本发明涉及耗能减振领域，尤其涉及一种受控结构减振装置。
背景技术：
1、现有技术中，桥梁限位装置安装于桥梁的上部结构和下部结构之间，其主要功能是：在日常运营工况下，能够适应车辆荷载、温度荷载、风荷载等作用下主梁的变形，当主梁未超出设定的正常运行范围时，桥梁限位装置提供的阻力应尽可能小；在地震等极限工况下，当主梁位移超出设定的正常运行范围时，桥梁限位装置发挥限位作用，相当于非线性弹簧(即桥梁限位装置的刚度k随着位移的增大而增大，以减少限位位移)，限位力应随着位移的增大而增大。现有的桥梁限位装置通常有以下几类：
2、一、限位挡块。限位挡块通常采用钢构件或者混凝土等刚性材料，限位挡块的材料应力f与材料应变μ的关系中，μ的线性变化区间短，且限位挡块尺寸设计主要考虑限位挡块的屈服强度，其导致在日常使用过程中的小变形μ也会产生大的输出力f。可见，限位挡块的缺点是挡块刚度太大，限位位移小，日常状态下会限制主梁微幅振动导致产生大的内应力。
3、二、与阻尼器相结合的桥梁限位装置。阻尼器目前通常采用粘滞材料来耗能，即粘滞阻尼器，粘滞阻尼器一般在封闭的金属结构中装入粘滞液，该封闭结构在工程环境中易出现漏液导致的锈蚀失效；同时，其余类型的阻尼器无法避免的使用滚珠丝杆、多轴承等传动部件。可见，该类桥梁限位装置缺点是必须借助于阻尼器的结构，导致装置容易损坏，且结构复杂、安装拆卸繁琐、成本高、使用寿命短。
4、三、高阻尼橡胶支座。高阻尼橡胶支座的缺点是橡胶易老化，在长时间工作后易失去限位功能，且其在极限荷载下限位能力弱。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种减振耗能效果好，且可靠性高的受控结构减振装置及其制造方法。
2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
3、一种受控结构减振装置，设于受控结构与固定结构之间，受控结构减振装置包括导轨部件、连杆部件和耗能扭管，所述导轨部件安装于所述受控结构、并随所述受控结构同步运动；所述连杆部件的一端滑设于所述导轨部件，所述导轨部件运动至预设位移时与所述连杆部件的滑动端限位配合；所述耗能扭管包括受扭变形区和固定连接区，所述连杆部件的另一端固定连接所述受扭变形区，所述固定连接区安装于所述固定结构。
4、作为上述技术方案的进一步改进：
5、所述连杆部件包括相互铰接的横连杆和竖连杆，所述横连杆滑设于所述导轨部件，所述竖连杆与所述受扭变形区固定连接。
6、在所述耗能扭管的直径为固定值、且所述耗能扭管在预设的最大扭转力和最大扭转变形量内扭转时，所述耗能扭管的设计长度与所述竖连杆的设计长度呈反比例关系。
7、所述耗能扭管为空心扭管，所述耗能扭管的设计长度的表达式为：
8、
9、其中，ll为耗能扭管的设计长度，μmax为耗能扭管的最大扭转变形量，g为耗能扭管的剪切弹性模量，d为耗能扭管的外径，d为耗能扭管的内径，fmax为耗能扭管的最大扭转力，l为竖连杆的设计长度，μ为耗能扭管的扭转变形量。
10、所述横连杆与所述导轨部件之间设有滑块，所述滑块包括滑动部和安装部，所述滑动部滑设于所述导轨部件，所述横连杆铰接于所述安装部。
11、所述固定连接区位于所述耗能扭管的两端，所述受扭变形区位于所述耗能扭管的中部。
12、所述固定连接区通过固定耳板固定设置于所述固定结构，所述耗能扭管的中部可转动地设于一支撑耳板内。
13、所述导轨部件包括导轨和设于导轨两端的限位挡件，所述连杆部件的滑动端在受控结构达到预设位移时与所述限位挡件限位配合。
14、两个所述限位挡件沿所述受控结构的运动方向布置。
15、一种如上述所述的受控结构减振装置的制造方法，包括耗能扭管和连杆部件的长度设计，其包括如下步骤：设定耗能扭管的最大扭转力和最大扭转变形量；设定耗能扭管的直径；根据耗能扭管预设的扭管刚度确定耗能扭管的设计长度，根据耗能扭管的设计长度确定连杆部件的竖连杆的设计长度。
16、与现有技术相比，本发明的优点在于：
17、本发明的受控结构减振装置设置有导轨部件、连杆部件和耗能扭管，导轨部件安装于受控结构，连杆部件的一端滑设于导轨部件，耗能扭管包括受扭变形区和固定连接区，连杆部件的另一端固定连接受扭变形区，固定连接区安装于固定结构，其结构简单、紧凑。
18、在受控结构承受大荷载时，导轨部件随受控结构运动、相对连杆部件的滑动端产生大幅移动，导轨部件在运动至预设位移时与连杆部件的滑动端限位配合，此时，受控结构的振动能量将通过导轨部件传递至连杆部件的滑动端、并通过连杆部件传递至耗能扭管；由于固定连接区固定耗能扭管，受扭变形区将在连杆部件的作用力下产生扭转变形、实现非线性弹簧功能，从而在极端荷载下产生大阻尼、限制受控结构位移，以耗散受控结构传递的振动能量，使得受控结构在受到极限荷载发生大位移时具有优良的减振耗能效果。
19、在受控结构发生小变形、正常运行时，导轨部件将随受控结构运动、相对连杆部件的滑动端产生小幅位移，在导轨部件与连杆部件的滑动端不限位时，耗能扭管不承受受控结构的作用力，此时，耗能扭管不工作；当导轨部件运动至与连杆部件的滑动端限位时，由于受控结构发生小变形的位移远远小于地震等大载荷时的位移，此时，耗能扭管受到的扭转力小，耗能扭管的扭转角小，避免了采用限位挡块在受控结构小变形时提供过大作用力的现象，使得减振装置在正常工作时提供的阻力尽可能小，此时，耗能扭管对受控结构不产生作用力，以满足受控结构在正常运行时的微幅振动需求。
20、同时，由于耗能扭管在受控结构小变形时不易发生弯曲破坏，此时，本发明相比现有结构可采用更小直径的耗能扭管，避免现有方式需采用大直径耗能扭管来避免耗能扭管弯曲破坏的发生，本发明保证耗能扭管在受控结构小变形状态不发生失稳破坏的同时，可有效节省成本。
21、本发明的减振装置设置在受控结构与固定结构之间，其无需设置于受控结构内部，避免了受控结构内部部件损坏的发生，且其安装拆卸方便，成本低；本发明采用机械结构减振，无需采用粘滞材料减振，其避免了漏液导致的部件锈蚀失效的发生，使得结构稳定、可靠性高。最后，本发明的减振装置相比橡胶减振装置耐久性更好、不易老化，且本发明的减振装置在极限荷载下的限位能力也更好。本发明的受控结构减振装置的制造方法同样具有上述优点，且计算方式简便、可操作性高。
1.一种受控结构减振装置，其特征在于，设于受控结构与固定结构之间，受控结构减振装置包括导轨部件、连杆部件和耗能扭管，所述导轨部件安装于所述受控结构、并随所述受控结构同步运动；所述连杆部件的一端滑设于所述导轨部件，所述导轨部件运动至预设位移时与所述连杆部件的滑动端限位配合；所述耗能扭管包括受扭变形区和固定连接区，所述连杆部件的另一端固定连接所述受扭变形区，所述固定连接区安装于所述固定结构。
2.根据权利要求1所述的受控结构减振装置，其特征在于，所述连杆部件包括相互铰接的横连杆和竖连杆，所述横连杆滑设于所述导轨部件，所述竖连杆与所述受扭变形区固定连接。
3.根据权利要求2所述的受控结构减振装置，其特征在于，在所述耗能扭管的直径为固定值、且所述耗能扭管在预设的最大扭转力和最大扭转变形量内扭转时，所述耗能扭管的设计长度与所述竖连杆的设计长度呈反比例关系。
4.根据权利要求3所述的受控结构减振装置，其特征在于，所述耗能扭管为空心扭管，所述耗能扭管的设计长度的表达式为：
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的受控结构减振装置，其特征在于，所述横连杆与所述导轨部件之间设有滑块，所述滑块包括滑动部和安装部，所述滑动部滑设于所述导轨部件，所述横连杆铰接于所述安装部。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的受控结构减振装置，其特征在于，所述固定连接区位于所述耗能扭管的两端，所述受扭变形区位于所述耗能扭管的中部。
7.根据权利要求6所述的受控结构减振装置，其特征在于，所述固定连接区通过固定耳板固定设置于所述固定结构，所述耗能扭管的中部可转动地设于一支撑耳板内。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的受控结构减振装置，其特征在于，所述导轨部件包括导轨和设于导轨两端的限位挡件，所述连杆部件的滑动端在受控结构达到预设位移时与所述限位挡件限位配合。
9.根据权利要求8所述的受控结构减振装置，其特征在于，两个所述限位挡件沿所述受控结构的运动方向布置。
10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的受控结构减振装置的制造方法，其特征在于，包括确定耗能扭管和连杆部件的设计长度，其包括如下步骤：设定耗能扭管的最大扭转力和最大扭转变形量；设定耗能扭管的直径；根据耗能扭管预设的扭管刚度确定耗能扭管的设计长度，根据耗能扭管的设计长度确定连杆部件的竖连杆的设计长度。