆索中振动的装置，其对于减缓横向振动非常有效，其中所述缆索诸如桥的拉索。
[0012]本发明提出了一种用于土木工程结构的悬吊系统的缆索中的减振装置。该减振装置包括在悬吊系统中一组具有至少三个缆索的组的缆索之间的互连结构，其中该缆索组大致在同一个悬吊平面内延伸。该互连结构位于悬吊平面之外，并具有至少一个用于能量消散元件的支撑点，以便于产生阻尼力，该阻尼力响应于所述缆索组中的一条缆索在垂直于所述悬吊平面的方向上相对于所述缆索组中的其他缆索的移动。
[0013]该装置提供减缓缆索横向振动的能力，同时还可自由地把互连结构沿着这些缆索安置。因此，它可以被设置在减振有效的位置上。
[0014]由互连结构连接的缆索组由三条或更多条缆索构成。如果在这种组中只有两条缆索，横向阻尼将不会是有效的。由于互连结构具有特定的横向尺寸，考虑到重量带来的风险和美学原因，其最好不覆盖太多缆索。因此，缆索组中缆索的最优数将通常是三条。
[0015]在减振装置的一项实施例中，互连结构包括至少一个线性冲程阻尼器，其横向地朝向悬吊平面。通常会具有多个线性冲程阻尼器，它们在互连结构中并不互相平行。
[0016]为了获得能量消散元件的有效作用的充足空间，在互连结构中的支撑点的优选位置到悬吊平面的距离大于四十分之一的空间，其中，该空间在互连结构的悬吊系统的两个临近缆索之间。支撑点和悬吊平面之间的这个距离可以明显大于缆索之间的该空间的十分之一O
[0017]在减振装置的一个有利的设计中，互连结构被配置成可当缆索组的其他缆索的位置被固定时，能使缆索组中的每根缆索在悬吊平面中和在悬吊平面外产生垂直于其自身的移位。这可以避免对缆索轨迹的约束。
[0018]在这种设计中，可以确保每个所述移位驱动至少一个能量消散元件。因此，一个相同的装置能减缓缆索组中缆索在不同方向上的振动。
[0019]而且，能给缆索提供这样一种移动，该移动平行于互连结构的连接点的缆索，例如由于发生温度变化的情况下导致缆索的膨胀或收缩。
[0020]互连结构可以被至少一个缆索组保持，并且无需插入阻尼元件。尤其是，为了获得好的稳定性，互连结构可以由缆索组中的一根缆索保持，该缆索位于该互连结构的重心之上，诸如缆索组中最高的一根缆索。
[0021]本发明的另一方面涉及一种斜拉桥，包括至少一个桥柱，一桥面，至少一套拉索，该拉索包含在一侧的桥柱和桥面之间的悬吊平面中倾斜延伸的缆索，以便于悬吊该桥面，以及至少一个如上文定义的减振装置，其装在由至少三套拉索组成的组上。
[0022]所有将被减振的拉索，即大体上至少该套拉索中最长的拉索属于至少一个组，在该组上装有减振装置。一些拉索属于多个组，每个都具有其自己的减振装置，这也是可行的。
【附图说明】
[0023]根据下文中非限定性实施例的描述并参见附图，本发明进一步的特征及优势将更为清晰，其中:
-图1是使用根据本发明的减振装置的斜拉桥的纵断面图；
-图2和3示出了根据本发明的减振装置的工作原理；
-图4至10是根据本发明的减振装置的示例的原理剖视图，其剖视面垂直于拉索的方向；以及
-图11和12是斜拉桥的纵断面图，该斜拉桥具有减振装置的进一步可能的配置方式。
【具体实施方式】
[0024]下文根据其在斜拉桥悬吊系统中的应用描述本发明。因此，用于减缓振动的缆索就是在桥柱20和桥面14间延伸以悬吊桥面14的拉索16。如图1所示，两组拉索16对称设置在桥柱20的两边。然而，在实际应用中，斜拉桥桥柱两边的拉索经常是非对称的。
[0025]拉索16组在桥柱20和桥面14间的垂直面或微倾斜面上延伸。各条拉索16的底端锚固在桥面14上，顶端通过另一锚固装置或通过偏斜鞍座连接在桥柱20上。
[0026]可以在靠近拉索底端处，用单独减振装置(图中没示出)配置所有或一些拉索16，例如本说明书中提及的出版物中描述的示例，或其他国际专利申请N0.PCT/FR2014/052693。
[0027]为了利于减缓一组拉索16的振动，该组拉索配置有一个或多个装置22，各个装备包括一连接多条相邻拉索的互连结构24。
[0028]这些装置22被用于减缓拉索在垂直于它们的路径上经受的振动，这种振动由拉索与他们锚固装置的相对位移或因为空气动力效应而产生。它尤其适于减缓垂直于拉索组所在平面的拉索16中的振动。
[0029]减缓横向振动需要通过其他拉索的影响在拉索组平面外对拉索16施加阻尼力F(图2、3)。依靠缆索的扭转刚度(图2)，将互连结构24固定在单一的相邻拉索16既非有效也不实际，因为一条拉索具有较小的扭转刚度且通常覆有与缆索稍微贴附(如果存在)的鞘层O
[0030]因此，互连结构24应简单地连接至少两条相邻的缆索16 (图3)，例如通过可自由转动但沿拉索固定的索圈18，以产生回程效应。因为两条拉索具有不同的长度，从而具有不同的横向固有频率，所以他们对需要横向减缓振动的第三条拉索产生伪嵌入(pseudo-1nset)。
[0031]于是，减振装置22使用连接至少三条拉索的结构24，通常为拉索组中的三条相邻缆索。该互连结构24显著地延伸出拉索组所在的平面，以便具有确定的横向结构刚度。术语“显著地”应理解为结构24中的至少一个组件(除了用于连接缆索的索圈)朝向拉索组所在平面外。
[0032]互连结构24的横向尺寸超出拉索16组中三条拉索间最小间距的二十分之一。通常该尺寸大于该间距的五十分之一。
[0033]互连结构24包括刚性结构构件(通常为刚构件)，能量消散元件(通常为摩擦和/或粘性元件)或一个或多个由具有高减振性能的材料制成的结构元件。
[0034]在一个示例性实施例中，使用对称或非对称操作的一个或多个液压缸(见EP2386689A1)作为粘性能量消散元件。这些缸体能选择性地具有弹簧以便除了减振外还能起弹性回程作用。
[0035]为了承受重力，互连结构24由不具有减振元件的三条拉索组中的至少一条拉索16支撑。
[0036]为不阻碍缆索的缓慢移动，尤其是因热变化引起的移动，互连结构24优选为非刚性地连接拉索组中的两条缆索。如果互联结构刚性固定在两条缆索16间，则两条缆索16间的垂直间距将固定住，且本可优选地避免的距离偏差将施加在缆索上。
[0037]为使互连结构24具有好的稳定性，优选的固定模式是悬吊在结构的重心之上的拉索16上。其通常为组中最高的缆索。
[0038]互连结构24可能具有很多配置方式。图4-10示例性地示出了满足下列条件的互连结构示例:
-互连结构将三条或更多条缆索连接在一起；
-通过至少一条缆索以稳定的且不插入阻尼元件的方式支撑互连结构；
-缆索组中连接在一起的任何一条缆索能够在缆索组所在平面P内以及该平面P外沿垂直于自身(例如图4-10中所示的平面)的方向移动，当固定住缆索组内其他缆索的位置时；
-相对于其他缆索的一条缆索的移动驱动在互联结构中的至少一个能量消散元件。
[0039]在图4-10中的示例中，(缆索)组由拉索组中的三条相邻的缆索16A，16B，16C组成。需注意的是，这些缆索也可以是非相邻的缆索。通过索圈18A固定在组中最上端的缆索16A的方式实现支撑互连结构的功能。
[0040]在图4的示例中，互连结构30在拉索组所在平面P