一种大吨位弹性—阻尼复合减震装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阻尼减震装置，尤其是涉及一种大吨位弹性一阻尼复合减震装置。
【背景技术】
[0002]阻尼器，是为结构物提供运动阻力(阻尼力)的耗减结构物运动能量的装置，阻尼力大小是结构物运动速度的函数，理论上阻尼器的力学本构关系可表达为，
[0003]F = CVa……(I)
[0004]式中，F—一阻尼力(kN)，V—一阻尼器连接两端相对速度(m/s)，
[0005]a--速度指数，C--阻尼系数(kN/(m/s)a)
[0006]阻尼器早期主要应用于航天、军工、汽车等机械的吸能减震。二十世纪80年代末在国际地震工程界，诞生了以“结构性能”为标准的新设计方法和理念。人们开始逐步地把阻尼耗能这项技术转用到建筑、桥梁等土木结构工程中，大大提高了土木工程建筑结构的抗震性能。作为结构保护系统最重要的产品，粘滞阻尼器已经在世界范围内广泛被工程界使用和发展。
[0007]我国在上世纪90年代末也开始在建筑以及桥梁领域应用结构保护系统。国内已建大跨度悬索桥和斜拉桥多采用粘滞阻尼器作为桥梁结构的减震装置，而这种传统的阻尼器减震装置不能约束温度、静风等缓变荷载下大跨度悬索桥和斜拉桥主梁变位，且没有自复位功能，导致梁端伸缩缝累积变位过大，因此伸缩缝易损坏，悬索桥短吊杆及斜拉桥斜拉索的应力幅加大。因此需要提供新型的减震装置，使其能满足吸能减震的同时还提供适当的弹性约束和自复位功能，从而保证桥梁结构的抗震性能要求和伸缩缝及悬索桥短吊杆及斜拉桥斜拉索的耐久性要求。
[0008]中国专利CN 101315113A公布了一种带有径向限位装置的粘滞阻尼器，包括阻尼腔体、限位腔体，阻尼腔体设置于限位腔体内部，所述的阻尼腔体内部中间位置设有活塞杆，阻尼腔体外部为阻尼缸体，该阻尼缸体内充设有阻尼介质，所述的限位腔体内设有限位装置，该限位装置设置在阻尼缸体径向外部，所述的限位腔体侧面两端设有阻力块，限位腔体左右两端分别设有左球铰座和右球铰座，左球铰座与活塞杆连接，左球铰座带动活塞杆在阻尼腔体内往复运动，并带动限位腔体外壳一起运动。限位装置在工作时并不相对阻尼器缸体运动，当超过设计的阻尼器阻尼行程后，限位腔体两端的阻力块与限位装置碰撞，限位装置的弹簧被压缩，起静力限位作用。即该发明的粘滞阻尼器中，限位装置中的弹簧不是一直起作用，只有在超过设定阻尼器阻尼行程以后，弹簧才起作用，适用的吨位较小。弹簧初始状态为弹簧的自然状态，使得该阻尼器不具有自复位功能。
【发明内容】
[0009]本发明的目的就是为了提供一种适用于大跨度悬索桥及斜拉桥的大吨位弹性一阻尼复合减震装置。
[0010]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0011]—种大吨位弹性一阻尼复合减震装置，包括阻尼缸体、外缸套、活塞杆、左球铰座、右球铰座及接长套，所述的阻尼缸体右端通过接长套与右球铰座连接，左端设在外缸套内，所述的外缸套套设在阻尼缸体与接长套的外侧，所述的外缸套的左端与左球铰座固定连接，右端与接长套外侧可滑动连接，所述的阻尼缸体内腔为装设有阻尼介质的阻尼腔体，所述的活塞杆贯穿阻尼腔体，并与左球铰座连接，所述的阻尼缸体和接长套的外侧以及外缸套的内侧构成弹簧腔体，在弹簧腔体的两端分别设有阻力块，在弹簧腔体内设有弹簧装置，所述的弹簧装置呈压缩状态，且与两端的阻力块抵接。
[0012]所述的弹簧装置为碟形弹簧。
[0013]所述的蝶形弹簧的两端通过圆螺母固定在阻尼缸体或接长套径向外部，且圆螺母保证蝶形弹簧为压缩状态。
[0014]此外，弹簧装置还可以安装在阻尼缸体的轴向外部。
[0015]所述的蝶形弹簧变形量可达到数百毫米，当要求蝶形弹簧的变形量较大时，所述的弹簧腔体内可以设有滑动块，所述的滑动块将弹簧腔体内部分为多个腔室，每个腔室内分别设有一段蝶形弹簧，每段碟形弹簧的两端均受滑动块或阻力块挤压而呈压缩状态。
[0016]所述的滑动块的设置个数为I?3个。
[0017]所述的阻尼腔体为密封腔体。
[0018]位于阻尼腔体内部的活塞杆上设有活塞，所述的活塞上设有用于阻尼通过的间隙或孔隙。所述的阻尼介质被迫通过活塞上的孔隙或间隙，产生摩擦、节流、阻尼效应，从而将阻尼器受到的外力所做的功转化为阻尼介质的内能，将外力所做的功消耗掉。
[0019]所述的阻力块共设有两个，弹簧腔体右端的阻力块通过螺纹旋入外缸套右端内并焊接固定，弹簧腔体左端的阻力块通过螺纹旋入外缸套左端内并焊接固定，同时与左球铰座相连。
[0020]所述的活塞杆采用双出杆形式。
[0021 ]所述的外缸套与左球铰座以螺纹和螺栓连接并焊接固定。
[0022]本发明的减震装置使用时，左球铰座带动活塞杆在阻尼腔体内往复运动，并带动外缸套一起运动，弹簧腔体往复运动使弹簧装置压缩，当弹簧行程较大时，弹簧腔体内增设滑动块随着弹簧装置变短、回复，在弹簧腔体中往复运动。本发明的减震装置中蝶形弹簧一直为压缩状态，无论阻尼器被拉伸还是压缩，该弹簧装置均被压缩。
[0023]本发明的减震装置在传统的液体粘滞阻尼器基础上增加一个恒定刚度(阻尼缸体外设置一弹簧装置)，在脉动风、刹车和地震等的动力激励作用时减震装置耗能减震，同时提供一个恒定刚度的弹性回复力；在温度、静风等荷载作用时减震装置可立即提供一个恒定刚度的弹性回复力。当荷载为零时，这种弹性回复力能使减震装置恢复到初始状态，故其具有自复位功能。本发明减震装置适用于大跨度悬索桥和斜拉桥，由于大跨度悬索桥和斜拉桥需要的的阻尼力及弹性恢复力为百吨级，故本发明装置适用于大吨位阻尼力。本发明减震装置力学本构关系可表达为，
[0024]F=KoX+CVa……(2)
[0025]式中，Ko——弹簧刚度(kN/m)，
[0026]X一一阻尼器连接两端相对位移(m)，其它符号意义同公式(I)。
[0027]与现有技术相比，这种大吨位弹性-阻尼复合减震装置是将普通的粘滞阻尼器与弹簧装置结合起来组成，形成一种复合功能的阻尼器。本发明阻尼功能与弹簧功能独立分开，互不干扰。阻尼器最重要的部件活塞杆仅承受阻尼力，不传递弹簧力。本发明具有阻尼和弹簧并联、弹簧刚度大、弹簧行程大、具有自复位功能等特点。
[0028]大吨位弹性-阻尼复合式减震装置应用于大跨度悬索桥和斜拉桥，其具有传统阻尼器的耗能减震功能，且弹性-阻尼复合式减震装置具有自复位功能，避免了温度、静风等缓变载荷下梁端的累积变位，降低斜拉索疲劳应力幅，并改善桥塔受力，特别有利于提高梁端伸缩缝的耐久性和悬索桥短吊杆及斜拉桥斜拉索的抗疲劳耐久性，有利于降低大桥全寿命周期成本。
【附图说明】
[0029]图1为本发明减震装置结构示意图。
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