频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器的制作方法

本实用新型涉及土木工程结构振动控制技术领域，尤其是涉及一种频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器。

背景技术：

现代桥梁设计由于计算理论、计算机技术的进步而逐渐向大跨、轻柔等方向发展，轻盈的造型势必以牺牲桥梁刚度为代价，在风荷载作用下桥梁刚度不足造成的振动就成为了一个不可避免的难题。对于人行天桥，由于结构体系偏柔，处于行人行走的动力激励下，且自振频率一般也与行人行走的步频接近，约为2～3hz，因此也容易产生竖向共振，引起行人的不适。

为了控制桥梁在风荷载或者行人荷载下的振动，传统的技术手段是采用调谐质量阻尼器(tmd)。tmd主要是由一个质量单元、可以提供弹性恢复力的弹性单元以及可以提供阻尼力的阻尼单元组成。tmd一般形式为支撑式tmd，采用竖向弹簧提供恢复力，可以控制竖向振动。

传统的tmd采用液压粘滞阻尼器提供阻尼，在提供阻尼的同时也会有一定的刚度，无法做到刚度与阻尼分离，因此要实现精确的阻尼调整有一定的难度。而且液压粘滞阻尼器还存在漏油的隐患，不易养护，后期难以调节，增加后期维护的难度和成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，使用一根刚度较小的单跨钢梁来提供刚度，质量块固定在单跨钢梁的跨中，可以在竖向以及钢梁的横向振动，同时采用新的阻尼耗能机制，在单跨钢梁跨中附近设置了开孔的碰撞支架，通过钢梁与支架的不断碰撞进行耗能。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，包括底板、悬臂支架、单跨钢梁、质量块及碰撞支架，所述悬臂支架、碰撞支架分别具有一组，垂直固定在底板上，所述单跨钢梁贯穿所述碰撞支架，单跨钢梁两端分别与两悬臂支架连接，所述质量块固定在单跨钢梁中心并对应设置在两碰撞支架之间，质量块可在竖向和横向频率振动。

作为优选，两碰撞支架上分别对应开设有通孔，通孔内壁设有阻尼材料，所述单跨钢梁穿过所述阻尼材料。

为了便于调节，所述质量块由多片质量片组成，各质量片之间通过扣件连接。

为了便于固定，所述单跨钢梁的两端分别通过第一螺栓与两悬臂支架相连。

为了实现不同的固定效果，所述单跨钢梁的两端外分别套设有圆环楔体，所述两悬臂支架上分别开设有锥孔，所述圆环楔体插接入所述锥孔内。

本实用新型的有益效果是：该频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器结构简单，隔振效果明显，不存在漏油等状况，易于维护且耐久性好。

附图说明

图1为本实用新型的频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器的主视结构示意图；

图2为图1的a-a剖视结构示意图；

图3为图1的b-b剖视结构示意图；

图4为图1的c-c剖视结构示意图；

图5为本实用新型单跨梁端部连接构造示意图；

图中，1.底板，2.悬臂支架，3.单跨钢梁，4.质量块，5.碰撞支架，6.阻尼材料，7.第一螺栓，8.圆环楔体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-5所示，一种频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，包括底板1、悬臂支架2、单跨钢梁3、质量块4及碰撞支架5，所述悬臂支架2、碰撞支架5分别具有一组，垂直焊接在底板1上，所述单跨钢梁3贯穿所述碰撞支架5，单跨钢梁3两端分别与两悬臂支架2连接，所述质量块4固定在单跨钢梁3中心并对应设置在两碰撞支架5之间，质量块4可在竖向和横向频率振动。

所述单跨钢梁3穿过碰撞支架5，碰撞支架5上相应位置开通孔，孔径相对单跨钢梁外径需经合理设计，不宜过大，使得无法发生碰撞，也不宜过小，使得碰撞效果减弱。

所述碰撞支架5开通孔的内边缘应胶接一定厚度的阻尼材料6(阻尼圈)。

所述质量块4整体质量可以通过质量片增加或减少，质量片通过扣件连接的方式紧密连接。

所述质量块4与单跨钢梁之间应采用紧密配合连接，正常工作用不得产生相互错动。

所述调谐质量阻尼器不仅在竖向具有减震效果，还可以在单跨钢梁横向提供等同的减震效果。

所述单跨钢梁3的两端通过第一螺栓7与悬臂支架2相连，不加圆环楔体8时所述单跨钢梁3为一两端简支梁，加圆环楔体8拧紧时所述单跨钢梁3为一两端固支梁，实际边界也可以处于简支和固支之间。

当过街天桥或者公路桥梁等发生振动时，可应用本实用新型的频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器。桥梁的振动主要体现为竖向的人致振动和横向的风振，该阻尼器对这两方向的振动可以同时起到减振作用。单跨钢梁提供一个合理的刚度，与质量块一起，调谐质量阻尼器存在一个自振频率，该自振频率与桥面振动频率接近时，即可起到很好的减振效果。在设计时本实用新型时，可设计为圆环楔体拧到一定程度，如此该楔体在现场实际调试过程中可以进一步拧紧，也可以拧松或者去掉，从而使得本实用新型频率有一个较大的调整区间，更契合工程实践的复杂多边形。正常工作过程中，质量块竖向或者横向振动，单跨钢梁将与碰撞支架，碰撞支架圆孔内壁涂阻尼材料，可进一步起到耗能的作用。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“侧”、“端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，其特征在于：包括底板、悬臂支架、单跨钢梁、质量块及碰撞支架，所述悬臂支架、碰撞支架分别具有一组，垂直固定在底板上，所述单跨钢梁贯穿所述碰撞支架，单跨钢梁两端分别与两悬臂支架连接，所述质量块固定在单跨钢梁中心并对应设置在两碰撞支架之间，质量块可在竖向和横向频率振动。

2.根据权利要求1所述的频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，其特征在于：两碰撞支架上分别对应开设有通孔，通孔内壁设有阻尼材料，所述单跨钢梁穿过所述阻尼材料。

3.根据权利要求1所述的频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述质量块由多片质量片组成，各质量片之间通过扣件连接。

4.根据权利要求1所述的频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述单跨钢梁的两端分别通过第一螺栓与两悬臂支架相连。

5.根据权利要求1或4所述的频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，其特征在于：所述单跨钢梁的两端外分别套设有圆环楔体，所述两悬臂支架上分别开设有锥孔，所述圆环楔体插接入所述锥孔内。

技术总结
本实用新型涉及一种频率可调的碰撞型调谐质量阻尼器，包括底板、悬臂支架、单跨钢梁、质量块及碰撞支架，所述悬臂支架、碰撞支架分别具有一组，垂直固定在底板上，所述单跨钢梁贯穿所述碰撞支架，单跨钢梁两端分别与两悬臂支架连接，所述质量块固定在单跨钢梁中心并对应设置在两碰撞支架之间，质量块可在竖向和横向频率振动。与现有技术相比，阻尼耗能机制不同，传统粘滞阻尼机制使用的粘滞液体可能泄漏，碰撞耗能更加清洁，且阻尼装置的控制效果好，同时单跨梁端部的边界条件可以调整，可提供一个更大的频率调整空间，结构简单，易于维护安装，耐久性好等。

技术研发人员：施竹珺;盛刘平;夏明明
受保护的技术使用者：江苏路博减振技术有限公司
技术研发日：2019.12.09
技术公布日：2020.09.08