弧形轨迹摩擦阻尼器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种弧形轨迹摩擦阻尼器，包括阻尼器外部套筒、阻尼器摩擦内垫层、阻尼器摩擦触头、阻尼器连杆系统。所述阻尼器外部套筒为弧形圆桶，为内部摩擦垫层提供支撑并且改变摩擦触头之间的距离；所述摩擦垫层与摩擦触头之间通过拉索振动产生相对运动从而实现摩擦耗能；所述摩擦触头在阻尼器连杆系统的方形滑轨内部滑动，并不断改变两者之间的相互作用力进而改变摩擦触头作用于摩擦内垫层上的力。本实用新型能够针对不同的振幅提供不同的阻尼效果，对于受振幅影响较大的拉索高阶振型振动具有良好的适应性，通过对预存空间的调整可以降低起振条件，从而改变现有摩擦阻尼器小振幅不易起振的缺点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于土木工程结构振动控制领域，具体涉及一种弧形轨迹摩擦阻尼 器。 弧形轨迹摩擦阻尼器
【背景技术】
[0002] 近年来，随着桥梁建设技术的不断发展，斜拉桥因为其本身所具有的独特优势而 得到广泛的应用。但是斜拉桥本身也有其不可忽略的一些问题，如斜拉索的振动等。
[0003] 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。这些阻尼器在实桥上已经有过使用的先例，减振效果不一而同，但是他 们的共同特点是针对低阶振型的振动减振效果比较好，但是对于高阶振型其减振效果则不 很理想。就目前的现状而言，希望提出一种适应斜拉索高阶振型特点的减振方法，即针对不 同的振幅提供可变的阻尼力，实现每一种振型下最理想的振动控制。
[0004] 摩擦型阻尼器因其构造简单，减振原理明确而得到应用。目前的摩擦型阻尼器也 有其不能克服的弱点，如起振时的最大静摩擦力以及对高阶振型减振效果不明显等问题。 为此一种既能继承现有阻尼器的优点又可以实现我们所需要的功能的摩擦型阻尼器急需 研发。采用摩擦触头，通过弧形滑轨改变触头间的距离，实现摩擦力的改变是一种很好的方 法，改变了摩擦力也就实现了不同振幅下的可变阻尼的效果。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种适用于斜拉索的弧形轨迹摩擦阻 尼器，它既能对拉索的低阶振动起到有效的控制，同时又能对高阶振动起到有效的控制。
[0006] 为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种弧形轨迹摩擦阻尼器，包括阻尼 器外部套筒、阻尼器摩擦内垫层、阻尼器摩擦触头、阻尼器连杆系统，其中，所述阻尼器外部 套筒为弧形，所述阻尼器摩擦内垫层与所述阻尼器外部套筒具有相同的形状，所述阻尼器 摩擦触头成对存在并产生相互作用力，所述阻尼器摩擦触头在所述阻尼器连杆系统的方形 滑轨内部可以滑动。
[0007] 所述阻尼器外部套筒是一个由弧形母线旋转一周形成的桶状结构；套筒下部与 带螺孔的底板连接为一个整体；套筒上部为一个带孔的盖板；所述底板通过螺栓与桥面连 接，所述盖板通过螺栓与套筒连接，所述盖板上带孔用于安装所述阻尼器连杆系统。
[0008] 所述阻尼器摩擦内部垫层是弧形的。具体来说，所述阻尼器摩擦内垫层，是两块高 耐磨材料制作的弧形板。两块摩擦内垫层的弧度与外部套筒相同，通过高粘度工业胶粘结 在外套筒上。其另一个面与摩擦触头接触提供摩擦力，可以改变摩擦触头之间的空间从而 实现产生摩擦力所需要的轴向力。
[0009] 所述阻尼器摩擦触头之间的距离可以改变，具体来说，所述阻尼器摩擦触头为对 称布置的两块长方体滑动块。摩擦触头与摩擦内垫层接触的一端通过倒角做成弧面，另一 端为平面，两个摩擦触头之间预留一定的距离，两者之间存在相互作用力，提供产生摩擦所 需要的轴向力。两个摩擦触头之间的距离可以改变。两个摩擦触头在连杆系统一端的方形 滑轨内部滑动。两者之间的相互作用力可以是永磁铁同极相斥的排斥力，也可以通过弹簧 连接，通过挤压弹簧提供该相互作用力。两个摩擦触头之间距离的改变引起两者之间相互 作用力的改变从而改变摩擦触头与摩擦垫层之间的摩擦力。
[0010] 所述阻尼器连杆系统，为一端带有方形滑轨，一端带有索夹，所述方形滑轨与索夹 通过圆杆连接，形成拉索振动传递的传递系统。所述方形滑轨为内部中空的触头轨道，通过 螺栓与圆杆相连，所述索夹可以使用常规阻尼器所使用的索夹。
[0011] 所述阻尼器的阻尼效果是随着振幅的增大而增大的，阻尼效果的增长可以通过摩 擦内垫层弧度的设计以及摩擦触头之间力的作用形式来改变。
[0012] 本实用新型的优越功效：
[0013] 1)利用连杆系统传递振动，通过方形滑轨的上下振动从而带动摩擦触头上下滑 动，实现摩擦耗能；
[0014] 2)通过弧形滑轨的弧度改变两个摩擦触头之间的距离，从而自动实现两个摩擦触 头之间相互作用力的改变，进而改变触头与内垫层之间的轴向力，实现摩擦力的改变，而且 振幅越大摩擦力越大阻尼效果越明显；
[0015] 3)本实用新型阻尼器为摩擦型阻尼器，具有可以调整最大静摩擦，适应拉索高阶 振动的优点；
[0016] 4)本实用新型所使用的材料为常见的材料，容易获得，不需特殊的材料加工，制造 工艺简单；
[0017] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型整体结构示意图；
[0019] 图2为图1的外部套筒结构示意图；
[0020] 图3为图1的摩擦内垫层结构示意图；
[0021] 图4为图1的摩擦触头结构示意图；
[0022] 图5为图1的连杆系统结构示意图。
[0023] 附图中标号说明：
[0024] 1--阻尼器外部套筒；
[0025] 11--底板； 12--盖板；
[0026] 2--阻尼器摩擦内垫层；
[0027] 3--阻尼器摩擦触头；
[0028] 4--阻尼器连杆系统；
[0029] 41--方形滑轨； 42--圆杆；
[0030] 5--斜拉索。
【具体实施方式】
[0031] 请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。
[0032] 如图1所示，本实用新型提供了一种弧形轨迹摩擦阻尼器，包括阻尼器外部套筒 1、阻尼器摩擦内垫层2、阻尼器摩擦触头3和阻尼器连杆系统4。
[0033] 如图2所示，阻尼器外部套筒1由底板11、盖板12和桶壁连接而成，盖板12与桶 壁采用螺栓连接，在盖板12上设置螺孔，同时在盖板12上设置圆孔使阻尼器连杆系统4的 圆杆42可以通过；底板11与桶壁可以采用焊接或者整体浇注的方式，底板11设置螺孔与 桥面通过高强螺栓进行连接，将结构整体固定于桥面或者垫石上。为方便安装，阻尼器外部 套筒1采用两半对接的方式连接成整体，两半之间通过螺栓连接外伸的法兰，使其成为一 个整体，或者采用其他的连接方式也可以。
[0034] 如图3所示，阻尼器摩擦内垫层2是由高耐磨材料制作而成，可以采用耐磨橡胶、 金属材料等。所述的阻尼器摩擦内垫层2的形状与阻尼器外部套筒1的形状相同，通过粘 结剂将所述的阻尼器摩擦内垫层2粘结在阻尼器外部套筒1上。本摩擦内垫层的主要作用 是与摩擦触头相互摩擦，通过摩擦耗能实现阻尼效果。
[0035] 如图4所示，阻尼器摩擦触头3成对存在，两个触头之间预存一定空间，依靠两个 触头与上述摩擦内垫层的相互作用提供产生摩擦所需要的轴向力。摩擦触头一端的面为双 向倒角弧形面，其目的是适应摩擦内垫层的形状，另一端为端部略大的平面，目的是防止触 头从方形滑轨脱落。两者可以采用磁性材料制作并将两者同性磁极相对放置，依靠同性磁 极之间的排斥力提供所需要的轴向力，或者两者采用普通金属通过弹簧连接实现相互作用 的目的。
[0036] 如图5所示，阻尼器连杆系统4包括方形滑轨41和圆杆42。所述的方形滑轨41 中空，空间两端缩口阻止上述阻尼器摩擦触头3脱落。为方便安装阻尼器摩擦触头3,方形 滑轨41按照中空方向剖成两半通过螺栓连接外伸法兰组成整体；圆杆42做成一端带螺纹 一端带索夹的金属杆，带螺纹一端通过设置在方形滑轨41中间的螺孔将方形滑轨41与圆 杆42连接在一起。另一端通过索夹与拉索相连。
[0037] 当斜拉索5受到外界作用产生振动，振动将通过圆杆42引起方形滑轨4141的上 下振动，从而带动阻尼器摩擦触头3上下振动，由此产生阻尼器摩擦触头3与阻尼器摩擦内 垫层2之间的滑动摩擦，耗散振动能量。在阻尼器摩擦触头3的上下滑动过程中由于阻尼 器摩擦内垫层2是弧形的，两个摩擦触头之间的预存空间会不断改变，当阻尼器摩擦触头3 向两端振动时该空间被压缩，阻尼器摩擦触头3与阻尼器摩擦内垫层2之间摩擦力变大，摩 擦耗能增加，阻尼效果更加明显，当阻尼器摩擦触头3向中间振动时该空间变大力变小。这 种变化正好符合大振幅耗能快，小振幅耗能灵敏的阻尼要求。对于斜拉索5的高阶振动具 有很好的减振效果。
【权利要求】
1. 一种适用于斜拉桥拉索的弧形轨迹摩擦阻尼器，包括阻尼器外部套筒、阻尼器摩擦 内垫层、阻尼器摩擦触头、阻尼器连杆系统，其特征在于： 所述阻尼器外部套筒为弧形； 所述阻尼器摩擦内垫层设于所述所述阻尼器外部套筒内部，与所述阻尼器外部套筒具 有相同的形状； 所述阻尼器摩擦触头成对存在并产生相互作用力； 所述阻尼器摩擦触头在所述阻尼器连杆系统的方形滑轨内部可以滑动。
2. 根据权利要求1所述的弧形轨迹摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器外部套筒是 一个由弧形母线旋转一周形成的桶状结构；套筒下部与带螺孔的底板连接为一个整体；套 筒上部为一个带孔的盖板；所述底板通过螺栓与桥面连接，所述盖板通过螺栓与套筒连接， 所述盖板上带孔用于安装所述阻尼器连杆系统。
3. 根据权利要求1所述的弧形轨迹摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器摩擦内部垫 层是弧形的。
4. 根据权利要求1所述的弧形轨迹摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器摩擦触头为 对称布置的两块长方体滑动块；所述阻尼器摩擦触头与所述阻尼器摩擦内垫层接触的一端 通过倒角做成弧面，另一端为平面，两个摩擦触头之间预留一定的距离，两者之间存在相互 作用力；两个摩擦触头之间的距离可变。
5. 根据权利要求1所述的弧形轨迹摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器连杆系统，为 一端带有方形滑轨，一端带有索夹，所述方形滑轨与所述索夹通过圆杆连接。
【文档编号】E01D19/16GK203890884SQ201420088605
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】陈祖贺, 淡丹辉, 孙利民 申请人:同济大学