一种输电塔多级复合减震耗能结构及安装方法与流程

文档序号:44216800发布日期:2025-12-30 22:49阅读:3来源:国知局
技术简介:
本发明针对输电塔在复杂风荷载下易产生低频多维振动导致结构损伤的问题,提出多级复合减震耗能结构。通过缓冲弹簧与储液箱的协同作用,实现机械能分级吸收与流体阻尼耗能,双层机制无需频率调谐即可在宽频带内稳定耗能,有效抑制水平、竖向及扭转振动。
关键词:输电塔减振,多级复合结构

本发明涉及减振耗能,特别涉及一种输电塔多级复合减震耗能结构及安装方法。


背景技术:

1、输电塔作为高耸的空间桁架结构,其整体刚度较低、阻尼比小,长期暴露在复杂风环境中,极易受到风荷载诱发的多维振动影响,包括横向涡激振动、竖向随机振动以及扭转耦合振动等。此类风致振动通常具有频率低、持续时间长、能量密度高的特点,若长期作用,将导致塔体构件出现疲劳损伤、连接节点松动及螺栓孔扩大等问题,严重时可能引发结构失稳,危及输电线路的运行安全。

2、现有的减振方式主要包括调谐质量阻尼器与黏滞流体阻尼器。前者依靠附加质量块与弹簧系统在特定频率下与结构主振动形成反向共振,从而消耗部分能量,但其减振效果对频率匹配高度敏感,易因温度、材料老化或结构频率漂移而失谐,减振性能大幅下降。后者通过流体在活塞与缸体之间流动产生黏滞阻力实现耗能,但由于流道狭窄、依赖高频流动,其在低频大位移振动工况下能量转换效率不足。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是:提供一种输电塔多级复合减震耗能结构及安装方法,能够在较宽频带范围内保持稳定的耗能性能。

2、为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:

3、一种输电塔多级复合减震耗能结构,应用于输电塔的塔架,包括连接组件和减震组件;

4、所述减震组件包括壳体、缓冲弹簧、储液箱和扰流板;所述储液箱设于所述壳体内部,所述储液箱的两端分别通过所述缓冲弹簧与所述壳体的内壁连接;所述扰流板设于所述储液箱内并与所述储液箱内壁连接;所述储液箱内部存有粘性流体;

5、所述连接组件与所述壳体装配连接,并用于将所述壳体刚性连接在所述塔架。

6、为了解决上述技术问题,本发明采用的另一种技术方案为:

7、一种安装方法,应用于所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,包括步骤:

8、拆除塔架的原有器件,将所述连接组件与所述塔架对位连接,并采用高强螺栓固定;

9、调节所述连接组件的长度。

10、本发明的有益效果在于:提供一种输电塔多级复合减震耗能结构及安装方法,通过壳体、储液箱、缓冲弹簧及扰流板构成的多级复合减震系统,能够在输电塔发生风致振动时实现机械能的分级吸收与耗散。储液箱在振动作用下相对壳体产生往复滑动,其惯性质量与缓冲弹簧的形变共同完成机械势能与动能的循环转化,从而在第一层形成有效的结构减振。储液箱内部填充的粘性流体在晃动过程中受扰流板导向,产生强烈的流体剪切与紊流效应,进一步将振动能量以热能形式消散,实现第二层流体阻尼耗能。该双层协同机制使减振装置不依赖精确的频率调谐,能够在较宽频带范围内保持稳定的耗能性能,尤其适用于输电塔所面临的低频、长周期风振。与此同时,储液箱的晃动方向及内部流体的紊流方向均可随外界振动方向自适应变化,使该装置对水平、竖向及扭转振动均具备阻尼作用,从而实现对多维振动的综合抑制。同时,上述结构紧凑,安装位置固定后即可长期稳定运行,无需外部能源与维护,显著提升了输电塔在复杂风荷载环境下的安全与耐久性。


技术特征:

1.一种输电塔多级复合减震耗能结构,应用于输电塔的塔架,其特征在于,包括连接组件和减震组件;

2.根据权利要求1所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述减震组件还包括滑轮和滑轨,所述滑轨与所述壳体的内壁连接且所述滑轨的导向与所述缓冲弹簧的伸缩方向一致;所述滑轮与所述储液箱的外壁连接且与所述滑轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述滑轮的数量为至少四个,多个所述滑轮分别对称设于所述储液箱的两个相对的外壁,所述滑轨的数量与所述滑轮的数量相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述扰流板的底端与所述储液箱固定连接,所述扰流板的顶端为自由端。

5.根据权利要求4所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述扰流板的高度范围在所述储液箱的内腔高度的2/3-4/5,厚度范围在5-15mm,数量为4-8个,相邻所述扰流板沿所述储液箱的长度方向按照预设间距设置。

6.根据权利要求1所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述缓冲弹簧的劲度系数的范围在30-50kn/m。

7. 根据权利要求1所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述储液箱的质量范围在50-200kg;所述储液箱中粘性流体的填充率的范围在70-90%;所述粘性流体的动力粘度的范围在0.1–1.0 pa•s。

8.根据权利要求1所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述粘性流体为硅油或乙二醇溶液。

9.根据权利要求1所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,其特征在于,所述连接组件对称设于所述壳体的两端,所述连接组件包括连接头、调节套筒和两个连接杆,两个所述连接杆设有旋向相反的外螺纹,所述调节套筒内部设有旋向相反的内螺纹,调节套筒的两端分别与两个所述连接杆螺纹连接;一个所述连接杆与所述连接头固定连接,另一个所述连接杆与所述壳体固定连接;所述连接头与所述塔架装配连接。

10.一种安装方法,其特征在于,应用于权利要求1-9任一所述的一种输电塔多级复合减震耗能结构,包括步骤:


技术总结
本发明公开了一种输电塔多级复合减震耗能结构及安装方法,应用于输电塔的塔架,包括连接组件和减震组件;减震组件包括壳体、缓冲弹簧、储液箱和扰流板;储液箱设于壳体内部,储液箱的两端分别通过缓冲弹簧与壳体的内壁连接;扰流板设于储液箱内并与储液箱内壁连接;储液箱内部存有粘性流体;连接组件与壳体装配连接,并用于将壳体刚性连接在塔架。本发明的双层协同机制使减振装置不依赖精确的频率调谐,能够在较宽频带范围内保持稳定的耗能性能,尤其适用于输电塔所面临的低频、长周期风振。

技术研发人员:姜校观,黄锦标,吴力侹,蔡江霖,陈伏彬,陈颖超
受保护的技术使用者:福建亿兴电力设计院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/12/29
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