用于摩擦阻尼的装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于阻尼建筑的第一结构元件与第二结构元件之间的相对移动的摩擦阻尼装置(100)，其包括：用于阻尼第一相对移动分量并且具有第一摩擦表面(111)和第二摩擦表面(112)的第一阻尼系统(110)，用于阻尼第二相对移动分量并且具有第三摩擦元件(121)和第四摩擦元件(122)的第二阻尼系统(120)。第一阻尼系统的第一摩擦表面和第二摩擦表面以及第二阻尼系统形成摩擦接合。第一阻尼系统(110)和第二阻尼系统(120)串联放置。
【专利说明】
用于摩擦阻尼的装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及土木工程的领域。具体而言，本发明涉及一种用于实现建筑工程的第一结构元件与第二结构元件之间的相对位移和特别是振荡的阻尼的摩擦阻尼的装置及方法。
[0002]更具体而言，但不以限制于其的方式，本发明涉及一种用于阻尼建筑工程中的缆索的振动的装置及方法，如桥梁、顶板、悬置走道、潜在地经受振动或大幅度位移的结构元件，或任何其它悬置的建筑工程的拉条。
【背景技术】
[0003]在土木工程中，不同结构元件频繁经受相对位移，例如，相对移动或相对振动。
[0004]已知通过使用粘弹性手段或通过摩擦作用的手段来阻尼此类相对位移。
[0005]因此，例如，文献FR2664920提出了用于桥拉条的振动的阻尼装置。该装置以粘弹性方式作用，并且实施在其长度的中间点处安装在固定底座中以便能够沿所有方向围绕该点振荡的刚性杆。杆脚的位移例如借助于粘弹性元件阻尼。可阻尼的移动的幅度由底座限制在杆脚的水平处。该装置不允许吸收沿所有方向的大幅度位移。
[0006]此外，如文献FR2664920中描述的系统的实施涉及使用机械轴承，其疲劳和耐久性方面的性能为有限的，并且因此不适合用于经受许多动态负载循环的结构中。
[0007]文献EP1035350描述了形成通过摩擦操作的内部阻尼器的另一类型的阻尼装置，其中缆索的横向振荡移动被阻尼。然而，该解决方案使得不可能在相同阻尼装置内阻尼建筑工程的第一结构元件与第二结构元件之间的大幅度相对移动的若干分量。
[0008]FR2751673描述了包括用于阻尼缆索的振动的弹性或粘弹性环的另一个装置。该装置仅适于阻尼垂直于缆索的平面中的小幅度振动。
[0009]FR2631407涉及用于阻尼拉条上的振荡的装置的改进，并且实施了安装在拉条的节段上的环形部件。压力下的糊剂或油脂的垫填充环腔。刚性结构将环形部件连接于地基。再次，该装置不适合于阻尼沿任何方向的大幅度的位移。
[0010]发生的是，建筑工程的各种结构元件例如通过沿两个或三个方向平移或通过围绕两条轴线旋转，或根据线性独立位移的组合根据不同分量关于彼此移动。例如，桥缆的拉条有时沿正交于拉条且方向朝由拉条支承的结构元件(例如，桥跨)的第一方向移动，并且沿垂直于第一方向和拉条的另一个方向移动。沿拉条的方向的较小幅度的位移可例如由扩张引起。一些结构元件还经历关于相同建筑工程的其它结构元件的旋转。
[0011]然而，现有阻尼装置不太适于阻尼沿各种分量的此类复杂位移。
【发明内容】
[0012]本发明的一个目的在于提出一种阻尼装置，其没有已知装置的限制并且实现阻尼建筑工程的第一结构元件与第二结构元件之间的沿不同分量的位移。
[0013]本发明的另一个目的在于实现处理用于复杂位移的分量中的各个的小和/或大幅度位移，其中阻尼可对于这些基本分量中的各个独立地选择。
[0014]根据本发明，这些目的特别地借助于摩擦阻尼装置实现，该摩擦阻尼装置用于阻尼土木工程建筑工程的第一结构元件与第二结构元件之间的相对移动，包括:
用于阻尼所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件之间的第一相对位移分量的第一阻尼系统，其中所述第一阻尼系统包括第一摩擦表面和第二摩擦表面，其中第一摩擦表面和第二摩擦表面此外可关于彼此平移移动，以便允许阻尼所述第一相对位移分量，其中第一摩擦表面和第二摩擦表面相对于彼此接触和约束，以形成第一摩擦接合，以使所述第一相对位移分量由所述第一摩擦接合阻尼；
用于阻尼所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的第二相对位移分量的第二阻尼系统，其中所述第二阻尼系统包括第三摩擦表面和第四摩擦表面，其中第三摩擦表面和第四摩擦表面相对于彼此接触和约束，其中第三摩擦表面和第四摩擦表面此外可关于彼此旋转移动，以便允许阻尼所述第二相对位移分量，
其中第一阻尼系统和第二阻尼系统串联放置。
[0015]在该申请中，如果一个系统的第一末端由固定或铰接连接连接于关于另一系统的第一末端的固定点，并且如果第一系统的第二末端由固定或铰接连接连接于人们期望阻尼关于第二系统的第二末端的其位移的点，则两个阻尼系统认作是串联放置。
[0016]本发明具体涉及一种装置，其中第一系统的第一末端和第二系统的第一末端由固定或枢转连接来连接于彼此，其中第一阻尼系统的第二末端由固定或枢转连接与拉条连接，并且其中第二系统的第二末端由固定或枢转连接来连接于结构元件，例如，地基或桥面。
[0017]第一结构元件可为由锚定点紧固于第二结构元件的张紧缆索。
[0018]该解决方案特别地具有优于现有技术的优点:实现独立地处理相对位移的各个分量和因此各个类型的对应振荡。
[0019]待阻尼的不同移动分量可为沿不同轴线的位移分量，例如，沿不同轴线的平移和/或旋转。
[0020]第一相对位移分量可由沿第一方向(X)的第一平移构成，第一方向(X)在所述第一结构元件与所述第二结构元件之间延伸。
[0021]第二相对位移分量可由沿不同于第一方向的第三方向(Y)的第二平移构成。
[0022]第三方向可基本上正交于第一方向(X)和与第一结构元件(20)相切的第二方向⑵。
[0023]此外，待阻尼的不同移动分量可为根据不同频率的移动分量。例如，第一阻尼系统可针对阻尼低频位移优化，而另一个阻尼系统可针对阻尼较高频率位移优化，例如，振动。
[0024]有利地，由第一(或第二)阻尼装置阻尼根据第一分量(或第二分量)的位移对由串联的第二 (或第一)阻尼装置阻尼根据第二 (或第一)分量的位移没有影响。
[0025]各个阻尼系统优选允许沿或围绕构成该系统的主轴线的单条轴线的大幅度相对位移。例如，第一阻尼系统允许沿轴线X的大幅度位移，而第二阻尼系统允许围绕轴线Z的大幅度旋转。平移在其超过例如500mm时，认作是大幅度的。旋转在其超过例如10°，优选15°时，认作是大幅度的。沿这些主轴线的平移和/或旋转由于摩擦表面而阻尼。
[0026]此外，各个阻尼系统有利地包括引导元件，其使得部分能够相对移动来关于彼此移动，并且优选此外允许沿或围绕不同于主轴线的至少一个轴线的小幅度位移。例如，第一阻尼系统的引导元件可允许沿轴线Y的小幅度平移，或围绕轴线Z的小幅度旋转。小于10毫米的位移或小于1°的旋转例如认作是小幅度位移。这些附加自由度限制系统的构件上的约束。
[0027]根据优选布置，第一位移分量为沿第一方向(X)的平移移动，该第一方向(X)在第一结构元件与第二结构元件之间延伸。
[0028]根据独立或与前述布置组合采用的另一个优选布置，第二相对位移分量为沿第二方向(Y)的平移移动。在这两个优选布置存在时，第二方向(Y)优选正交于第一方向(X)。有利地，该第二方向(Y)基本上正交于第一结构元件的纵向方向，该第一结构元件优选由具有大体上长形形状的元件(特别是缆索)构成。
[0029]本发明的解决方案的优点中的一个在于使用安装在第一结构元件与第二结构元件之间的单个装置来允许阻尼复杂的相对移动，即，包括若干分量的移动。因此，有可能避免必须使用要求较长组件和更多空间(这可在建筑工程的一些构造中证明是成问题的)的若干不同装置。
[0030]一方面用于第一摩擦表面并且另一方面用于第二摩擦表面，一方面用于第一阻尼系统内并且另一方面用于第二阻尼系统内的材料的选择，以及两个摩擦元件之间的压力的调节，使得有可能确定所讨论的相对移动分量的阻尼的幅度。以该方式，因此有可能确定第一(第二)阻尼系统的操作特点，如用于由该第一(第二)阻尼系统处理的相对位移的强度、频率和/或能量的值范围。
[0031]例如，使用聚合物或聚合物基质材料用于第一摩擦元件和使用带给定表面硬度的金属材料用于第二摩擦元件允许了阻尼系统作用在大范围的振动幅度上。
[0032]还有可能使用聚合物用于两个摩擦元件，或者使用钢用于两个摩擦元件。
[0033]本发明还涉及一种包括第一结构元件和第二结构元件的土木工程建筑工程，其包括如本文本中所述的至少一个阻尼装置。
[0034]在此类土木工程建筑工程中，第一结构元件可例如为在锚定点处紧固于第二结构元件的张紧缆索。
[0035]因此，例如，在此类土木工程建筑工程中，第二结构元件可为地基，特别是桥面或与桥面集成的结构元件，或悬置顶板元件或与悬置顶板集成的结构元件。
[0036]本发明还涉及一种用于摩擦阻尼土木工程建筑工程的第一结构元件与第二结构元件之间的相对移动的方法，其包括以下步骤:
提供第一阻尼系统，其用于阻尼所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的第一相对位移分量并且包括:
与第一结构元件固定且机械地连接的第一摩擦表面，
能够关于第一摩擦表面(111)移动的第二摩擦表面，
提供用于阻尼所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的第二相对位移分量的第二阻尼系统，其中所述第一相对位移分量不同于第二相对位移分量，所述第二阻尼系统包括:
第三摩擦表面，
第四摩擦表面， 通过相对于彼此约束来将一方面的第一摩擦表面和第二摩擦表面，以及另一方面的第三摩擦表面和第四摩擦表面放置成接触，以形成两个摩擦接合，以使一方面的第一摩擦表面与第二摩擦表面之间，以及另一方面的第三摩擦表面与第四摩擦表面之间的相对移动由所述摩擦接合阻尼。
【附图说明】
[0037]本发明的实施例的实例在由附图示出的描述中指示，在该附图中:
图1以透视示出了代表阻尼装置的本发明的第一实施例，
图2为类似于图1的视图，其中一些外部分除去以示出阻尼装置的内部，
图3为沿图1的方向II1-1II的阻尼装置的正视图，
图4为沿图3的方向IV的截面视图，
图5为沿图1的方向V的阻尼装置的侧视图，
图6为沿方向V1-VI的图5的截面视图，
图7至9为分别沿方向VI1-VII ,VII1-VIII和IX-1X的图6的截面视图，
图10为根据图1的方向V的阻尼装置的侧视图，
图11和12为分别沿方向X1-XI和XI1-XII的图10的截面视图，
图13呈现了根据简化图示的本发明的第一实施例，示出了建筑工程内的阻尼装置的动态，
图14通过示出建筑工程内的阻尼装置的动态而也以简化方式示出了本发明的第二实施例，以及
图15以简化方式示出了本发明的第三实施例。
【具体实施方式】
[0038]如可在图1和13中看见的，根据第一实施例的阻尼装置100在该实例中安装在缆索20或拉条(形成第一结构元件)与第二结构元件30(例如，地基、板块、悬置桥面或与此类面集成地安装的一部分)之间。缆索可连接于桥塔或支柱(未呈现)。
[0039]相对于缆索20，阻尼装置100例如由套筒101安装，套筒101包围缆索20并且形成第一锚定点Al。套筒101可关于缆索固定，或者能够沿该缆索沿纵向滑动。
[0040]相对于地基30，阻尼装置100例如由安装凸缘102安装，安装凸缘102焊接或铆接于地基30，并且形成第二锚定点A2。
[0041]因此，阻尼装置100沿第一方向X将第一锚定点Al连接于第二锚定点A2，第一方向X对应于阻尼装置100的纵向方向或主要方向。在该布置中，第二方向(Z)由缆索20限定，并且正交于第一方向(X)。还限定正交于第一方向(X)和第二方向(Z)的第三方向(Y)。实际上，包含第一方向(X)和第三方向(Y)的平面(X，Y)对应于在点Al处垂直于缆索20的切线的平面。典型地，缆索在该平面中比沿第二方向(Z)经受更大幅度的移动。
[0042]在图1至13中所示的该第一实施例中，阻尼装置100包括位于缆索20附近的阻尼装置100的部分(图1和13中的阻尼装置100的上部分)中的第一阻尼系统110，以及位于地基30附近的阻尼装置100的部分(图1和13中的阻尼装置100的下部分)中的第二阻尼系统120。如将在下文中详细所述，第一阻尼系统110使得有可能吸收和阻尼沿第一方向X的缆索20与地基30之间的平移分量，例如沿轴线X的缓慢位移或振荡。
[0043]至于第二阻尼系统120，其使得有可能吸收和阻尼缆索沿轴线Y的位移(通过使它们以围绕中间部件103的轴线Z关于其余组件120的旋转形式投影(project))。该第二阻尼系统还允许阻尼相对缓慢的位移或高频振动。
[0044]在该实例中，中间部件103(见图2)是其连接的第一阻尼系统110和第二阻尼系统120共有的。该刚性中间部件103形成所述第一阻尼系统110与所述第二阻尼系统120之间的材料接合处。因此，根据第一实施例的阻尼系统100包括串联放置且均允许阻尼不同相对位移分量的两个阻尼系统110和120。
[0045]中间部件103包括设有第二摩擦元件112的第一末端103a(在图1和13中的顶部处)，第二摩擦元件112为第一阻尼系统110的部分(见图2和4)。该部件的第二末端103b(在图1和13中的底部处)设有第三摩擦元件121，其为第二阻尼系统120的部分(见图4和9)。
[0046]现在将描述根据第一实施例的阻尼装置的第一阻尼系统110。该阻尼系统允许关于第一阻尼系统的其它构件沿中间部件103的轴线X的平移。该平移所需的力由部件103上和第一阻尼系统120的元件上的接触的摩擦区的摩擦确定，以便实现阻尼。
[0047]更具体而言，中间部件103的第一末端103a形成沿第一方向(X)延伸并且限定平行于彼此和第一方向(X)的两个平面的滑动部。这些面装备有第一阻尼系统110的所述第二摩擦元件112。在非限制性实例中，该第二摩擦元件以沿第一方向(X)延伸的第二系列的摩擦垫形式执行。为了通过摩擦与该第二系列的摩擦垫协作，第一阻尼系统110还包括装备有摩擦元件111的中空管113，摩擦元件111此处呈在管113的内侧上突出的第一系列的摩擦垫形式，并且由弹性返回器件(例如，弹片(spring blade))沿管113内侧的方向推动。管113围绕滑动部接合，以使第一系列的摩擦垫111和第二系列的摩擦垫112的一个表面相对于彼此摩擦。摩擦表面可由除可使用的成系列垫之外的其它元件限定。
[0048]因此，通过在受控压力下的该接触，在沿第一方向X(朝图1，2和13中的顶部和/或底部)在中空管113 (其遵循沿第一方向X的缆索20的基本移动)与滑动部103之间的相对平移位移期间，第一系列的摩擦垫111(此处是碟形垫)的表面和第二系列的摩擦垫112(此处是呈长形轨道形状的垫，例如，矩形)的表面之间的摩擦使得有可能阻尼沿轴线X的相对移动分量。
[0049]弹性返回器件可由带弹片114的系统形成，弹片114约束于管113内部的方向，并且压在均装载用于摩擦垫111的支承件116的两个刚性舌部115上。支承件116在开孔113a处横穿管113的壁。此处，两个刚性舌部115和因此两个摩擦垫成对工作，其中滑动部的两个上述平面中的各个承载第二系列的摩擦垫112。然而，作为备选，有可能在形成中间部件103的第一末端103a的滑动部的各侧上使用由单个支承件如刚性舌部115装载的单个摩擦垫。将理解的是，通过弹片114的该返回系统还允许吸收缆索20沿第二方向Z的轻微位移。该位移大体上显著小于沿第一方向X或沿第三方向Y的位移分量;其典型地由于由温度变化引起的缆索材料的扩张或收缩而为10到20mm的位移。
[0050]不同类型的系统可提供用于调节由刚性舌部115上和因此摩擦垫111上的弹片114施加的压力的约束。在包括收纳滑动部103a的其末端的其长度的大部分上，中空管113具有正方形截面。在与收纳滑动部103a的该末端相对的其末端处，中空管113例如通过焊接以集成方式与套筒101紧固。
[0051]在所示情况中，滑动部103a为中空圆柱，其具有正方形截面，并且还装载摩擦垫，该摩擦垫在两两相对且与承载第二系列的摩擦垫112的侧部交错的其它两个侧部上形成引导垫104。这些引导垫104用作用于引导元件117的支承件，引导元件117放置成穿过两两相对且与承载第一系列的摩擦垫111的侧部交错的管113的壁，其中这些引导元件117充当邻接件，用于限制管113与滑动部103之间的任何侧向移动(沿第三方向Y)。
[0052]在该实例中，中间部件103为阳元件，其穿入在第一阻尼系统的中空管113中。有可能使该构造颠倒，并且制造阴中间部件，其围绕连接于第一结构元件20的阳元件滑动。
[0053]引导元件117允许中间部件103关于组件103和缆索20的相对位移，该相对位移纯粹由沿轴线X的平移构成;沿轴线Y的有限幅度的平移，或甚至围绕轴线Z的有限角的旋转是可能的。
[0054]由于在各个铰接处的这些引导元件，故不必阻尼的用于第一结构元件20关于第二结构元件30的移动的位移分量为自由的，或者由低刚度(适度刚性)机械连接约束。典型地，沿轴线的位移所需的，而非需要阻尼的力或转矩为沿阻尼方向的30到500mm或1°到15°的位移所需的力或转矩的大约1%到15%。
[0055]关于此类布置，根据本发明的阻尼装置100可接受沿轴线X的大幅度的平移移动，而已知外部摩擦阻尼装置可用于高于和低于平均位置的大约50mm(毫米)的沿轴线X的移动值。因此，根据本发明的阻尼装置100使得有可能阻尼超过50mm的缆索20的垂直移动，例如，高达500_、甚至高达700mm或高达1000mm，甚至超过其。
[0056]现在将描述根据第一实施例的阻尼装置100的第二阻尼系统120。该阻尼系统实现关于第二阻尼系统的其它构件的围绕中间部件103的轴线Z的旋转。该旋转所需的转矩由在部件103上和在第二阻尼系统120的元件上的接触的摩擦区的摩擦确定，以便实现阻尼。
[0057]更具体而言，中间部件的第二末端103b形成具有平行于彼此和第一方向(X)的两个平面工作壁的镫形物(呈朝上的U形状的元件)，其装备有呈第三系列的摩擦垫(此处是碟形垫121，见图4)形式的第三摩擦元件121，该第三系列的摩擦垫在所述工作壁的内侧上突出，并且沿分开两个工作壁的空间的方向由弹性返回器件(此处是弹片124)推动。工作壁还均设有通孔，其由第三系列的摩擦垫121包绕。
[0058]为了通过摩擦与第三系列的摩擦垫121协作，阻尼系统100还包括工字梁123，其包括两个翼123b和中心腹板123a，中心腹板123a装备有呈第四系列的摩擦垫122(此处是直径大于垫121的碟形垫122，见图4)形式的第四摩擦元件122，第四系列的摩擦垫122置于所述中心腹板123a的侧部上，并且包绕与所述通孔对准且在其间的开口(见图9)。所述梁123能够在两个工作壁之间与所述镫形物103b接合，以使腹板123a的末端节段置于所述工作壁之间，其中所述工作壁的末端节段的边缘容纳(lodge)在梁123的翼123b之间。阻尼装置100还包括(见图4，6，7，11和12)在所述开口和所述通孔中经过同时与所述旋转轴线(R)同轴的材料轴129。作为备选(见图2)，上述材料轴129省略，并且其它侧向引导件在镫形物103b与梁123之间使用，如，平行于第三方向Y的精确侧向支承件。因此，在围绕所述旋转轴线(R)在所述梁123与所述镫形物103b之间的旋转移动期间，第三系列的摩擦垫121的表面和第四系列的摩擦垫122的表面相对于彼此摩擦，并且通过将沿轴线Y的相对位移转变成围绕所述旋转轴线(R)的旋转移动来阻尼沿轴线Y的相对位移。将理解的是，旋转轴线(R)穿过腹板123a的开口，并且穿过镫形物103b的工作壁的通孔，并且平行于第三方向(Z)。
[0059]在该实施例中，为了使操作可能，并且特别是对于能够通过在中心腹板123a的上末端的任一侧上重叠来安装的镫形物103b，工字梁的跨度(S卩，翼123b之间的距离)大于镫形物103b的工作壁的宽度。此外，镫形物103b与梁123之间的围绕轴线R(材料轴29)的最大旋转角由邻接抵靠构成引导器件的梁的翼123b的镫形物103b的所述工作壁的末端节段的边缘限制。
[0060]利用此类布置，阻尼装置100可接受沿轴线R的中间部件的旋转移动，其中角值足以补偿沿第二方向Y的缆索的较大位移幅度。在一个实例中，最大旋转角为关于平均位置的大约±15°，即，30°的角位移。取决于构件的长度，该移动使得有可能补偿沿第二方向的大约-500mm到+ 500mm的缆索的平移分量。还可考虑10° (20°的角位移)、25° (50°的角位移)或甚至高达30° (60°的角位移)的角，如取决于关于静止位置的方向的不同最大幅度可以的。[0061 ]将理解的是，缆索20的位移移动可分解成分别沿第一方向X、第二方向Z和第三方向Y的三个基本平移移动。缆索的旋转移动大体上小得多，并且可大体上忽略。三个平移分量和可能的旋转分量由于分别由第一阻尼系统(沿第一方向X的平移分量)、第二阻尼系统(围绕轴线R以补偿沿第三方向Y的基本移动的旋转分量)和弹片的位移(与沿第二方向Z的基本平移移动一致的分量)允许的三个移动分量而阻尼。因此，缆索的X平移分量基本上由第一阻尼系统阻尼，而Y平移分量(垂直于X和缆索)基本上由第二阻尼系统阻尼。缆索的Z平移分量大体上显著小于X分量和Y分量。
[0062]在所示的实例中，第二阻尼系统120的弹性返回器件类似于先前针对第一阻尼系统110描述的那些:装载用于第三系统的摩擦垫中的垫121的支承件126的刚性舌部125，以及沿镫形物103b内部的方向约束且驱动刚性舌部125的弹片124。
[0063]第二摩擦表面和第三摩擦表面有利地关于旋转轴线偏心。大体上，用于阻尼阻尼系统中的旋转的摩擦表面有利地为偏心的。
[0064]可除去的外盖118和128分别使得第一阻尼系统110和第二阻尼系统120能够被包络和保护。
[0065]此处在上面描述的阻尼装置因此包括与第一结构元件20集成地结合的第一元件113、与第二结构元件30集成地结合的第二元件123，以及能够关于第一元件113沿线性轴线平移且能够关于第二元件123围绕轴线枢转的中间部件103。用于关于第一元件113引导中间部件103的器件允许沿轴线Y和/或Z的平移和/或中间部件103关于第一元件113的旋转的有限自由度。以相同方式，用于关于第二元件123引导中间部件103的器件允许中间部件103关于第二元件123的有限平移和/或旋转自由度。
[0066]中间部件还可由组装或铰接于彼此的不同构件替换。
[0067]可提供附加的自由度。例如，第一元件113可关于缆索20自由旋转和/或平移。以相同方式，第二元件可关于第二结构元件30自由旋转和/或平移。附加阻尼系统可与第一阻尼系统110或第二阻尼系统120串联安装，以便阻尼其它位移分量。在大的力或转矩的情况下，还可考虑与第一阻尼系统110或第二阻尼系统120中的任一个平行的阻尼系统。
[0068]现在注意力转到图14中示意性地示出的第二实施例。该第二实施例包括串联放置且均实现阻尼一个不同相对位移分量的三个摩擦阻尼系统110，120和130。为此，除先前关于图1至13描述的第一阻尼系统110和第二阻尼系统120之外，阻尼装置100包括第三阻尼系统130，其用于阻尼第二结构元件(缆索20)与第二结构元件(地基30)之间的第三相对位移分量，并且包括:
关于第二结构元件固定的第一摩擦表面，
关于第二阻尼系统120固定的第二摩擦表面，
其中第三阻尼系统的第一摩擦表面和第二摩擦表面相对于彼此接触和约束，以形成摩擦接合，以使第三阻尼系统的第一摩擦表面与第二摩擦表面之间的相对移动由所述摩擦接合阻尼，
其中第一阻尼系统、第二阻尼系统和第三阻尼系统串联放置，并且其中第三相对位移分量不同于第一相对位移分量和第二相对位移分量。
[0069]替代如在第一实施例的情况中直接地连接于地基30，第二阻尼系统110的下末端此处连接于第三阻尼系统130。
[0070]作为优选，第三相对位移分量由于围绕轴线R’的旋转移动而阻尼，轴线R’平行于不同于第二方向R的第三方向，由第二阻尼系统允许和阻尼的旋转围绕第二方向R发生。在图14中，旋转轴线R’平行于第三方向Y，并且实现阻尼缆索沿第二方向Z的基本平移移动。该旋转优选例如借助于未呈现的摩擦垫来阻尼。以非限制性方式，经由实例给出，如图14中所示，第三阻尼系统130安装在第二阻尼系统120与地基30之间。然而，该旋转可围绕除旋转轴线R’外的另一旋转轴线发生。此外，图14的实施例还提供围绕轴线R’’的非阻尼的旋转，轴线R’ ’平行于R’，并且置于拉条20与第一阻尼系统110之间。
[0071]关于摩擦垫，和更大体是由如先前看到的以相对于彼此的接触压力接触的两个摩擦表面之间的摩擦实现阻尼的摩擦元件，存在于实现摩擦接合的联接中的摩擦材料或多种摩擦材料的选择是用于对应阻尼系统的阻尼性质的确定性参数。在一个实例中，第一摩擦表面由第一摩擦材料制成，并且相同阻尼系统的对应第二摩擦表面由一致或不同的第二摩擦材料制成。所述第一摩擦材料和所述第二摩擦材料之中的至少一种为具有减小的摩擦系数的聚合物或聚合物基质材料。该类型的摩擦材料具有一定数量的优势，并且值得注意的是摩擦系数随着时间的过去且在可变的湿度和温度条件中基本上恒定。可选地，此类聚合物材料含有润滑剂。此外，此类聚合物材料优选基于聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0072]本发明还涉及具有缆索20的土木工程建筑工程，缆索20在锚定点(第三锚定点A3)的位置处安装在地基30上，其中阻尼装置100以从所述上述锚定点除去的方式安装在所述缆索20与所述地基30之间。相比于称为〃内部阻尼装置〃的其它类型的阻尼装置，该类型的布置对应于称为〃外部阻尼装置〃的阻尼装置，该内部阻尼装置为缆索的组成部分，并且实际上不可见(如在文献EP1035350中)，但围绕缆索20更大体同心。
[0073]图15示出了第三实施例，其中由于平行于轴线Y且使得元件113能够关于缆索20围绕轴线Y枢转的轴131(R’’)，故第一阻尼系统110的第一元件113以铰接方式连接于套筒101。此外，由于允许围绕平行于轴线Y的轴线R’的旋转且使得元件123能够关于第二结构元件30围绕轴线Y枢转的枢转件129，故第二阻尼系统120的元件123以铰接方式连接于第二结构元件30。可选地，套筒101可仍沿平行于缆索20的轴线Z纵向地移动。轴131是可选的，并且优选未阻尼。轴129优选借助于第五和第六摩擦表面132(例如，垫)在元件123与同地基30集成的镫形物132之间阻尼。
[0074]第一元件113此外可以以上文进一步所述的方式关于中间部件103’滑动(通过这两个构件上的摩擦表面111，112)。然而，在该实例中，中间部件103 ’由中空管构成，元件113以滑动方式接合在该中空管中。由于元件113上和管103’上的摩擦表面，故该平移被阻尼。
[0075]中空部件103’此外可围绕平行于轴线Z的轴线R枢转。该旋转由于连接于部件103’的半圆形摩擦表面121和元件123上的相对的摩擦表面而被阻尼。
[0076]可选地，摩擦表面还可提供用于阻尼围绕轴131和/或129的旋转。
[0077]作为优选，如在图13中看见的，阻尼装置100与缆索20和与地基30形成具有锐角α的直角三角形，锐角α的顶点置于缆索20与地基30之间的所述锚定点A3处。在该情况下，直角形成在缆索20(第二方向Ζ)与阻尼装置100(第一方向X)之间。
[0078]部件列表
20缆索(第一结构元件)
30第二结构元件
X第一方向
Z第二方向
Y第三方向
Al第一锚定点
Α2第二锚定点
A3第三锚定点
100阻尼装置(第一实施例)
100’阻尼装置(第二实施例)
101套筒 102安装凸缘 103中间部件
103a中间部件的第一末端(滑动部)
103b中间部件的第二末端(镫形物)
104引导垫 110第一阻尼系统
111第一摩擦表面(第一系列的摩擦垫)
112第二摩擦表面(第二系列的摩擦垫)
113中空管 113a开孔 114弹片 115刚性舌部 116支承件 117引导元件 118外盖
120第二阻尼系统
121第三摩擦元件(第三系列的摩擦垫)
122第四摩擦元件(第四系统的摩擦垫)
123工字梁 123a中心片123b翼(引导元件)
124弹片125刚性舌部126支承件128外盖
129沿Z的旋转轴线(材料轴)130第三阻尼系统131沿Y的旋转轴线(材料轴)132第五和第六摩擦表面133镫形物。
【主权项】
1.用于阻尼土木工程建筑工程的第一结构元件(20)与第二结构元件(30)之间的相对移动的摩擦阻尼装置(100)，包括: 用于阻尼所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件(30)之间的第一相对位移分量的第一阻尼系统(110)，其中所述第一阻尼系统包括第一摩擦表面(111)和第二摩擦表面(112)，其中所述第一摩擦表面和所述第二摩擦表面相对于彼此接触和约束，以形成第一摩擦接合，其中所述第一摩擦表面和所述第二摩擦表面此外可关于彼此平移移动，以便允许阻尼所述第一相对位移分量； 用于阻尼所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件(30)之间的第二相对位移分量的第二阻尼系统(120)，其中所述第二阻尼系统包括第三摩擦表面(121)和第四摩擦表面(122)，其中所述第三摩擦表面和所述第四摩擦表面相对于彼此接触和约束，以形成第二摩擦接合，其中所述第三摩擦表面和所述第四摩擦表面此外可关于彼此旋转移动，以便允许阻尼所述第二相对位移分量； 其中所述第一阻尼系统(110)和所述第二阻尼系统(120)串联放置。2.根据权利要求1所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第一相对位移分量由沿在所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件(30)之间延伸的第一方向(X)的第一平移构成， 并且所述第二相对位移分量由沿不同于所述第一方向的第三方向(Y)的第二平移构成。3.根据权利要求2所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第三方向(Y)基本上正交于所述第一方向(X)和与所述第一结构元件(20)相切的第二方向(Z)。4.根据权利要求1所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第二相对位移分量根据所述旋转投影到所述装置中，所述旋转围绕平行于所述第二方向(Z)的轴线(R)执行。5.根据权利要求1所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第一相对位移分量和所述第二相对位移分量两者由平移构成。6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第一结构元件为在锚定点(Al)处紧固于所述第二结构元件(30)的张紧缆索。7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述阻尼装置(100)还包括所述第一阻尼系统(100)与所述第二阻尼系统(120)之间的中间部件，其中所述中间部件(103)包括设有所述第二摩擦表面(112)的第一末端，以及设有所述第三摩擦表面(121)的第二末端。8.根据权利要求7所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述中间部件(103)的所述第一末端形成滑动部，其沿所述第一方向(X)延伸，并且限定两个平面，所述两个平面平行于彼此和所述第一方向(X)，装备有呈沿所述第一方向(X)延伸的第二摩擦垫的形式的所述第二摩擦表面(112)，所述阻尼装置(100)还包括管，其装备有呈第一摩擦垫形式的所述第一摩擦表面(111)，所述第一摩擦垫在所述管(113)的内侧上突出，并且由弹性返回器件沿所述管(113)内部的方向推动，其中所述管(113)围绕所述滑动部接合，以使所述第一系列的摩擦垫和所述第二系列的摩擦垫相对于彼此摩擦。9.根据权利要求7至权利要求8中的一项所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述中间部件(103)的所述第二末端形成镫形物，其具有两个平面工作壁，所述两个平面工作壁平行于彼此和所述第一方向(X)，装备有呈第三摩擦垫形式的所述第三摩擦表面(121)，所述第三摩擦垫在所述工作壁的内侧上突出，并且由弹性返回器件(114)沿分开所述两个工作壁的空间的方向推动，其中所述工作壁还均设有由所述第三摩擦垫包绕的通孔，所述阻尼装置(100)还包括工字梁(123)，其具有两个翼和中心腹板，所述中心腹板装备有呈第四摩擦垫形式的所述第四摩擦表面(122)，所述第四摩擦垫置于所述中心腹板的侧部上，并且包绕与所述通孔对准且在所述通孔之间的开口，其中所述梁与所述镫形物接合，以使所述腹板的末端节段置于所述工作壁之间，其中所述工作壁的末端节段的边缘容纳在所述梁的翼之间，并且在所述梁与所述镫形物之间围绕所述旋转轴线(R)的旋转移动期间，所述第三摩擦垫和所述第四摩擦垫相对于彼此摩擦，并且阻尼所述旋转移动。10.根据权利要求1至权利要求9中的一项所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述阻尼装置(100)还包括第三阻尼系统(130)，其用于阻尼所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件(30)之间的第三相对位移分量并且包括: 关于所述第二结构元件(30)固定的第五摩擦表面， 关于所述第二阻尼系统固定的第六摩擦表面， 其中所述第五摩擦表面和所述第六摩擦表面相对于彼此接触和约束，以形成第三摩擦接合，以使所述第五摩擦表面与所述第六摩擦表面之间的相对移动由所述第三摩擦接合阻尼， 其中所述第一阻尼系统(110)、所述第二阻尼系统(120)和所述第三阻尼系统串联放置， 并且其中所述第三相对位移分量不同于所述第一相对位移分量和所述第二相对位移分量。11.根据前述权利要求所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第五摩擦表面和所述第六摩擦表面关于彼此旋转以阻尼所述第三相对位移分量。12.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼装置(100)，其特征在于，所述第一摩擦表面由第一摩擦材料制成，所述第二摩擦表面由第二摩擦材料制成，并且来自所述第一摩擦材料和所述第二摩擦材料的至少一种为具有减小的摩擦系数的聚合物材料。13.包括第一结构元件(20)和第二结构元件(30)的土木工程建筑工程，其特征在于，其包括根据前述权利要求中任一项所述的至少一个阻尼装置(100)。14.根据前述权利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述第一结构元件(20)为由锚定点紧固于所述第二结构元件(30)的张紧缆索。15.根据前述权利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述第二结构元件(30)为地基，特别是桥面。16.根据前述权利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述缆索(20)在锚定点(A3)的位置处安装在所述地基(30)上，并且所述阻尼装置(100)以从所述上述锚定点(A3)除去的方式安装在所述缆索与所述地基之间。17.根据前述权利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述阻尼装置(100)与所述缆索和所述地基形成具有锐角的直角三角形，所述锐角的顶点置于所述锚定点(A3)处。18.用于摩擦阻尼土木工程建筑工程的第一结构元件(20)与第二结构元件(30)之间的相对移动的方法，包括以下步骤: 提供第一阻尼系统(110)，其用于阻尼所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件(30)之间的第一相对位移分量并且包括: 关于所述第一结构元件(20)固定的第一摩擦表面(111)， 能够关于所述第一摩擦表面(111)移动的第二摩擦表面(112)， 提供用于阻尼所述第一结构元件(20)与所述第二结构元件(30)之间的第二相对位移分量的第二阻尼系统(120)，其中所述第一相对位移分量不同于所述第二相对位移分量，所述第二阻尼系统(120)包括: 第三摩擦表面(121)， 第四摩擦表面(122)， 通过相对于彼此约束来将一方面的所述第一摩擦表面和所述第二摩擦表面，以及另一方面的所述第三摩擦表面和所述第四摩擦表面放置成接触，以形成两个摩擦接合，以使一方面的所述第一摩擦表面与所述第二摩擦表面之间，以及另一方面的所述第三摩擦表面与所述第四摩擦表面之间的相对移动由所述摩擦接合阻尼。
【文档编号】E01D19/16GK106062280SQ201480069309
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年12月18日
【发明人】R.安南
【申请人】Vsl国际股份公司