一种渡槽结构的TMD、TLD双向混合减震控制装置

一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及tmd、tld混合抗震、减震领域，具体是一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置。


背景技术：

2.渡槽也称为输水桥梁，渡槽上部巨大槽内水体使结构“头重脚轻”，对抗震很不利。在桥梁抗震中，可以方便的采用减隔震装置以延长结构自振周期、耗散地震能量，从而减轻地震对下部结构的作用，显著提高抗震安全性。渡槽主要特点是上部槽内巨大水体。由于水体粘性很小，在纵向地震激励下，水体横向受槽壁垂直约束和支承，纵向不受槽体的约束和摩擦。当地震波沿着横向作用时，上部巨大的水体不但产生大的惯性力，而且还存在水体晃动影响，
3.目前，在对渡槽进行设计建造时，大多只使用了tld技术，对于tld导致的跳频现象和碎波使tld晃动产生很强的非线性特征的问题并没有非常好的解决；导致渡槽需要经常进行修补，费钱费力，安全性也大大降低，为此我们推出一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.本实用新型公开了一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置，包括tmd减震调谐质量阻尼器和tld大水箱，所述tld大水箱由渡槽槽体与渡槽水体构成，所述tmd减震调谐质量阻尼器弹性元件、耗能元件、角钢、格栅和铅锌橡胶支座，所述弹性元件为悬臂梁，所述悬臂梁的固定端水平固定在渡槽壁上，其自由端端部安装有质量块，质量块由永磁铁和附着在其上的铁块组成，所述渡槽槽体的内腔中部等间隔设有若干柱子，所述角钢固定于所述柱子的侧壁上；耗能元件由竖直固定在角钢内壁上的铜板和水平固定在铜板上的铜管组成，两根所述铜管设置于所述永磁铁的两侧；所述格栅沿渡槽槽体的纵向布置，所述格栅的两端与相邻所述柱子的端壁相连；所述铅锌橡胶支座安装在槽墩的底部。
7.所述铜管外侧包括有钢片，所述钢片的端部通过螺栓固定于角钢上。
8.所述渡槽壁与角钢的连接处设有加劲肋。
9.所述悬臂梁采用实心圆形铝棒制作，铝棒固定端设有圆形底座，所述悬臂梁通过圆形底座配合螺栓螺母固定于渡槽壁上。
10.所述永磁铁为轴向充磁的圆环形永磁铁。
11.所述铜管相对永磁铁的外伸轴向长度大于永磁铁厚度的倍，铜板与永磁铁的轴向净距控制在3mm到5mm。
12.所述柱子与渡槽槽体为现浇整体。
13.所述格栅宽度范围为渡槽高度的1/4到1/5，网孔为圆形或方形。
14.与现有技术相比，本实用新型具有如下几个方面的优点：
15.1、本实用新型充分发挥槽体中大质量水体的作用，考虑水体的tld效应，设置水平和竖直阻尼网，增加了tld的阻尼比，使得渡槽获得与结构振动方向相反且作用于渡槽更大的力，从而获得渡槽结构所需要的最佳阻尼比要求，同时利用水体的晃动来减小渡槽的地震效应，从而变水体的不利为有利。
16.2、本实用新型选用圆柱形状的铝棒，水平和竖向截面惯性矩相同，当结构模型水平或竖向振动时，铝棒上的质量块也随之水平或竖向振动，从而满足结构模型水平或竖向减振实验的需要，并且铝材弹性模量仅为钢材的1/3，对给定的tmd设计频率，铝材截面尺寸相对较大，长度相对较小，便于tmd设计、制作与安装，以很好地适应模型实验的小尺寸要求。
17.3、本实用新型永磁铁既作为质量块，同时永磁铁在导体铜管外侧的钢片、导体钢板外的角钢共同包围下，使得更多的磁感线可以穿过导体，减少了磁路损耗，从而提高了tmd电磁阻尼的工作效率。
附图说明
18.图1为一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置的结构示意图。
19.图2为一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置中a-a截面结构简图。
20.图3为一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置中b-b截面结构简图。
21.图4为一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置中格栅网孔结构示意图。
22.图中：1、螺栓螺母；2、渡槽壁；3、悬臂梁；4、柱子；5、加劲肋；6、格栅；7、钢片；8、永磁铁；9、铜管；10、角钢；11、沉头螺栓螺母；12、铜板；13、螺栓螺母；14、铅锌橡胶支座。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。
24.请参阅图1-4，一种渡槽结构的tmd、tld双向混合减震控制装置，包括tmd减震调谐质量阻尼器和tld大水箱，tmd为tuned mass damper，协调质量阻尼器；tld为tuned liquid damper,协调液体阻尼器；所述tld大水箱由渡槽槽体与渡槽水体构成，所述tmd减震调谐质量阻尼器包括弹性元件、耗能元件、角钢10、格栅6和铅锌橡胶支座14，所述弹性元件为悬臂梁3，悬臂梁3由弹性模量较小的实心铝棒制成，悬臂梁3固定端水平固定在渡槽壁2上，自由端端部安装有质量块，质量块为永磁铁8，永磁铁8套接在悬臂梁3自由端，并用结构胶固定，耗能元件由竖直固定在角钢10上的铜板12以及水平固定在铜板12上的铜管9组成，铜板12通过沉头螺栓螺母11固定在角钢10上，铜管9外侧设有钢片7，钢片7通过螺栓螺母13固定在角钢10上，并通过螺栓13将导体铜管9束紧，构成tmd减震调谐质量阻尼器，通过试验结果分析，铜管9相对永磁铁8的外伸轴向长度大于永磁铁8厚度的2倍，铜管9与永磁铁8的水平、竖向净距分别大于水平、竖向tmd的设计位移振幅，铜板9与永磁铁8的轴向净距控制在3mm到5mm较佳，柱子与渡槽槽体为现浇整体，格栅6沿渡槽槽中纵向布置在渡槽横断面中间，与渡槽跨度一样长，格栅6由固定高度在渡槽水体最高水位小于一半的水平阻尼网和固定在两侧柱子4中间竖向与水平阻尼网连接的竖向阻尼网，通过试验结果分析，格栅6网孔为圆形
或方形，且所述圆形网孔的直径范围为5~20mm或方形网孔的边长范围为5~20mm较佳，所述格栅6沿渡槽槽体的纵向布置，所述格栅6的两端与相邻所述柱子4的端壁相连；所述铅锌橡胶支座14安装在槽墩的底部。
25.所述渡槽壁2与角钢10的连接处设有加劲肋5。
26.所述悬臂梁3采用实心圆形铝棒制作，铝棒固定端设有圆形底座，所述悬臂梁3通过圆形底座配合螺栓螺母1固定于渡槽壁2上。
27.所述柱子4与渡槽槽体为现浇整体。
28.本实用新型的工作原理是：当地震来临时，地震产生的惯性力（即地震作用）经过渡槽槽顶的铅锌橡胶支座14，被其消耗掉部分能量，即使得传到渡槽上部结构的惯性力减小；此惯性力使渡槽水体晃动，水体产生tld的减震作用，同时格栅6增大tld的阻尼，从而进一步减小渡槽的相对运动，由于渡槽和水体的震动，引起固定在悬臂梁3上质量块的振动引起铜管9和铜板12切割磁感线，当模型产生水平振动时，引起固定在悬臂梁3上质量块的水平振动，铜管9主要切割竖向磁感线，铜板12主要切割轴向磁感线，在铜板12形成的电涡流及电磁阻尼起控制作用；当模型产生竖向振动时，引起固定在悬臂梁3上质量块的竖向振动，铜管9主要切割水平磁感线，铜板12主要切割轴向磁感线，在铜板12形成的电涡流及电磁阻尼起控制作用，根据实际测试的tmd阻尼参数大小情况，当阻尼小于目标设计值时，调节角钢10在柱子4的位置使其靠近永磁体8，从而增大tmd的阻尼；当阻尼大于目标设计值时，调节角钢10在柱子4的位置使其靠近永磁体8，从而减小tmd的阻尼。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。