專利名稱：格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于土木工程的減振設(shè)備，具體是指一種格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器。
背景技術(shù)：
輸電塔線體系是高負(fù)荷電能輸送的載體，是重要的生命線工程結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，工業(yè)生產(chǎn)和居民生活對(duì)電能的需求量增長(zhǎng)強(qiáng)勁。輸電塔線體系的工程規(guī)模目前逐漸趨于大型化，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多變，工程造價(jià)指標(biāo)大幅提高，因此，對(duì)電力生命線工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與防災(zāi)減災(zāi)提出了新的要求，保證其使用的安全性和穩(wěn)定性成為結(jié)構(gòu)工程界迫切需要解決的課題。與通常的架空輸電線路相比，格構(gòu)式輸電塔具有塔體結(jié)構(gòu)高、跨距大、整體結(jié)構(gòu)較柔、兼有塔狀高聳結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)。除地震荷載外,這種結(jié)構(gòu)體系對(duì)風(fēng),雨和覆冰等環(huán)境荷載的作用響應(yīng)敏感,容易發(fā)生振動(dòng)疲勞損傷和極端條件下的動(dòng)態(tài)倒塌破壞。如何有效地減輕格構(gòu)式輸電塔在風(fēng)、雨和覆冰等外界荷載下的水平振動(dòng)響應(yīng)，提高塔的抗災(zāi)性能是土木工程領(lǐng)域中亟待解決的問(wèn)題之一。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制可以有效地減輕結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的損傷，提高結(jié)構(gòu)的防災(zāi)性能。振動(dòng)控制可以通過(guò)減振、隔振裝置來(lái)消耗振動(dòng)能量，或者通過(guò)施加能量來(lái)抵消外荷載作用對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。具體是在結(jié)構(gòu)的某些部位裝設(shè)某種裝置、機(jī)構(gòu)或子結(jié)構(gòu)，以改變或調(diào)整結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性或動(dòng)力作用，使結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)得到合理的控制。減振技術(shù)相對(duì)比較成熟，然而作為一種被動(dòng)控制裝置，耐久性和制作簡(jiǎn)易性是目前減振器中普遍存在的問(wèn)題。如粘滯阻尼器較難維護(hù)，摩擦阻尼器不能自復(fù)位，軟鋼阻尼器有塑性殘余變形等。形狀記憶合金是一種新型功能材料，具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性和高阻尼特性。形狀記憶合金減振器與其他類型的減振器相比，具有耐久性和耐腐蝕性能好，使用周期長(zhǎng)，變形大且可恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。此外，格構(gòu)式輸電塔在強(qiáng)風(fēng)以及機(jī)械振動(dòng)等隨機(jī)荷載作用下的響應(yīng)是隨機(jī)的，表現(xiàn)之一就是振動(dòng)響應(yīng)方向的隨機(jī)性。目前研制開(kāi)發(fā)的阻尼器或減振器，通常僅具有單一方向的耗能減振能力，本身不易實(shí)現(xiàn)工程中的水平多向控制。因此，開(kāi)發(fā)一種水平振動(dòng)自復(fù)位減振器對(duì)確保格構(gòu)式輸電塔的安全，減小不利振動(dòng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，該能夠解決現(xiàn)有輸電塔減振裝置耐久性短、耗能能力有限、不能自復(fù)位、只能單一方向減振的問(wèn)題。本發(fā)明上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，其特征在于該減振器包括形狀記憶合金圓環(huán)、鋼制圓球、錨栓、鋼制吊桿和鋼制吊環(huán)，其中，鋼制吊桿的下端與鋼制圓球固定連接，鋼制吊桿的上端與鋼制吊環(huán)固定連接，鋼制吊環(huán)用于懸掛在輸電塔的頂部中心處，所述的形狀記憶合金圓環(huán)為四個(gè)，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)錨固在輸電塔的塔身的四個(gè)角部，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)均水平設(shè)置，并且均勻設(shè)置在鋼制圓球的外圍四周，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)的圓心處于以鋼制圓球?yàn)閳A心的同一圓的圓周上，所述鋼制圓球在振幅較小時(shí)僅靠自身的晃動(dòng)減振耗能，在振幅較大時(shí)，鋼制圓球能夠與形狀記憶合金圓環(huán)發(fā)生碰撞以耗能，從而達(dá)到減振目的。本發(fā)明中，鋼制吊桿的下端與鋼制圓球相焊接，鋼制吊桿的上端與鋼制吊環(huán)相焊接。本發(fā)明中，所述的四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)分別通過(guò)錨栓錨固在輸電塔的塔身的四個(gè)角部。本發(fā)明減振器的減振原理就像身處搖晃小船上的人，將身體朝小船晃動(dòng)的反方向移動(dòng)，來(lái)取得平衡。當(dāng)強(qiáng)風(fēng)或其他外荷載引起輸電塔振動(dòng)時(shí)，一方面，鋼制圓球好比一個(gè)巨大的“鐘擺”，使該減振器產(chǎn)生一種與外荷載相反的力量，從而抵消外荷載對(duì)輸電塔的不利影響；另一方面，當(dāng)鋼制圓球晃動(dòng)時(shí)，會(huì)與錨固在輸電塔角部的形狀記憶合金圓環(huán)發(fā)生碰 撞，達(dá)到交換動(dòng)量和耗散動(dòng)能的目的。因此，該減振器的耗能能力與振幅成正比，即當(dāng)振幅較小時(shí)，鋼制圓球不會(huì)與形狀記憶合金圓環(huán)發(fā)生碰撞，僅靠鋼制圓球自身的晃動(dòng)減振耗能，并依靠重力作用恢復(fù)鋼制圓球的位置；當(dāng)振幅較大時(shí)，除了鋼制圓球的晃動(dòng)耗能，鋼制圓球會(huì)與錨固在輸電塔角部的形狀記憶合金圓環(huán)發(fā)生碰撞耗能，從而達(dá)到二次減振的目的；此夕卜，形狀記憶合金圓環(huán)優(yōu)良的超彈性性能使其變形耗能后迅速恢復(fù)原來(lái)的形狀且會(huì)使得鋼制圓球能夠快速?gòu)?fù)位。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的效果和益處主要體現(xiàn)在減振器可以根據(jù)結(jié)構(gòu)振幅的不同而提供不同的耗能能力，該減振器還具有較好的抗疲勞性，維護(hù)費(fèi)用低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、可實(shí)現(xiàn)任意水平線的減振。這種格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器使得輸電塔減振設(shè)計(jì)過(guò)程更為方便、實(shí)用，將會(huì)廣泛的應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)減振設(shè)計(jì)領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本發(fā)明格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器的俯視圖。圖2是本發(fā)明格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器的側(cè)立面圖。圖3是本發(fā)明格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器在輸電塔某一主軸上的安裝示意圖。圖4是本發(fā)明格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器在輸電塔另一主軸上的安裝示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明圖中1.形狀記憶合金圓環(huán)；2.塔身；3.鋼制圓球；4.錨栓；5.鋼制吊桿；6.鋼制吊環(huán)。
具體實(shí)施例方式如圖I、圖2所示的格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，該減振器包括形狀記憶合金圓環(huán)I、鋼制圓球3、錨栓4、鋼制吊桿5和鋼制吊環(huán)6，其中，鋼制吊桿5的下端與鋼制圓球3通過(guò)焊接方式固定連接，鋼制吊桿5的上端與鋼制吊環(huán)6通過(guò)焊接方式固定連接，鋼制吊環(huán)6用于懸掛在輸電塔的頂部中心處，所述的形狀記憶合金圓環(huán)I為四個(gè)，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)I分別通過(guò)錨栓4錨固在輸電塔的塔身2的四個(gè)角部，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)I均水平設(shè)置，并且均勻設(shè)置在鋼制圓球3的外圍四周，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)I的圓心處于以鋼制圓球3為圓心的同一圓的圓周上,每個(gè)形狀記憶合金環(huán)I與鋼制圓球3之間的最短距離均相等，所述鋼制圓球3在振幅較小時(shí)僅靠自身的晃動(dòng)減振耗能，在振幅較大時(shí)，鋼制圓球3能夠與形狀記憶合金圓環(huán)I發(fā)生碰撞以耗能，從而達(dá)到減振目的。該減振器的安裝過(guò)程如下步驟I.對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，計(jì)算出所需要的減振力大小，根據(jù)所要達(dá)到的性能要求，確定減振器的尺寸及參數(shù)。步驟2.將四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)I用錨栓4錨固在格構(gòu)式輸電塔的塔身2的四個(gè)角部。步驟3.將鋼制吊桿5的一端焊接于鋼制圓球3的頂端，鋼制吊桿5的另一端焊接一個(gè)鋼制吊環(huán)6。步驟4.將鋼制吊環(huán)6懸掛在格構(gòu)式輸電塔的頂部中心處。安裝后的減振器如圖
3、圖4所示。本發(fā)明的上述實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，對(duì)本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，其特征在于該減振器包括形狀記憶合金圓環(huán)(I)、鋼制圓球(3)、錨栓(4)、鋼制吊桿(5)和鋼制吊環(huán)(6)，其中，鋼制吊桿(5)的下端與鋼制圓球(3)固定連接，鋼制吊桿(5)的上端與鋼制吊環(huán)(6)固定連接，鋼制吊環(huán)(6)用于懸掛在輸電塔的頂部中心處，所述的形狀記憶合金圓環(huán)(I)為四個(gè)，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)(I)錨固在輸電塔的塔身(2)的四個(gè)角部，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)(I)均水平設(shè)置，并且均勻設(shè)置在鋼制圓球(3)的外圍四周，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)(I)的圓心處于以鋼制圓球(3)為圓心的同一圓的圓周上，所述鋼制圓球(3)在振幅較小時(shí)僅靠自身的晃動(dòng)減振耗能,在振幅較大時(shí)，鋼制圓球(3)能夠與形狀記憶合金圓環(huán)(I)發(fā)生碰撞以耗能，從而達(dá)到減振目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，其特征在于鋼制吊桿(5)的下端與鋼制圓球(3)相焊接，鋼制吊桿(5)的上端與鋼制吊環(huán)(6)相焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，其特征在于所述的四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)(I)分別通過(guò)錨栓(4)錨固在輸電塔的塔身(2)的四個(gè)角部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了格構(gòu)式輸電塔水平振動(dòng)自復(fù)位減振器，包括形狀記憶合金圓環(huán)、鋼制圓球、錨栓、鋼制吊桿和鋼制吊環(huán)，鋼制吊桿的下端與鋼制圓球固定連接，鋼制吊桿的上端與鋼制吊環(huán)固定連接，鋼制吊環(huán)用于懸掛在輸電塔的頂部中心處，形狀記憶合金圓環(huán)為四個(gè)，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)錨固在輸電塔的塔身的四個(gè)角部，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)均水平設(shè)置，并且均勻設(shè)置在鋼制圓球的外圍四周，四個(gè)形狀記憶合金圓環(huán)的圓心處于以鋼制圓球?yàn)閳A心的同一圓的圓周上，鋼制圓球在振幅較小時(shí)僅靠自身的晃動(dòng)減振耗能，在振幅較大時(shí)，鋼制圓球能夠與形狀記憶合金圓環(huán)發(fā)生碰撞以耗能，從而達(dá)到減振目的。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102936927SQ20121042257
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者林友新, 伊廷華, 李宏男 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 大連理工大學(xué)