專利名稱：用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置。
背景技術(shù)：
作為斜拉橋、懸 索橋及大跨度拱橋主要受力構(gòu)件的拉索(或吊桿)，具有柔性大、內(nèi)阻尼低、固有頻率分布廣等特點(diǎn)，極易在風(fēng)、風(fēng)雨和支承端位移的激勵下發(fā)生振動。已有研究表明拉索(或吊桿)的致振機(jī)理非常復(fù)雜，按不同的成因可分為渦激共振、參數(shù)振動、抖振、風(fēng)雨振、冰振及并列索的尾流馳振等。目前，抑制拉索(或吊桿)振動的主要手段是被動控制，其主要措施包括三種一種是通過改變拉索(或吊桿)表面形狀以改變拉索(或吊桿)的氣動特性；另一種是在拉索(或吊桿)近端增設(shè)被動減振阻尼器，還有一種是增設(shè)輔助索。氣動措施和減振阻尼裝置在我國工程實(shí)踐中得到了推廣應(yīng)用，但輔助索減振措施在國內(nèi)尚未推廣。我國工程實(shí)踐中增加拉索(或吊桿)結(jié)構(gòu)阻尼普遍采用兩種方式一種是液壓阻尼器，其主要缺點(diǎn)是其耐久性能不佳，密封性能不好容易漏油，維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高，同時液壓阻尼器體積較大，放置在橋面上對橋梁景觀有負(fù)面作用；另一種方式是采用高阻尼橡膠材料做成的阻尼圈，其具有結(jié)構(gòu)簡單、不影響橋面景觀等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是安裝時調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)比較困難，減振效果不佳。形狀記憶合金是一種兼有感知和驅(qū)動功能的新型材料，它與傳統(tǒng)材料的區(qū)別是具有形狀記憶效應(yīng)和大變形超彈性特性，高阻尼，耐腐蝕，耐疲勞，能夠重復(fù)屈服而不產(chǎn)生永久變形，耐久性好等特點(diǎn)。隨著研究的深入和成本的降低，研發(fā)用于橋梁拉索(或吊桿)的形狀記憶合金阻尼裝置具有很大的潛力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種耗能性能較佳、耐久性好的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其包括套筒及減振環(huán)，所述套筒套設(shè)于拉索或吊桿上，其內(nèi)側(cè)壁與所述拉索或吊桿之間具有間距，所述減振環(huán)由形狀記憶合金制成，其位于所述套筒與所述拉索或吊桿之間。進(jìn)一步地，所述減振環(huán)由多根形狀記憶合金絲纏繞成絞線后，由所述絞線繞制成環(huán)狀圈，該環(huán)狀圈尺寸等參數(shù)現(xiàn)場可調(diào)。進(jìn)一步地，所述套筒套設(shè)于所述拉索或吊桿的底部一段長度，所述套筒的底部固定于橋面內(nèi)。進(jìn)一步地，所述套筒套設(shè)于所述拉索或吊桿上部一段長度，所述減振阻尼裝置還包括支架，所述支架的兩端分別支撐并固定在所述套筒及橋面上。進(jìn)一步地，所述套筒頂端設(shè)有截面呈傘狀的防水帽，或者于所述套筒頂端與拉索或吊桿之間設(shè)有起防水作用的防腐蝕柔性體。進(jìn)一步地，在沿所述拉索或吊桿的長度方向上分布有至少一層所述的減振環(huán)，每一層設(shè)有至少一個所述的減振環(huán)。進(jìn)一步地，所述減振環(huán)均布于所述拉索或吊桿的周圍。進(jìn)一步地，所述拉索或吊桿外套設(shè)有哈弗管，所述哈弗管上設(shè)有索耳，所述套筒內(nèi)側(cè)壁上對應(yīng)所述索耳的位置處也設(shè)有索耳，所述減振環(huán)固定于所述哈弗管的索耳及所述套筒的索耳上。進(jìn)一步地，所述索耳呈圓筒狀，其長度方向與所述拉索或吊桿的長度方向相平行。進(jìn)一步地，所述拉索或吊桿外套設(shè)有哈弗管，所述套筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有索耳，所述減振環(huán)預(yù)張拉后繞過所述拉索或吊桿外的哈弗管并固定于所述索耳上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的減振阻尼裝置的減振環(huán)由形狀記憶合金制成，其具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性等優(yōu)良特性，從而可增強(qiáng)減振拉索(或吊桿)裝置的耗能性能和大變形自復(fù)位能力，同時具有良好的耐久性。施工時可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)優(yōu)化減振環(huán)的尺寸，易于安裝。減振環(huán)位于拉索(或吊桿)與套筒之間，其與套筒形成一個阻尼結(jié)構(gòu)體系，提升了拉索(或吊桿)的振動阻尼，可有效抵制各種激勵導(dǎo)致的振動，如渦激振動、風(fēng)雨振動、參數(shù)振動和線性內(nèi)部共振等。再者，上述減振阻尼裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。此外，上述減振環(huán)均布于拉索(或吊桿)周圍，振動時，各個方向可同時起作用，可進(jìn)一步有效地提高裝置的減振耗能效果。

圖I是本實(shí)用新型用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是沿圖I及圖2中A-A線的剖面示意圖。圖4是本實(shí)用新型用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是沿圖4中B-B線的剖面示意圖。圖6制作本實(shí)用新型用于橋梁拉索吊桿的減振阻尼裝置中減振環(huán)的形狀記憶合金絞線的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請一同參閱圖I、圖2及圖4，是本實(shí)用新型的三種實(shí)施方式。該減振阻尼裝置主要包括套筒I及減振環(huán)2。套筒I套設(shè)于斜拉橋的拉索3上，其內(nèi)側(cè)壁與拉索3之間具有間距；減振環(huán)2由形狀記憶合金制成，其位于套筒I與拉索3之間。上述減振阻尼裝置的減振環(huán)2由形狀記憶合金絞線制成，其具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性等優(yōu)良特性，從而可增強(qiáng)減振拉索裝置的耗能性能和大變形自復(fù)位能力，同時具有良好的耐久性。減振環(huán)2位于拉索3與套筒I之間，其與套筒I形成一個阻尼結(jié)構(gòu)體系，提升了拉索3的振動阻尼，可有效抵制各種激勵導(dǎo)致的振動，如渦激振動、風(fēng)雨振動、參數(shù)振動和線性內(nèi)部共振等。再者，上述減振阻尼裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、施工和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，同時其還具有使用壽命長，易于制造、安裝等優(yōu)點(diǎn)。具體地，圖I所示的第一實(shí)施例中，套筒I為鋼套筒，其套設(shè)于拉索3的底部一段長度，套筒I的底部可伸進(jìn)并固定在橋面4內(nèi)的橫梁錨箱上，于套筒I頂部設(shè)有截面大致呈傘狀的防水帽11。圖2所示的第二實(shí)施例中，套筒I’套設(shè)于拉索3上部一段長度，其由兩個半環(huán)所組成，通過螺栓固定成整體，于套筒I’頂部與拉索3之間設(shè)有防腐蝕柔性體11’，以起防水作用。減振阻尼裝置還包括支架5，支架5可為鋼支架，其兩端分別支撐并固定在套筒I’及橋面4上。上述第一及第二實(shí)施例中，在沿拉索3的長度方向上可分布至少一層減振環(huán)2 (優(yōu)選為多層)，每一層設(shè)有至少一個減振環(huán)2 (優(yōu)選為多個)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在沿拉索3的長度方向上減振環(huán)2可均布于拉索3的周圍(如圖3所示)，這樣，當(dāng)拉索3振動時，各個方向的減振環(huán)2可同時起作用，可進(jìn)一步有效地提高裝置的減振耗能效果。請一同參閱圖3，拉索3外套設(shè)有哈弗管6，哈弗管6呈兩個半環(huán)形，于哈弗管6與拉索3之間設(shè)有柔性防護(hù)層(圖中未示出)，以防止哈弗管6對拉索3的磨損。哈弗管6上設(shè)有索耳7，套筒I內(nèi)側(cè)壁上對應(yīng)索耳7的位置處也設(shè)有索耳8。索耳7、8呈圓筒狀，其長度方向與拉索3的長度方向相平行。減振環(huán)2穿設(shè)并固定于拉索3的索耳7及套筒I的索耳8上。正常狀態(tài)下，減振環(huán)2不受力，當(dāng)拉索3振動時，所有的減振環(huán)2可以同時起作用，由安裝位置決定其受拉或受壓，耗散拉索3振動的能量，對拉索3起減振作用。由于減振環(huán)2安裝在拉索3與套筒I的四周之間，振動時每個減振環(huán)2同時起作用(受拉或受壓)，從而可充分有效地發(fā)揮所有減振環(huán)2的耗能作用。如圖5所示，是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例，其套筒I”安裝在拉索3上的位置與上述第二實(shí)施例相似，其套筒I”套設(shè)于拉索3上部一段長度，并通過支架5支撐于橋面4上。本實(shí)施例中，套筒I”的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有索耳9，減振環(huán)2”預(yù)張拉后繞過拉索3外的哈弗管6并固定于索耳9上。拉索3與套筒I”的四周之間可重復(fù)上述步驟經(jīng)纏繞多個預(yù)張拉的減振環(huán)2”，上、下可多層設(shè)置。當(dāng)拉索3由外界激勵引起振動時，減振環(huán)2”起作用，其可在不同方向上拉住拉索3，耗散拉索3振動時的能量，從而對拉索3減振起到十分有利的作用。請一同參閱圖6，本實(shí)用新型中的減振環(huán)2可由多根形狀記憶合金絲21纏繞成絞線后，再由絞線繞制成環(huán)狀圈。上述三種實(shí)施方式均是通過斜拉橋中的拉索3示例來說明，但本實(shí)用新型的減振阻尼裝置不僅僅可作為斜拉橋中的拉索3減振裝置，還可以作為懸索橋及拱橋中的吊桿阻尼裝置，其安裝方法及使用與斜拉橋的類似，只需要將附圖中傾斜的拉索3轉(zhuǎn)換成垂直的吊桿即可，對此不再贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，包括套筒及減振環(huán)，所述套筒套設(shè)于拉索或吊桿上，其內(nèi)側(cè)壁與所述拉索或吊桿之間具有間距，所述減振環(huán)由形狀記憶合金制成，其位于所述套筒與所述拉索或吊桿之間。
2.如權(quán)利要求I所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述減振環(huán)由多根形狀記憶合金絲纏繞成絞線后，由所述絞線繞制成環(huán)狀圈。
3.如權(quán)利要求I所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述套筒套設(shè)于所述拉索或吊桿的底部一段長度，所述套筒的底部固定于橋面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求I所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述套筒套設(shè)于所述拉索或吊桿上部一段長度，所述減振阻尼裝置還包括支架，所述支架的兩端分別支撐并固定在所述套筒及橋面上。
5.如權(quán)利要求I所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述套筒頂端設(shè)有截面呈傘狀的防水帽，或者于所述套筒頂端與拉索或吊桿之間設(shè)有起防水作用的防腐蝕柔性體。
6.如權(quán)利要求I所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，在沿所述拉索或吊桿的長度方向上分布有至少一層所述的減振環(huán)，每一層設(shè)有至少一個所述的減振環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述減振環(huán)均布于所述拉索或吊桿的周圍。
8.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述拉索或吊桿外套設(shè)有哈弗管，所述哈弗管上設(shè)有索耳，所述套筒內(nèi)側(cè)壁上對應(yīng)所述索耳的位置處也設(shè)有索耳，所述減振環(huán)固定于所述哈弗管的索耳及所述套筒的索耳上。
9.如權(quán)利要求8所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述索耳呈圓筒狀，其長度方向與所述拉索或吊桿的長度方向相平行。
10.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其特征在于，所述拉索或吊桿外套設(shè)有哈弗管，所述套筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有索耳，所述減振環(huán)預(yù)張拉后繞過所述拉索或吊桿外的哈弗管并固定于所述索耳上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于橋梁拉索或吊桿的減振阻尼裝置，其包括套筒及減振環(huán)，套筒套設(shè)于拉索或吊桿上，其內(nèi)側(cè)壁與拉索或吊桿之間具有間距，減振環(huán)由形狀記憶合金制成，其位于套筒與拉索(或吊桿)之間。本實(shí)用新型的減振阻尼裝置的減振環(huán)由形狀記憶合金制成，其具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性等優(yōu)良特性，從而可增強(qiáng)減振拉索(或吊桿)裝置的耗能性能和大變形自復(fù)位能力，同時具有良好的耐久性。減振環(huán)位于拉索(或吊桿)與套筒之間，其與套筒形成一個阻尼結(jié)構(gòu)體系，提升了拉索(或吊桿)的振動阻尼，可有效抵制各種激勵導(dǎo)致的振動。再者，上述減振阻尼裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、施工和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，同時其還具有使用壽命長，易于制造、安裝等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E01D19/16GK202359499SQ20112047433
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者劉海鋒, 周?？? 楊夏 申請人:深圳大學(xué)