阻尼缆绳振动的装置的制作方法

本发明涉及阻尼缆绳振动的技术，缆绳用于悬吊结构。

背景技术：
本发明尤其适用于斜拉桥悬架。拉索主要由于风和车辆通行而振动。现已提出多种类型的装置用于阻尼这类振动。在第一种类型的阻尼装置中(参见，例如EP0343054A1、DE29517250U1或WO98/04780A1)，振动能量消散在缆绳周围，在由固定至悬吊结构的元件以放射状界定出的区域中。该元件可以是在缆绳和悬吊结构之间延伸的臂，或者是容纳缆绳底部的管子。这一种类型的装置限制了阻尼振动的振幅。另一种装置采用线性行程阻尼器，例如液压活塞。这些活塞可以设置于在缆绳和悬吊结构之间延伸的臂上(例如，参见JP09-59921A)，或者设置于缆绳和管子之间，管子固定至悬吊结构并且容纳缆绳的底部(例如，参见FR2859260A1或JP06-58370A)。所谓摆动阻尼装置包括连接缆绳的摆臂，其摆动受粘滞摩擦抑制。FR2664920A1描述了这类摆动装置的示例。在如图1所示的摆动阻尼装置的一个实施例中，臂10绕着安装在支撑件12上的枢轴11摆动，支撑件12本身枢接在机架13上，机架13固定于桥面14。两个液压活塞15设置成X形，它们安装在臂10的底部与机架13或桥面14之间。拉索16支撑在臂10顶部的联接器17中，当臂10上下移动时，拉索16的垂直移动受到活塞15的抑制，枢轴11的垂直移动被支撑件12的倾斜接纳。拉索16的水平移动使臂10绕着枢轴11摆动，并且由十字相交的活塞15差异化地抑制。摆动装置在缆绳尤其是长缆绳上提供强阻尼。典型地，其在缆绳底部处，大约从底部锚定部起在其全长的2％-3％处。该装置的设计使其能够在较长行程上抑制缆绳的垂直移动和横向移动，典型地大约为±100mm到大约±150mm。然而，缆绳间的差异有时甚至更大，尤其是当结构为柔性时。必要行程甚至更大，且可能例如范围达到±700mm。因此摆动装置的概念具有其局限性：由于活塞具有非常长的行程，该装置变得过于庞大，如图1所示。阻尼活塞典型的长度是其行程的三倍，以至于可能需要超过2米长的活塞。在桥上定位如此庞大的摆动装置变得几乎不可能。

技术实现要素：
本发明的目标是改进摆动装置并且利于其插入结构中，尤其是当待阻尼的振幅过大时。本发明提出阻尼缆绳振动的装置，尤其是阻尼桥缆振动的装置，该装置包括：-臂，该臂绕着枢轴摆动；-第一阻尼器，该第一阻尼器用于抑制臂的至少一部分摆动；-联接器，该联接器连接至缆绳；-第二阻尼器，该第二阻尼器具有线性行程、连接至联接器的上端以及连接至臂的下端；以及-引导件，该引导件允许联接器相对于臂沿平行于第二阻尼器的行程滑动，以便于缆绳横向于第二阻尼器行程的移动传递至独立于第二阻尼器的臂。引导件形成一种滑动，该滑动影响着缆绳在垂直于臂的移动和平行于臂的移动之间的解耦，垂直于臂的移动通过第一阻尼器进行阻尼，平行于臂的移动通过第二阻尼器进行阻尼。第二阻尼器可具有相对较长的行程而不会对装置的总体尺寸和美学外观产生较大影响。引导件防止其受到不利于其功能的弯矩。在该装置的实施例中，该第一阻尼器包括至少一个横向于臂设置并且在枢轴下方连接到臂的活塞。该活塞可设置在通过缆绳悬挂的结构的上表面下方。尤其是在这种情况下，其中，枢轴相对于臂设置成使得枢轴与联接器在缆绳上的连接点之间的距离大于相对于枢轴的由活塞施加在臂上的力的杠杆臂。相对于枢轴的杠杆臂中的由振动缆绳施加的横向力与第一阻尼器的活塞所抵抗的反力之间的差能使活塞具有减小的行程。因此能够限制尺寸并且封装在悬吊结构的腔体中。有利的是，通过提供枢轴和联接器的连接点之间的距离来增加杠杆作用，使其比相对于枢轴的由活塞施加在臂上的力的杠杆臂至少大三倍。当枢轴设置在通过缆绳悬挂的结构的厚度中时，枢轴可被制成对于行驶在该结构上的人来说是不可见的。有利的是，提供球形接头或万向节型的关节，其能使该装置接受平行于缆绳轴线的联接器的移动，例如，由于热膨胀引起的移动。可规定枢轴相对于通过缆绳悬挂的结构大体上固定。本发明的另一方面涉及斜拉桥，其包括至少一座塔、桥面、拉索，拉索由在塔和桥面之间倾斜延伸的缆绳组成，以便于悬挂桥面，还包括至少一个安装在缆绳与桥面之间的如上定义的阻尼装置。附图说明通过阅读以下对非限制性示例实施例的描述，并参照附图，本发明的其它特征和优点将显而易见，附图中：-图1是已知的摆动阻尼装置的示图；-图2是斜拉桥的示意剖面图；-图3是说明根据本发明的阻尼装置的一个示例的运动学的示图；-图4是装配有根据本发明实施例的阻尼装置的拉索下部的侧视图；-图5是图4中阻尼装置的截面示图，沿着图4中所示的平面V-V剖切；以及-图6到8是示出阻尼装置可行变形方式的示图。具体实施方式本发明在下文中以非限制性应用于斜拉桥的方式描述。缆绳的振动要得到抑制，缆绳是延伸在桥的塔20和桥面14之间以便悬挂桥面14的拉索16。一个或多个拉索16装备有阻尼装置22，阻尼装置22包括横向于拉索16在位于下部锚固点附近(例如在拉索总长度的百分之几处)的连接点P和桥面14之间延伸的臂。一般来说，阻尼装置22的臂大体位于连接拉索16的同一竖直平面中。然而，臂可以从该平面中轻微地偏离。图3示出阻尼装置22的运动学，诸如图2中所示的阻尼装置。装置22的臂25朝向用X表示的方向并且通过枢轴26铰接在桥的桥面上，例如是球形接头类型的。其也能绕枢轴26摆动，并且其摆动移动(如图3中箭头F所示)通过第一阻尼器30抑制。在如图3所示的示例中，第一阻尼器30是液压活塞，其具有第一端和第二端，第一端连接在桥面14上的固定点，第二端连接至臂25中靠近臂25下端的点Q处。第一阻尼器30大体垂直于臂25延伸。对于第一摆动器30来说其它设置方式也是可行的：可以提供多个液压活塞，或者液压活塞(或多个液压活塞其中之一)能设置在枢轴26上方，或者阻尼效应能够通过激活黏性介质来获得，其中臂25的下端插入该黏性介质中(类似于FR2664920A1中描述的形式)等等。当第一阻尼器30是线性形式时，最好连接至臂25并且连接至桥面14上的固定点以形成关节连接，例如球形接头类型的关节连接。因此，当由于拉索16横向或轴向移动使得方向X绕着枢轴26摆动时，线性阻尼器30不受不需要的弯矩。线性阻尼器30不必设置成水平的。进一步说，臂25上的关节的点Q能在臂25两侧突出的延伸部上。在臂25和在连接点P处安装在拉索16上的联接器27之间，安装着滑块引导件28，以便确保联接器27与臂25保持一致。第二阻尼器31，例如液压活塞，安装在联接器27和臂25之间。该阻尼器31抑制平行于臂25的拉索16的连接点P的移动。在如图2所示的配置中，阻尼装置22的臂垂直于各自的拉索16定向，抑制拉索的移动。这样最大化了阻尼装置的效率。然而，其它设置方式也是可行的，例如通过竖直地设置臂25(并且因此相对于各自拉索形成一个不是直角的角度)。为了抑制拉索16的振动，装置22还能具有设置在包含拉索16的垂直面两侧上的两个臂。引导件28防止因垂直于臂25的拉索16的移动而导致不需要的弯曲力传递至活塞31。其承担着阻尼器31对平行于臂的移动的阻尼和阻尼器30对垂直于臂的移动的阻尼之间的解耦。这两个阻尼器30、31能被单独设计和优化，以便获得所想要的阻尼效果。图4和5示出了由斜拉索悬挂支撑的桥的桥面14，以及拉索16之一所锚固在该桥面14上的区域。每个拉索是典型地由一捆金属线组成的缆绳，可选的是，套蜡的或套脂类型的。锚固装置35例如安装在桥面14的下表面上，它承载在垂直于拉索16轨迹的表面36上。拉索16从保护其下部的引导管37中从桥面14中伸出。阻尼装置22的连接点P超出引导管37。在该点P，衬圈40夹紧在由拉索16组成的这捆线周围，以便将其固定至联接器27。在如图4和5的示例性实施例中，滑块引导件28是中空金属轮廓的式样，其中封装有活塞31。在该示例中，螺纹杆41和螺母42将活塞31的上端和引导件28的上端固定在联接器27上。这种固定可以是铰接的，例如用球形接头。另一种连接43，例如是螺丝或销钉类型，将活塞31的下端连接至臂25的上端。该另一种连接能以相同的方式铰接至上方固定。阻尼装置的臂25从引导件28的下端伸出。相对于臂25，引导件28具有由活塞31阻尼的伸缩式移动，并且不会将弯矩传递至活塞31。垫座或滑动轴承45设置在臂25和引导件28的内表面之间，以便引导伸缩运动并且最小化这两个部件之间的摩擦系数，以便于不影响阻尼装置22的功能。这些垫座或轴承45，要么固定至臂25，要么固定在引导件28中，它们例如由聚四氟乙烯(PTFE)或者超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制成。应注意的是，第二阻尼器31和滑块引导件28可能具有多种多样的设置方式。例如，不是具有如图4和5中的引导件28所包围的中央位置处的液压活塞31，相对于臂25的伸缩运动能由中央引导件引导，中央引导件带有包括一个或多个在偏离中心位置的平行活塞的第二阻尼器31，其连接至分别固定到联接器27和臂25的支架上。在如图4和5的情况下，引导件28允许通过滑触(垫座45)使联接器27相对于臂25滑动，该滑触(垫座45)位于线性阻尼器31的下端。可选的是，滑触可以设置在线性阻尼器31上方。例如，联接器27能安装成沿着平行于轴X的导轨滑动并且刚性地连接至绕着枢轴26摆动的臂25。这一实施例示意性地阐示在图6中。在该示例中，臂25是中空轮廓的式样，其中封装有阻尼活塞31。后者优选地以铰接的形式连接在以下两者之间：固定至拉索16的联接器27，以及相对于臂25固定且靠近其下部的点62。臂25在其下端通过框架60延伸，框架60围绕拉索16和衬圈27。这里，框架60充当引导件的角色。其两侧具有两个与衬圈27配合的径直向内的滑动表面61，以便于引导其相对于臂25的滑动。滑动表面61形成两条平行于臂25的方向X的导轨并且与具有低摩擦系数的材料一致，以利于联接件27的滑动。此类实施例能够使用具有相对较长行程的活塞31。在如图6所示的示例中，臂25在枢轴26下方具有成角度的延伸部63，其端部以铰接的形式在连接点Q处连接到第一阻尼活塞30。这个成角度的延伸部能够具有多种可行的设计，以用于凭借桥面14边缘周围的块的约束来定位阻尼器30。从美学的观点来看，如图4和5所示的实施例是有利的，因为只有摆臂25从桥面14的上表面伸出直至穿入引导件28内。枢轴26位于桥面14的厚度中，如同第一阻尼器30的活塞，其设置在桥面14的下表面上。摆臂15的下部能在桥面14的底侧上式样合适的腔体48中移动。在如图6所示的式样的实施例中可获得相同的优点。枢轴26沿着臂25设置，以便对于第一阻尼器30的作用获得杠杆效果，其能够使后者具有紧凑的结构。为此，枢轴和联接器27的连接点P之间的距离D大于活塞30的杠杆臂，其等于枢轴和活塞30连接到臂25的点Q之间的距离，尤其是如图5所示的结构(或者大致等于如图6所示的结构中的成角度的延伸部63的长度)。上面用D表示的距离当然可根据活塞31的延伸而变化。当表示成D≥d时，必须认为D总是大于d，即使当活塞D具有其最小长度时也是如此。为了增加杠杆效应，臂25优选地设置成确保D≥3d。枢轴26是球形接头式样的事实能够使装置22接受拉索连接点P在垂直于臂25的方向上在包含拉索16和臂25的平面中的移动。如果臂25不是严格垂直的话，则拉索的振动可能导致移动，或者由于热膨胀伸长而导致移动。在一个可选的实施例中，枢轴26以万向节类型铰接在桥面14和臂15之间，即具有两个相互垂直的铰接轴。这种变形方式示于图7中。这两个轴其中之一合适地提供了枢轴26，枢轴26相对于桥面14固定并且基本上平行于包含拉索16的垂直平面，以便于所允许的臂25的摆动传递到第一活塞30，从而对它们起到阻尼作用。万向节铰接的第二轴71相对于臂25固定并且基本上垂直于包含拉索16的竖直平面，以便于所允许的臂25的摆动被吸收而不传递到第一活塞30。然后，臂25具有下部70，下部70绕着轴71铰接并且本身相对于桥面14绕着垂直轴26铰接。第一阻尼器30的连接点Q位于臂25的下部70的下端处。第一阻尼器30的另一种可行的设置如图8所示。在该示例中，第一阻尼器30在枢轴26下方通过两个连杆80、81连接至桥面14中的臂25。连杆80具有铰接在臂25的底部的一端以及铰接在连杆81的第一端的另一端。连杆81的第二端铰接第一阻尼器30。此外，连杆81额外铰接于桥面14上介于其第一端和第二端之间一位置处的固定点。在如图8所示的示例中，当臂25静止时，连杆80垂直于臂25延伸，而连杆81大体平行于臂25延伸。连杆80、81形成用于在必要时降低阻尼力的机构。应注意的是，还能提出非常不同的配置形式，以便将由拉索16横向施加在臂25上的力作用在相对杠杆臂上，其中，该拉索16一方面受到动态力影响另一方面受到阻尼活塞30影响。上文所描述并且提及的实施例均为本发明的示例。在不脱离所附权利要求书所呈现的本发明范围的情况下，可以对此做出多种修改。