一種擺動式橋塔振動減振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種橋塔抑振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁正逐步向大跨徑、輕、柔方向發(fā)展，使橋梁變得美觀經(jīng)濟的同時也給結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工安全提出了更高、更嚴格的要求。橋塔的抗風(fēng)抗震性能面臨著諸多考驗，如何抑制橋塔的振動成為橋梁設(shè)計者工作中十分重要的一環(huán)。
[0003]現(xiàn)有的諸多橋塔抑振措施可歸納為三大類，S卩：橋塔結(jié)構(gòu)措施、機械減震措施和氣動措施。其中，橋塔結(jié)構(gòu)措施通過改變橋塔形式或組成材料等方式，提高橋塔結(jié)構(gòu)基頻或阻尼比;機械減震措施主要是通過布設(shè)阻尼器增加橋塔的阻尼，部分方式構(gòu)造復(fù)雜、難于更換且造價較高;氣動措施主要是通過優(yōu)化橋塔塔柱的氣動斷面來提高抑振性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種擺動式橋塔振動減振裝置。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：
[0006]包括多個鋼絞線，所述鋼絞線的一端固定于所述橋塔上端，所述鋼絞線的另一端設(shè)置有阻尼減振裝置，所述鋼絞線通過設(shè)置于所述橋塔外側(cè)的支撐物支撐，鋼絞線位于支撐物以下的部分使對應(yīng)相連的阻尼減振裝置處于懸掛狀態(tài)。
[0007]所述支撐物為設(shè)置于橋塔下端施工平臺或橋面上的滑輪組，將鋼絞線的一端固定在所述橋塔頂部，并將鋼絞線穿過滑輪組。使用滑輪組作為支撐物的目的為：I)支撐并改變鋼絞線方向；2)當(dāng)橋塔振動引起阻尼減振裝置擺動時，鋼絞線和滑輪間會產(chǎn)生相對滑動，兩者之間的摩擦力會耗散一部分橋塔振動的能量。
[0008]所述施工平臺或者橋面的邊沿上設(shè)置有六個滑輪組，其中四個滑輪組兩兩沿順橋向布置，另外兩個滑輪組沿橫橋向布置。
[0009]懸掛高度以阻尼減振裝置晃動時不會碰到鄰近物體為宜，為此，所述阻尼減振裝置的懸掛高度位于所述施工平臺或橋面與橋梁所跨越的水面或地面之間。
[0010]所述阻尼減振裝置為六面體空心結(jié)構(gòu)，所述六面體空心結(jié)構(gòu)上設(shè)置有用于增加所述六面體空心結(jié)構(gòu)運動過程中的氣流阻力的孔洞。
[0011 ]本實用新型的有益效果體現(xiàn)在：
[0012]橋塔振動后會牽引本實用新型中鋼絞線運動，使阻尼減振裝置因鞭梢效應(yīng)擺動，阻尼減振裝置擺動后在氣流阻力及鋼絞線與支撐物間的摩擦力作用下，會耗散掉大部分橋塔振動的能量。本實用新型加工制作方便，施工簡單，造價低廉，可重復(fù)使用，對抑制橋塔振動具有良好的作用。
【附圖說明】
[0013]圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為橋塔激振后的加速度衰減圖（未設(shè)置阻尼減振裝置）；
[0015]圖3為橋塔激振后的加速度衰減圖（設(shè)置阻尼減振裝置）；
[0016]圖4為阻尼減振裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中：I表示施工平臺，2表示阻尼減振裝置，3表示鋼絞線，4表示橋塔，5表示孔洞。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。
[0019]本實用新型針對橋塔振動問題，通過鋼絞線3在橋塔4上懸掛阻尼減振裝置2，抑制橋塔振動，具體介紹如下：
[0020]參見圖I，在橋塔4頂部固定鋼絞線3的一端，鋼絞線3的另一端穿過施工平臺I的滑輪組，阻尼減振裝置2通過各自的鋼絞線以及滑輪組支撐懸掛在施工平臺與橋梁所跨越的水面(或地面)之間，為了避免阻尼減振裝置觸碰水面(或地面），阻礙擺動，通常將阻尼減振裝置延伸至水面(或地面)上2m?5m高度。此類鋼絞線共布置六組，對應(yīng)在施工平臺I上設(shè)置六處滑輪組，其中，沿順橋向布置四組滑輪組，沿橫橋向布置兩組滑輪組，六組滑輪組對應(yīng)支撐的六個鋼絞線兩兩呈人字形張開狀。
[0021]在鋼絞線3的另一端安裝的阻尼減振裝置2為六面體(例如圖4所示的長方體或正方體)空心鋼制結(jié)構(gòu)。六面體空心鋼制結(jié)構(gòu)除頂面外的其它各面都打孔，且各個孔洞5都是沿著水平向布置，相對側(cè)孔洞位置錯開，使氣流不能直線貫穿。蜂窩煤狀的開孔（即打多個孔）目的在于增大阻尼減振裝置運動后的氣流阻力(氣流從一側(cè)孔洞進入阻尼減振裝置，然后從對側(cè)孔洞流出阻尼減振裝置，從而增大了氣流阻力）。橋塔4振動后會牽引鋼絞線3運動，使阻尼減振裝置2因鞭梢效應(yīng)而運動，從而引起阻尼減振裝置2的振動，耗散掉大部分橋塔4振動的能量，如果作業(yè)空間允許，也可以適當(dāng)增加阻尼減振裝置的數(shù)量，數(shù)量越多，減振效果越好。
[0022]在長安大學(xué)風(fēng)洞實驗室(陜西省西安市)進行了實物模擬試驗：
[0023]I)模型制作:采用鋸條作為芯梁制作橋塔模型，外部用擠塑板包裹模擬橋塔外形，其中鋸條可以保證模型有一定的振動性能，以滿足實驗要求，鋸條薄的方向作為橋塔主要的振動方向，外部的擠塑板可以保證橋塔模型的剛度，以便更接近實際情況。利用泡沫板等制作橋梁的上部結(jié)構(gòu)(主梁），將橋塔模型固定在有一定厚度的擠塑板上并保證模型地基的穩(wěn)定性。根據(jù)橋梁模型的實際大小，按比例制作出阻尼減振裝置。在橋面外沿安裝滑輪組，通過繩索將阻尼減振裝置連接至橋塔頂部(設(shè)置六處滑輪組，其中，沿順橋向布置四組滑輪組，沿橫橋向布置兩組滑輪組，六組滑輪組對應(yīng)支撐的六個繩索兩兩呈人字形張開狀）。
[0024]2)試驗過程:設(shè)置對比試驗，第一組沒有安裝阻尼減振裝置，第二組安裝阻尼減振裝置。在橋塔的頂端固定加速度傳感器，同時給兩組試驗條件下的橋塔一定的相同的激勵，采集實驗數(shù)據(jù)。
[0025]3)試驗結(jié)果:未設(shè)置阻尼減振裝置的橋塔模型的加速度衰減過程見圖2。設(shè)置阻尼減振裝置的橋塔模型的加速度衰減過程見圖3。從圖2和圖3可以看出按照本實用新型在橋塔設(shè)置阻尼減振裝置，可以有效減小橋塔的振動。
[0026]根據(jù)本實用新型的減振原理以及模擬試驗，對于竣工后的橋梁或者施工中的橋梁而言，采用上述懸掛阻尼減振裝置的方式均可以起到抑制橋塔振動的作用。
【主權(quán)項】
1.一種擺動式橋塔振動減振裝置，其特征在于:包括多個鋼絞線(3)，所述鋼絞線(3)的一端固定于所述橋塔(4)上端，所述鋼絞線(3)的另一端設(shè)置有阻尼減振裝置(2)，所述鋼絞線（3)通過設(shè)置于所述橋塔(4)外側(cè)的支撐物支撐，鋼絞線(3)位于支撐物以下的部分使對應(yīng)相連的阻尼減振裝置(2)處于懸掛狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種擺動式橋塔振動減振裝置，其特征在于:所述支撐物為設(shè)置于橋塔(4)下端施工平臺（I)或橋面上的滑輪組。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種擺動式橋塔振動減振裝置，其特征在于:所述施工平臺（I)或者橋面的邊沿上設(shè)置有六個滑輪組，其中四個滑輪組兩兩沿順橋向布置，另外兩個滑輪組沿橫橋向布置。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種擺動式橋塔振動減振裝置，其特征在于:所述阻尼減振裝置(2)的懸掛高度位于所述施工平臺（I)或橋面與橋梁所跨越的水面或地面之間。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種擺動式橋塔振動減振裝置，其特征在于:所述阻尼減振裝置(2)為六面體空心結(jié)構(gòu)，所述六面體空心結(jié)構(gòu)上設(shè)置有用于增加所述六面體空心結(jié)構(gòu)運動過程中的氣流阻力的孔洞(5)。
【專利摘要】本實用新型提供一種擺動式橋塔振動減振裝置，通過懸掛阻尼減振裝置，利用阻尼減振裝置的鞭梢效應(yīng)，耗散橋塔振動的能量。本實用新型可以顯著提高橋塔的抑振性能，且施工簡單，造價低廉，效果明顯，在抑制橋塔振動中應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】E01D19/14, E01D11/04
【公開號】CN205152793
【申請?zhí)枴緾N201520937648
【發(fā)明人】白樺, 陳帥宇, 李加武, 康昂, 劉曉東, 溫雨桐, 胡孔亮, 雷浪
【申請人】長安大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月20日