摩擦阻尼器的制作方法与工艺

本发明属于建筑设施减振技术领域，具体涉及一种用于斜拉索抗震的摩擦阻尼器。

背景技术：
斜拉桥作为桥梁建设领域中的经典设计已得到广泛应用，然而斜拉桥本身也有其不可忽略的一些缺陷，随着桥梁建设技术的不断发展，对斜拉桥的稳定性也提出了较高的要求。斜拉桥一般应用于夸度较大的河面或海面上，受风力影响较为明显，风力过大会导致斜拉锁产生振动，进而对桥梁稳定性造成影响，严重威胁桥面行车及行人的安全。针对斜拉锁的振动问题，现有技术中提出了多种抗震方法，其中常用的抗震方法为外加阻尼器，阻尼器能够对斜拉锁产生的振动进行缓冲和吸收。现有技术中常见的阻尼器类型包括油压阻尼器、磁减阻尼器、粘滞阻尼器等，然而上述阻尼器都存在一个共同的缺陷就是自由度偏低，阻尼器往往只能吸收单一方向的振动或有限个特定方向上的振动，无法吸收拉索任意径线方向上的振动，同时各方向的阻尼大小不均匀，难以达到预想的减震效果。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能够吸收拉索任意径线方向振动且各方向抗震阻尼大小均匀的摩擦阻尼器。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种摩擦阻尼器，包括设置在斜拉桥拉索上随拉索同步振动的动摩擦单元，以及相对于斜拉桥桥体固定设置的静摩擦单元，所述动摩擦单元在垂直于拉索轴线的平面内沿任意方向与静摩擦单元构成滑动摩擦配合；所述动摩擦单元为摩擦板，摩擦板的板面与拉索轴线垂直，所述静摩擦单元为分置于摩擦板两侧板面处并分别与摩擦板两侧板面构成滑动摩擦配合的两层摩擦垫；摩擦垫安装在支架上，支架固定在斜拉桥桥体上；所述拉索上与支架对应位置处设有卡箍，所述卡箍内环面与拉索外环面之间设有橡胶垫，所述摩擦板安装在卡箍外环面上；支架上设有两层相互平行的弹簧板，且弹簧板与摩擦板平行，所述两层摩擦垫分别固定在两层弹簧板上。本发明的技术效果在于：拉索上的动摩擦单元能够沿任意方向与桥体上的静摩擦单元构成滑动摩擦配合，当拉索产生振动时，动摩擦单元和紧摩擦单元之间产生相对摩擦，能够缓冲、吸收拉索任意径线方向上的振动，为拉索提供全自由度阻尼，大大提高了拉索的抗振性能。附图说明图1是斜拉桥的结构示意图；图2是本发明的原理图，该图为图1的I局部放大视图；图3、图4是本发明的立体结构示意图；图5是本发明的主视图；图6是本发明的左视图；图7是本发明的卡箍立体结构示意图；图8是本发明的卡箍另一实施例的立体结构示意图。具体实施方式如图1、图2所示，一种摩擦阻尼器，包括设置在斜拉桥拉索c上且能够随拉索c同步振动的动摩擦单元，以及相对于斜拉桥桥体B固定设置的静摩擦单元，所述动摩擦单元在垂直于拉索c轴线的平面内沿任意方向与静摩擦单元构成滑动摩擦配合。所述动摩擦单元一般设置在拉索c的端部即靠近锚固区域的位置处，实际使用时可根据斜拉桥的具体结构将动摩擦单元设置在拉索c的上端和/或下端，相应的，静摩擦单元可以设置在斜拉桥的桥面和/或桥塔上。拉索c上的动摩擦单元能够沿任意径线方向与桥体B上的静摩擦单元构成滑动摩擦配合，当拉索c产生振动时，动摩擦单元和静摩擦单元之间产生相对摩擦，能够缓冲、吸收拉索c任意径线方向的振动能量，为拉索c提供垂直平面内的全自由度阻尼，大大提高了拉索的抗振性能。如图2所示，所述动摩擦单元为摩擦板21，所述摩擦板21的板面与拉索c轴线垂直，所述静摩擦单元为分置于摩擦板21两侧板面处并分别与摩擦板21两侧板面构成滑动摩擦配合的两层摩擦垫17。该实施例中，动摩擦单元为摩擦板21，静摩擦单元为摩擦垫17，一般来说，摩擦垫17的面积小于摩擦板21的面积，摩擦垫17在摩擦板21的板面区域内自由滑动，摩擦板21的面应当足够大，以确保拉索c产生振动时，摩擦垫17不会脱离摩擦板21的板面区域，这样能够保证摩擦板21与摩擦垫17在各个方向上产生的阻尼大小均匀。但理论上来说，当拉索c产生振动时，摩擦板21与摩擦垫17之间只要始终存在重合区域并能够产生足够大的摩擦阻尼即可。进一步的，如图3-6所示，所述摩擦垫17安装在支架10上，所述支架10固定在斜拉桥桥体B上；所述拉索c上与支架10对应位置处设有卡箍20，所述卡箍20内环面与拉索c外环面之间设有橡胶垫22，所述摩擦板21安装在卡箍20外环面上。橡胶垫22能够为拉索c提供一定的缓冲和保护，橡胶垫22的内孔可以做成多种不同的形式以适应不同截面的拉索c。进一步的，所述支架10上设有两层相互平行的弹簧板13，且弹簧板13与摩擦板21平行，所述两层摩擦垫17分别固定在两层弹簧板13上。将摩擦垫17安装在弹簧板13上，一方面能够保证摩擦垫17与摩擦板21始终保持压紧状态，以提供足够大的摩擦阻尼，另一方面，也能够避免了由于磨损造成的摩擦板21与摩擦垫17贴合不紧密的现象。优选的，所述弹簧板13上设有安装板14，所述安装板14上设有螺纹孔，所述螺纹孔内设有螺柱15，所述摩擦垫17固定在螺柱15的内侧端面上，所述螺柱15上还设有锁紧螺母16，所述锁紧螺母16抵靠在安装板14的外侧板面上。可以通过调节螺柱15的旋入深度来调节摩擦垫17与摩擦板21之间的压力，同时也可以对摩擦垫17的磨损进行补偿。另外，摩擦垫17固定在螺柱15端面上，当摩擦垫17磨损过度需要更换时，只需用扳手将螺柱15拧下，然后换上新的摩擦垫17即可，实际上摩擦垫17与螺柱15是制成一体式结构的，因此直接更换新的螺柱15即可。卡箍20一般是由铸铁制成，铸铁的耐磨性能较差，难以承受长时间的磨损，而摩擦板21需要使用耐磨性能较高的金属材料制作，如不锈钢等，因此摩擦板21必须单独加工，然后再将摩擦板21固定在卡箍20上，为此，本发明提供了以下两种摩擦板21的安装方式：如图7所示，作为本发明的优选方案，所述卡箍20外环面上设有沿径向向外凸伸的翼板201，所述翼板201的板面与拉索c轴线垂直，所述翼板201上设有用于卡固摩擦板21的卡槽，所述摩擦板21嵌在卡槽内，所述翼板201及摩擦板21为至少两组沿卡箍20周向均匀间隔布置。如图8所示，本发明提供的另一种摩擦板安装方式为：所述卡箍20外环面上设有用于固定摩擦板21的凸部202，所述摩擦板21通过螺栓与该凸部202固接。如图3、4所示，所述支架10包括与桥体固接的环形底座12，以及环形底座12上对称设置的两立柱11，所述环形底座12的内环面上设有防撞条121，所述弹簧板13呈弧形，每层各设有两块弹簧板13，且同一层的两块弹簧板13对称固定在立柱11两侧，该两块弹簧板13形成与环形底座12同心环状结构，所述安装板14固定在弹簧板13的中段位置处。支架10可直接安装在拉索锚具导向结构b的端面上，卡箍20延生至环形底座12内侧，当拉索c的振动幅度过大时，卡箍20会撞击环形底座12的内环面，此时防撞条121能够为卡箍20提供一定的缓冲。优选的，所述摩擦板21由不锈钢制成，所述摩擦垫17由耐磨高分子材料制成。不锈钢与高分子材料之间相互摩擦，必然是高分子材料优先磨损，实际实验结果也表明，不锈钢与高分子材料之间相互摩擦时，不锈钢基本不会产生磨损。本发明中的摩擦垫17比摩擦板21更便于更换，因此摩擦板21使用不锈钢制作，摩擦垫17采用耐磨高分子材料制作。