一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构和方法

本发明涉及钢箱梁减振，尤其是涉及一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构和方法。

背景技术：

1、在风荷载作用下，桥梁结构产生的振动容易使结构或构件产生疲劳破坏,并引起行人或车辆的不安全感或不舒适感，甚至使桥梁结构或构件完全破坏。分离式钢箱梁是一种桥梁的主梁形式，相较于混凝土梁，其质量较轻，结构较为柔细，更容易在风荷载下产生振动，特别是在侧向来风的情况下，位于来流风下游位置的钢箱梁会发生较大振幅的涡激振动，影响桥梁的正常使用，必须采取一定的措施进行有效控制。

2、通常情况下，在钢箱梁内部安装机械阻尼，如调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器等可以有效控制钢箱梁的振动。然而，在钢箱梁内部安装阻尼器，一方面需要较大质量的装置以提供足够的阻尼，增大了钢箱梁的附加荷载，另一方面不便于阻尼器的维护。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在在钢箱梁内部安装阻尼器，一方面需要较大质量的装置以提供足够的阻尼，增大了钢箱梁的附加荷载，另一方面不便于阻尼器的维护的缺陷而提供一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构和方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，包括：阻尼装置、第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和第二固定板分别安装在不同的钢箱梁上，所述阻尼装置包括缸体、活塞杆和活塞，所述活塞杆连接活塞，并装配在缸体内，所述缸体内设有阻尼液，所述缸体设有供活塞杆伸出的通孔，所述缸体的底部铰接连接所述第一固定板，所述活塞杆的顶部铰接连接所述第二固定板。

4、进一步地，所述第一固定板和第二固定板均为l型的板状结构，所述第一固定板和第二固定板均一面固定在钢箱梁的翼缘侧面，另一面沿水平面伸出，并分别连接缸体底部和活塞杆的顶部。

5、进一步地，所述第一固定板和第二固定板上均设有铰座，所述缸体的底部和活塞杆的顶部均为带孔结构，分别通过销轴连接对应的铰座。

6、进一步地，所述第一固定板和第二固定板上的铰座位于同一垂线上，所述第一固定板和第二固定板的铰座均允许所述阻尼装置在相邻钢箱梁之间的横向平面内转动，并限制阻尼装置在相邻钢箱梁之间的纵向平面内位移；

7、当钢箱梁发生涡激振动时，由第一固定板和第二固定板之间的阻尼装置限制钢箱梁在垂直方向以及横向的位移。

8、进一步地，所述第一固定板和第二固定板的水平伸出长度均小于相邻两个钢箱梁之间间距的两倍。

9、进一步地，所述第一固定板和第二固定板与钢箱梁的翼缘侧面的连接位置设有加劲肋。

10、进一步地，所述通孔的直径与活塞杆的直径相同。

11、进一步地，所述活塞的直径小于所述缸体的内径，所述活塞与缸体之间的间隙形成供阻尼液流通的节流孔；

12、当阻尼液经过节流孔时，阻尼液的粘滞阻尼使动能转化为热能，减弱钢箱梁振动。

13、进一步地，所述减振结构布置在多跨桥梁的各个桥跨中。

14、本发明还提供一种采用如上所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构的减振方法，包括以下步骤：

15、在相邻两个钢箱梁的端面分别设置第一固定板和第二固定板，并设置第二固定板的水平伸出区域位于第一固定板的水平伸出区域的上方；

16、在第一固定板和第二固定板之间安装阻尼装置，使得活塞杆的顶部铰接连接所述第二固定板，缸体的底部铰接连接所述第一固定板，并且第一固定板和第二固定板的铰接设置均允许所述阻尼装置在相邻钢箱梁之间的横向平面内转动，并限制阻尼装置在相邻钢箱梁之间的纵向平面内位移；

17、在所述钢箱梁发生涡激振动时，阻尼装置内的活塞杆带动活塞，使得阻尼液受到挤压，其产生的粘滞阻力消耗运动动能，减弱钢箱梁在垂直方向以及横向产生的位移。

18、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

19、(1)本发明在分离式钢箱梁的间隙处设置阻尼装置，并通过钢板固定阻尼装置，阻尼装置内由阻尼液产生的粘滞阻力消耗运动动能，减弱结构振动；并且通过铰接连接结构和钢板的设置，使得阻尼装置可以在钢箱梁横向平面内自由转动，而在纵向平面固定，能够在钢箱梁发生垂直方向以及横向位移时，发挥作用同时保证结构的受力安全；

20、(2)本发明通过钢板和阻尼装置连接左右两侧钢箱梁，增加了钢箱梁刚度；

21、(3)本发明连接左右两侧钢箱梁，其中一幅发生振动时，必然受到另一幅阻碍，使阻尼器具有很大的阻尼比；

22、(4)本发明在桥梁跨中位置安装一个装置即可有较好效果，对于钢箱梁附加荷载小；

23、(5)本发明安装位置位于钢箱梁外部，便于后续维护工作。

技术特征：

1.一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，包括：阻尼装置、第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和第二固定板分别安装在不同的钢箱梁上，所述阻尼装置包括缸体(1)、活塞杆(2)和活塞(3)，所述活塞杆(2)连接活塞(3)，并装配在缸体(1)内，所述缸体(1)内设有阻尼液(4)，所述缸体(1)设有供活塞杆(2)伸出的通孔，所述缸体(1)的底部铰接连接所述第一固定板，所述活塞杆(2)的顶部铰接连接所述第二固定板。

2.根据权利要求1所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述第一固定板和第二固定板均为l型的板状结构，所述第一固定板和第二固定板均一面固定在钢箱梁的翼缘侧面，另一面沿水平面伸出，并分别连接缸体(1)底部和活塞杆(2)的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述第一固定板和第二固定板上均设有铰座(6)，所述缸体(1)的底部和活塞杆(2)的顶部均为带孔结构，分别通过销轴(7)连接对应的铰座(6)。

4.根据权利要求3所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述第一固定板和第二固定板上的铰座(6)位于同一垂线上，所述第一固定板和第二固定板的铰座(6)均允许所述阻尼装置在相邻钢箱梁之间的横向平面内转动，并限制阻尼装置在相邻钢箱梁之间的纵向平面内位移；

5.根据权利要求2所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述第一固定板和第二固定板的水平伸出长度均小于相邻两个钢箱梁之间间距的两倍。

6.根据权利要求2所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述第一固定板和第二固定板与钢箱梁的翼缘侧面的连接位置设有加劲肋。

7.根据权利要求1所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述通孔的直径与活塞杆(2)的直径相同。

8.根据权利要求1所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述活塞(3)的直径小于所述缸体(1)的内径，所述活塞(3)与缸体(1)之间的间隙形成供阻尼液(4)流通的节流孔；

9.根据权利要求1所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构，其特征在于，所述减振结构布置在多跨桥梁的各个桥跨中。

10.一种采用如权利要求1-9任一所述的一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构的减振方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种抑制分离式钢箱梁振动的减振结构和方法，包括：阻尼装置、第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板分别安装在不同的钢箱梁上，阻尼装置包括缸体、活塞杆和活塞，活塞杆连接活塞，并装配在缸体内，缸体内设有阻尼液，缸体设有供活塞杆伸出的通孔，缸体的底部铰接连接第一固定板，活塞杆的顶部铰接连接第二固定板。与现有技术相比，本发明能够通过阻尼装置在钢箱梁发生垂直方向以及横向位移时发挥减振作用，具有减振效果好、保证结构的受力安全、增加了钢箱梁刚度、便于后续维护工作等优点。

技术研发人员：马如进,粟锐泉,刘益,陈艾荣,胡晓红
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16