專利名稱：定向垂直可調式調諧質量減振器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于土木工程結構減振技術領域，涉及到大跨度人行天橋、港口棧橋及相關結構使用鋼板、導向桿、彈簧和粘滯油阻尼器組成的減振器的設計。
背景技術：
隨著城市建設的發(fā)展，道路變得越來越寬。作為保證行人快速、安全通過馬路的人行天橋，其跨度也越來越大。對于這類大跨度人行天橋，盡管強度和剛度比較容易滿足設計要求，但是豎向振動的頻率都比較低，通常只有2赫茲左右。而統(tǒng)計結果表明，人行走時的頻率也是2赫茲左右，因此，在行人通過天橋時容易在豎向產生共振，造成行人恐慌甚至產生橋梁破壞，影響天橋的正常使用。同樣，港口棧橋及其他類似結構也存在共振問題。由于結構振動控制技術在工程中不斷地得到應用，因此針對天橋的共振問題尋找適當的控制方法同樣也是非常有意義的。
調頻質量阻尼器(Tuned Mass Damper，簡稱TMD)是一種經典的減振控制裝置，它是一個由彈簧、阻尼器和質量塊所組成的振動系統(tǒng)。當它安裝在結構上時，其固有頻率一般調整到接近結構的自振頻率，結構振動引起TMD的共振，而調頻質量阻尼器的振動慣性力又反作用于結構本身，達到減小結構反應的目的。
但是，TMD的對結構振動的控制作用與結構及TMD本身的頻率有很大的相關性。當TMD的頻率調諧到與結構的自振頻率一致時，能達到很好的減振效果；當TMD的頻率與結構的自振頻率不一致時，減振效果比較差，甚至會加劇原結構的反應。實際工程中，結構振動的頻率經常會隨環(huán)境狀況的變化而發(fā)生改變，而對于傳統(tǒng)的TMD減振裝置，其頻率在安裝完成后很難再進行調諧，因此會導致TMD的頻率失調現象。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為大跨度人行過街天橋、港口棧橋及相關結構提供一種減振控制裝置，解決橋梁結構在人行荷載作用下的共振問題。
本發(fā)明的技術方案是質量塊采用單片鋼板疊加在一起，并用螺栓連接，達到質量可靈活調節(jié)的目的。當TMD的頻率需要進行調諧時，只需改變鋼板的厚度即可實現。同時，粘滯油阻尼器的兩側沿豎向垂直設置導向桿，以避免側向搖擺，保證TMD豎向振動的頻率與結構的自振頻率一致。
本發(fā)明的效果和益處是這種減振裝置能減小橋梁結構在人行荷載作用下的共振問題，保證橋梁結構的安全性?？蛇m用于大跨度人行過街天橋、港口棧橋及相關結構，能夠產生巨大的經濟效益和社會效益。


附圖1是定向垂直可調式TMD減振器立面結構示意圖。
圖中1墊板，2彈簧，3鋼板，4螺栓，5導向桿，6粘滯油阻尼器，7箱梁底板。
附圖2是定向垂直可調式TMD減振器平面結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的最佳實施方式。
本發(fā)明提出的定向垂直可調式TMD減振器如圖1和圖2所示。每個減振器由四根彈簧、一個粘滯油阻尼器、兩根導向桿及若干鋼板組成。減振器安裝在橋梁結構的箱梁底板7上。具體做法是先在所有的鋼板3上預先開設螺栓孔和導向桿穿孔。將彈簧2和阻尼器6的上端焊接在一塊鋼板3上，然后將彈簧2和阻尼器6的下端焊接在墊板1上，再將墊板1焊接在橋梁結構的鋼箱梁底板7上。同樣將兩根導向桿5沿豎向垂直穿過鋼板3預留的導向桿孔，下端焊在墊板1上，再將墊板焊接在鋼箱梁的底板7上。最后，將其余的鋼板3從導向桿5的上端穿進來，用螺栓4將所有的鋼板3固定在一起，構成TMD減振系統(tǒng)的質量塊。其中，導向桿5可采用直徑30-50毫米的鋼管制作。
彈簧2和鋼板3的設計要保證TMD減振器振動的頻率與結構振動的頻率一致。當在實際工程中需要調諧TMD減振器振動的頻率時，只需改變鋼板的厚度(即改變疊加鋼片的數量)即可實現。導向桿3的作用在于限制質量塊只在豎向發(fā)生位移，避免其側向搖擺，保證TMD減振器振動的頻率與結構豎向振動頻率相一致。
權利要求
1.一種定向垂直可調式調諧質量減振器，其特征是質量塊由單片鋼板(3)疊加制作而成，并用螺栓(4)連接在一起，同時粘滯油阻尼器的兩側沿豎向垂直設置導向桿(5)。
全文摘要
一種大跨度人行過街天橋、港口棧橋及相關結構的減振控制裝置，屬于土木工程結構減振技術領域。本發(fā)明為人行過街天橋、港口棧橋及相關結構提供一種減振控制裝置，以減小橋梁結構在人行荷載作用下的共振反應，解決了人行過街天橋、港口棧橋及相關結構的安全性問題。其特征是質量塊用單片鋼板3疊加制作而成，并用螺栓4連接，質量可調，應用靈活；同時在粘滯油阻尼器6兩側沿豎向垂直設直導向桿5，以避免側向搖擺。本發(fā)明的效果和益處是這種減振裝置能有效減小大跨度人行過街天橋、港口棧橋及相關結構的共振反應，構造簡單，施工方便，造價低廉，應用在大跨度人行過街天橋、港口棧橋及相關結構的工程中，將會產生巨大的經濟效益和社會效益。
文檔編號E04B1/98GK1614148SQ20041008766
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月23日 優(yōu)先權日2004年11月23日
發(fā)明者李宏男, 霍林生 申請人:大連理工大學