专利名称：弯曲型拉索颗粒阻尼器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土木工程结构振动控制领域，具体涉及一种弯曲型拉索颗粒阻尼器。
背景技术：
近年来，在跨海、跨江大桥的修建中大跨度斜拉桥得到广泛应用。桥梁跨度的增加将会导致上部结构刚度的减小，在车辆、风等荷载作用下将会更加容易发生振动，进而引起斜拉索的振动。同时，为满足通航、泄洪等要求，斜拉桥一般修建都比较高，高处风速大，这样带来的一个直接的问题就是斜拉索的振动加剧。在以上两种因素的作用下如果不对拉索的振动加以控制，将会引起严重的后果，轻则减少拉索寿命，重则影响桥梁的安全。针对斜拉索的振动问题，目前已经有多种控制方法，常用的控制方式为外加阻尼装置减振。常见的阻尼器类型有油压阻尼器、摩擦性阻尼器、磁减阻尼器、MR阻尼器以及高阻尼橡胶减振器等。在这些常用阻尼器中油压阻尼器，也就是粘滞阻尼器应用最多，技术也是最成熟的，但是这种阻尼器造价高，阻尼介质的密封要求高，容易漏油，维护保养费用较高，对温度变化敏感。为解决这些问题，需要研制一种新的阻尼器。颗粒阻尼技术已经在航空航天、机械领域得到广泛应用，土木工程领域也已经有所涉及。颗粒阻尼技术主要靠颗粒间以及颗粒与容器的相互碰撞、摩擦将振动能转化为其他形式的能量，从而达到减振的效果，同时颗粒阻尼器中的颗粒还有质量调谐作用。颗粒阻尼器，构造简单、原理明确；适用频带宽，在0-6000HZ之间均有一定的效果；造价低；对温度变化不敏感，因此开发一种既能提供减振功能，又能克服已有减振阻尼器缺点的颗粒阻尼器是很有意义的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种弯曲型拉索颗粒阻尼器，它既能对拉索的振动起到有效的控制，同时又不受温度变化影响，造价低、适用频带宽。为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种弯曲型拉索颗粒阻尼器，包括阻尼器下部支撑架、可弯曲型颗粒容器、填充颗粒和连接系统，所述阻尼器下部支撑架的上钢板与可弯曲型颗粒容器的一端栓接，可弯曲型颗粒容器的另一连接端与连接系统的连杆连接，连杆通过螺栓与索套连接。所述阻尼器下部支撑架，是上、下两块钢板通过一段钢管焊接而成的，在钢板上设置螺孔，下钢板固定于桥面，上钢板呈倾斜状态，用于固定可弯曲型颗粒容器。所述可弯曲型颗粒容器为分层多仓室的密闭容器，仓室内放置填充颗粒。每一层可设置多个仓室。颗粒容器仓室的划分可设置两种，一种是沿着容器纵向划分，一种是沿着容器横向划分。具体采用何种划分方式，可按适用性进行选择。可弯曲型颗粒容器还包括封装用的容器盖，颗粒填充结束后可用螺栓将容器盖装在容器上，形成一个封闭的容器。所述可弯曲型颗粒容器的另一连接端，为两个伸出的带有螺孔的鼻端，两个鼻端相隔一定距离。所述连接系统的连杆，为带有仓室的封闭连杆，仓室内放置填充颗粒；连杆一端的索套通过螺栓连接在斜拉索上，连杆另一端插入可弯曲型颗粒容器两个鼻端中间，用螺栓连接。在保证连杆刚度的前提下取适当大小的仓室，用来填充颗粒，待颗粒填充完毕，用螺栓将封装用钢板连接在连杆开放一侧形成一个密闭的连杆。所述填充颗粒，为重度较大的钢珠、或碳化钨珠、或铅珠、或粗砂。本实用新型的优越功效:I)利用容器的可弯曲性，拉索振动作用通过连杆传下作用于颗粒容器，引起容器的弯曲振动，进而带动颗粒运动，依靠颗粒间的以及颗粒与容器间的相互碰撞、摩擦消耗能量，填充颗粒还起到质量调谐作用；2)同时在连杆内填充颗粒，既节约了钢材又能增加阻尼效果；3)本实用新型阻尼器为颗粒阻尼器，具有频带宽、对温度变化不敏感的特点，所使用的材料都对温度变化不敏感，因此使用环境不受温度变化的影响；4)本实用新型所使用的材料为常见的钢材，容易获得，不需特殊的材料加工，制造
工艺简单；5)本实用新型工作原理简单，构件之间的连接多采用螺栓连接，构件组合方便，便于安装； 6)本实用新型克服了斜拉索振动控制常用的油压阻尼器漏油、受温度变化影响大、制造工艺要求高等缺点。
图1为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型阻尼器下部支撑架的结构示意图；图3为本实用新型可弯曲型颗粒容器纵向分区的结构示意图；图4为本实用新型可弯曲型颗粒容器横向分区的结构示意图；图5为本实用新型颗粒的示意图；图6为本实用新型连杆的结构示意图；图中标号说明I一阻尼器下部支撑架；11—上钢板；12—钢管；13—下钢板；2—可弯曲型颗粒容器；21—仓室；22—鼻端；3—颗粒；4一连接系统；41一连杆；42—仓室。
具体实施例请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。[0035]如图1所示，本实用新型提供了一种弯曲型拉索颗粒阻尼器，包括阻尼器下部支撑架1、可弯曲型颗粒容器2、填充颗粒3和连接系统4。如图2所示，阻尼器下部支撑I由上钢板11、下钢板13和一段钢管12焊接而成，在钢板上设置螺孔，下钢板13用膨胀螺栓固定于桥面，上钢板11设置一定的倾角用于固定可弯曲型颗粒容器2，用螺栓连接。上、下钢板与钢管12的焊接，先将一段直径略大于钢管的钢圈焊接与钢板上，并在钢圈周围焊接四块三角形钢块支撑钢圈，然后将钢管12套入钢圈将两者焊接在一起，形成阻尼器的下部支撑架I。可弯曲型颗粒容器2是一个可弯曲的分层多仓室的容器，利用可弯曲型颗粒容器2的连接系统4传来的拉索振动并引起颗粒的运动，消耗能量。分层、分仓是为了避免颗粒聚集引起颗粒挤压，可弯曲型颗粒容器2需保持一个侧面开放用以填充颗粒3，可弯曲型颗粒容器2可以通过铸造工艺一次铸造而成或者焊接而成并在其开放侧面的边缘设置螺孔，用以连接容器盖封闭容器。可弯曲型颗粒容器2的前面设置连接端，连接端由两个伸出的带有螺孔的鼻端22组成，两鼻端22相隔一定距离用来插入连杆41。仓室21的划分可以采取不同的方式如图3、图4所示。对于图4所示的容器可以根据颗粒的起振振幅，采用不同粒径的颗粒，一般振幅大的采用大粒径颗粒，振幅小的采用小粒径颗粒。颗粒填充完毕以后，可用螺栓将容器盖安装在容器上，从而形成密闭容器。如图5所示，填充颗粒3可以采用重度比较大的钢珠、碳化钨珠、粗砂等颗粒，填充颗粒的作用主要是通过摩擦、碰撞消耗能量，颗粒填充时采用合适的填充率。如图6所示，连接系统4包括一根带仓室42的可填充颗粒的、侧面开放的连杆41，用于连接拉索的索套以及用于销栓连接的螺栓和封装连杆用的钢板。在保证连杆的刚度的前提下取适当大小的仓室42，待颗粒填充完毕，用螺栓将封装用钢板连接在连杆开放一侧形成一个密闭的连杆41。索套通过螺栓连接在拉索上，用连杆41将可弯曲型颗粒容器2以及拉索连接在一起。当斜拉索受到外界作用产生振动，振动将通过连杆41引起可弯曲型颗粒容器2的弯曲，此时可弯曲颗粒容器2类似于自由端受横向力的悬臂梁，它会在连接系统4传来的斜拉索的振动作用下产生弯曲振动，引起其内部颗粒的运动，颗粒的相互运动将会产生颗粒间以及颗粒与容器壁的碰撞、摩擦，从而消耗振动能量达到减振的效果，同时颗粒还有质量调谐的作用。连杆41在传递振动的过程中也将会引起其内部颗粒的振动，与可弯曲型颗粒容器2内的颗粒具有相同的作用。
权利要求1.一种弯曲型拉索颗粒阻尼器，包括阻尼器下部支撑架、可弯曲型颗粒容器、填充颗粒和连接系统，其特征在于:所述阻尼器下部支撑架的上钢板与可弯曲型颗粒容器的一端栓接，可弯曲型颗粒容器的另一连接端与连接系统的连杆连接，连杆通过螺栓与索套连接。
2.根据权利要求1所述的弯曲型拉索颗粒阻尼器，其特征在于:所述阻尼器下部支撑架，是上、下两块钢板通过一段钢管焊接而成的，下钢板固定于桥面，上钢板呈倾斜状态。
3.根据权利要求1所述的弯曲型拉索颗粒阻尼器，其特征在于:所述可弯曲型颗粒容器为分层多仓室的密闭容器，仓室内放置填充颗粒。
4.根据权利要求1所述的弯曲型拉索颗粒阻尼器，其特征在于:所述可弯曲型颗粒容器的另一连接端，为两个伸出的带有螺孔的鼻端，两个鼻端相隔一定距离。
5.根据权利要求1所述的弯曲型拉索颗粒阻尼器，其特征在于:所述连接系统的连杆，为带有仓室的封闭连杆，仓室内放置填充颗粒；连杆一端的索套通过螺栓连接在斜拉索上，连杆另一端插入可弯曲型颗粒容器两个鼻端中间，用螺栓连接。
6.根据权利要求3或5所述的弯曲型拉索颗粒阻尼器，其特征在于:所述填充颗粒，为重度较大的钢珠、或碳化钨珠、或铅珠、或粗砂。
专利摘要本实用新型公开一种弯曲型拉索颗粒阻尼器，包括阻尼器下部支撑架、可弯曲型颗粒容器、填充颗粒和连接系统，所述阻尼器下部支撑架的上钢板与可弯曲型颗粒容器的一端螺接，可弯曲型颗粒容器的另一连接端与连接系统的连杆连接，连杆通过螺栓与索套连接。本实用新型的优点是利用容器的可弯曲性，拉索振动作用通过连杆传下作用于颗粒容器，引起容器的弯曲振动，进而带动颗粒运动，依靠颗粒间的以及颗粒与容器间的相互碰撞、摩擦消耗能量，使用环境不受温度变化影响，造价低、适用频带宽。
文档编号E01D19/00GK203160112SQ20132010418
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者淡丹辉, 陈祖贺, 徐斌, 孙利民 申请人:同济大学