一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器的制作方法

1.本申请涉及桥梁结构振动控制技术领域，特别涉及一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器。


背景技术：

2.随着桥梁跨度的增大，桥梁的刚度及阻尼变小，斜拉索极易在外界风、雨和交通荷载作用下发生剧烈的振动问题，拉索的振动会引起拉索和锚头部位的疲劳损伤积累，缩短了拉索的使用寿命，造成桥梁结构的安全隐患。斜拉索作为斜拉桥的主要承重构件，由于其柔度大、质量轻、阻尼低的特性，极易在风雨等外部激励下发生大幅振动，一般采用附加阻尼器的方式进行斜拉索的振动控制。拉索的振动方向一般与风向垂直，当外界风荷载与桥轴向基本平行时，拉索便会发生明显的面外振动(横桥向振动)。
3.大跨度斜拉桥为了避免单索索力过大，一般采用并列双索结构，如已建成的芜湖长江大桥、芜湖长江三桥、新白沙沱长江特大桥以及在建的宜宾临港大桥。一般而言，为控制双索的大幅振动，会对每根斜拉索都安装阻尼器，安装工程量较大，对于密集排列双索结构可能出现阻尼器底部安装空间不足的问题，增加阻尼器设计和安装难度；阻尼器安装过于紧密，也会对桥面景观协调性产生影响。
4.为了解决上述问题，需要研发一种可以同时控制双索振动的阻尼装置，以减少安装工程量。亟需研发一种可以同时控制双索振动的阻尼装置，对杠杆质量阻尼器连接杆构造加以创新改进，保证与拉索连接可靠，使双索振动位移有效传递至底部阻尼装置，实现对双索面内外振动的有效控制。


技术实现要素：

5.本申请实施例提供一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，以解决现有技术中并列双索结构的阻尼器安装过于紧密，安装工程量较大和阻尼器底部安装空间不足的问题。
6.本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，包括：
7.双杆分叉式连接杆，所述双杆分叉式连接杆为“y”字形结构，所述双杆分叉式连接杆的顶端均设有连接斜拉索的索夹；
8.摆动杆，所述摆动杆位于所述双杆分叉式连接杆的底端，所述双杆分叉式连接杆与摆动杆通过第一转轴转动连接，第一转轴可绕自身轴线转动地穿设于双杆分叉式连接杆和摆动杆上，其轴线与双杆分叉式连接杆和摆动杆的轴线垂直相交；
9.阻尼装置，所述阻尼装置的顶端与所述摆动杆固定连接，所述阻尼装置在所述双杆分叉式连接杆绕所述第一转轴轴线转动时产生阻尼力；
10.底座，所述底座的顶端与所述阻尼装置固定连接，所述底座用于和桥面固定。
11.在一些实施例中，所述第一转轴的两端转动连接有链板，所述链板的一端可绕第一转轴的轴线旋转，链板的另一端铰接连接有第二转轴，所述第二转轴轴线与第一转轴轴
线平行，所述第二转轴转动连接一个支座，所述支座与底座固定连接。
12.在一些实施例中，所述第一转轴与链板的一端之间设有深沟球轴承，第一转轴与链板之间通过所述深沟球轴承铰接，所述支座的顶部设有支座耳板，所述第二转轴与支座耳板之间设有深沟球轴承，所述第二转轴与支座耳板之间通过所述深沟球轴承铰接。
13.在一些实施例中，所述双杆分叉式连接杆包括第一分叉杆、第二分叉杆和竖杆，所述第一分叉杆和第二分叉杆焊接连接在竖杆的顶端，所述第一分叉杆、第二分叉杆沿所述竖杆的轴线对称设置，所述第一分叉杆和第二分叉杆之间的夹角小于180度。
14.在一些实施例中，所述第一分叉杆和第二分叉杆之间设有焊接有三角形加劲板。
15.在一些实施例中，所述第一分叉杆和第二分叉杆均为圆形钢管结构，所述竖杆为椭圆形钢管结构，所述第一分叉杆和第二分叉杆的顶部设有与索夹铰接的关节轴承。
16.在一些实施例中，所述索夹包括上索夹和下索夹，所述上索夹和下索夹通过螺栓连接，所述下索夹的外壁设有与双杆分叉式连接杆连接的耳板，所述下索夹与双杆分叉式连接杆通过销轴铰接。
17.在一些实施例中，所述底座的底部设有预埋板，所述预埋板用过螺栓与底座固定连接，所述预埋板用于埋设在桥面内。
18.在一些实施例中，所述阻尼装置为粘性剪切型阻尼器。
19.在一些实施例中，所述摆动杆为矩形钢管结构，所述双杆分叉式连接杆的底端套设在摆动杆的孔内。
20.本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
21.本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，由于本斜拉索杠杆质量阻尼器设置有双杆分叉式连接杆、摆动杆和阻尼装置，双杆分叉式连接杆呈“y”字形结构，双杆分叉式连接杆的顶端均设有连接双斜拉索的索夹，双杆分叉式连接杆与摆动杆通过第一转轴转动连接，阻尼装置的顶端与所述摆动杆固定连接，所述阻尼装置在所述双杆分叉式连接杆绕所述第一转轴轴线转动时产生阻尼力。
22.因此，本斜拉索杠杆质量阻尼器仅用一个阻尼装置即可有效控制双斜拉索的振动，减少斜拉索杠杆质量阻尼器底部的安装空间，减少了安装工程量。双杆分叉式连接杆为双杆分叉式构造，上部分开成三角形，实现斜拉索杠杆质量阻尼器与双斜拉索的有效连接。双杆分叉式连接杆构造横向刚度大，利用双杆分叉式连接杆将双斜拉索的振动位移传递至底部的阻尼装置，可有效控制双斜拉索的面内和面外振动。
附图说明
23.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本申请实施例的结构立体图；
25.图2为本申请实施例的结构主视图。
26.附图标记：
[0027]1‑
双杆分叉式连接杆，2
‑
索夹，3
‑
摆动杆，4
‑
第一转轴，5
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链板，6
‑
第二转轴，7
‑
阻
尼装置，8
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底座，9
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预埋板，10
‑
支座，11
‑
竖杆，12
‑
第一分叉杆，13
‑
第二分叉杆，14
‑
三角形加劲板，15
‑
关节轴承，21
‑
上索夹，22
‑
下索夹，23
‑
耳板。
具体实施方式
[0028]
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]
本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，其能解决现有技术中并列双索结构的阻尼器安装过于紧密，安装工程量较大和阻尼器底部安装空间不足的问题。
[0030]
参见图1所示，本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，包括：
[0031]
双杆分叉式连接杆1，该双杆分叉式连接杆1为“y”字形结构，双杆分叉式连接杆1的顶端均设有连接斜拉索的索夹2。
[0032]
摆动杆3，该摆动杆3位于双杆分叉式连接杆1的底端，双杆分叉式连接杆1与摆动杆3通过第一转轴4转动连接，第一转轴4可绕自身轴线转动地穿设于双杆分叉式连接杆1和摆动杆3上，第一转轴4的轴线与双杆分叉式连接杆1和摆动杆3的轴线垂直相交，摆动杆3为矩形钢管结构，双杆分叉式连接杆1的底端套设在摆动杆3的孔内。
[0033]
阻尼装置7，该阻尼装置7的顶端与摆动杆3固定连接，阻尼装置7在双杆分叉式连接杆1绕所述第一转轴4轴线转动时产生阻尼力；阻尼装置7为粘性剪切型阻尼器。
[0034]
底座8，该底座8的顶端与阻尼装置7固定连接，底座8用于和桥面固定，在底座8的底部设有预埋板9，预埋板9用过螺栓与底座8固定连接，预埋板9用于埋设在桥面内。
[0035]
工作原理
[0036]
本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，由于本斜拉索杠杆质量阻尼器设置有双杆分叉式连接杆1、摆动杆2和阻尼装置7，其中，双杆分叉式连接杆1呈“y”字形结构，双杆分叉式连接杆1的顶端均设有连接双斜拉索的索夹2，双杆分叉式连接杆1与摆动杆3通过第一转轴4转动连接，阻尼装置7的顶端与摆动杆3固定连接，阻尼装置7在双杆分叉式连接杆1绕第一转轴4轴线转动时产生阻尼力。
[0037]
本斜拉索杠杆质量阻尼器仅用一个阻尼装置7即可有效控制双斜拉索的振动，减少斜拉索杠杆质量阻尼器底部的安装空间，减少了安装工程量。双杆分叉式连接杆1为双杆分叉式构造，上部分开成三角形，实现斜拉索杠杆质量阻尼器与双斜拉索的有效连接。双杆分叉式连接杆1的构造横向刚度大，利用双杆分叉式连接杆1将双斜拉索的振动位移传递至底部的阻尼装置7。
[0038]
当斜拉索发生面内振动时，双斜拉索振动能量由双杆分叉式连接杆1传递到阻尼装置7，此时第一转轴4作为铰点进行摆动，通过双杆分叉式连接杆1的摆动，阻尼装置7内部发生上下相对运动，通过粘性料的剪切作用，耗散振动能量，可有效控制双斜拉索的面内振动。
[0039]
在一些可选实施例中，参见图1所示，本申请实施例提供了一种控制并列双索振动
的斜拉索杠杆质量阻尼器，该斜拉索杠杆质量阻尼器的第一转轴4的两端转动连接有链板5，该链板5的一端可绕第一转轴4的轴线旋转，链板5的另一端铰接连接有第二转轴6，第二转轴6的轴线与第一转轴4的轴线平行，第二转轴6转动连接一个支座10，该支座10与底座8固定连接。
[0040]
当斜拉索发生面外振动时，第二转轴6作为支点，通过双杆分叉式连接杆1的摆动，阻尼装置7内部发生左右相对运动，通过粘性料的剪切作用，耗散振动能量，可有效控制双斜拉索的面外振动。
[0041]
在一些可选实施例中，本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，该斜拉索杠杆质量阻尼器的第一转轴4与链板5的一端之间设有深沟球轴承，第一转轴4与链板5之间通过深沟球轴承铰接。支座10的顶部设有支座耳板，第二转轴6与支座耳板之间设有深沟球轴承，第二转轴6与支座耳板之间通过深沟球轴承铰接。
[0042]
深沟球轴承能够将第一转轴4与链板5之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，将第二转轴6与支座耳板之间滑动摩擦转化为滚动摩擦，减少运动部件之间的摩擦损耗，提高本斜拉索杠杆质量阻尼器的使用寿命的质量。
[0043]
在一些可选实施例中，参见图2所示，本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，该斜拉索杠杆质量阻尼器的双杆分叉式连接杆1包括第一分叉杆12、第二分叉杆13和竖杆11，第一分叉杆12和第二分叉杆13焊接连接在竖杆11的顶端。第一分叉杆12、第二分叉杆13沿竖杆11的轴线对称设置，第一分叉杆12和第二分叉杆13之间的夹角小于180度，第一分叉杆12和第二分叉杆13之间的夹角优选为60度或45度。
[0044]
在第一分叉杆12和第二分叉杆13之间设有焊接有三角形加劲板14。
[0045]
双杆分叉式连接杆1采用双杆分叉式结构，下半段为竖杆11，上半段为第一分叉杆12和第二分叉杆13双管分叉焊接，在第一分叉杆12和第二分叉杆13之间设有焊接有三角形加劲板14，三角形加劲板14确保第一分叉杆12和第二分叉杆13的刚度，同时增加整个双杆分叉式连接杆1的横向抗弯刚度，实现阻尼装置与双排斜拉索的有效连接。
[0046]
在一些可选实施例中，参见图2所示，本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，该斜拉索杠杆质量阻尼器的第一分叉杆12和第二分叉杆13均为圆形钢管结构，竖杆11为椭圆形钢管结构，第一分叉杆12和第二分叉杆13的顶部设有与索夹2铰接的关节轴承15。该结构的双杆分叉式连接杆1横向刚度大，利用连双杆分叉式连接杆1将双斜拉索的振动位移传递至底部的阻尼装置7，可有效抑制双斜拉索的面内和面外振动。
[0047]
在一些可选实施例中，参见图2所示，本申请实施例提供了一种控制并列双索振动的斜拉索杠杆质量阻尼器，该斜拉索杠杆质量阻尼器的索夹2包括上索夹21和下索夹22，上索夹21和下索夹22通过螺栓连接，上索夹21和下索夹22夹持在斜拉索上，并通过螺旋将上索夹21和下索夹22与斜拉索夹紧。下索夹22的外壁设有与双杆分叉式连接杆1的关节轴承15连接的耳板23，下索夹22的耳板23与双杆分叉式连接杆1的关节轴承15通过销轴铰接。
[0048]
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0049]
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0050]
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。