專利名稱：適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及橋梁體系技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻 尼器。
背景技術(shù)：
[0002]隨著跨徑的增大，大跨度斜拉橋越來越柔，使得斜拉橋很容易受到各種外界因素 的激勵而發(fā)生振動。而斜拉索更是因為剛度小，質(zhì)量輕，阻尼低的特點，很容易發(fā)生振動。并 且隨著斜拉橋跨徑的不斷增大，拉索也越來越長，拉索的振動問題也日益突出。斜拉索由空 氣動力不穩(wěn)定引起的風致振動和由結(jié)構(gòu)相互作用引起的參數(shù)振動問題也日益突出。其中拉 索的風雨激振問題是目前已知拉索振動中振幅最大，災害最嚴重的一種振動。當拉索發(fā)生 風雨激振時，拉索上下表面各有一條雨水形成的水線，沿傾斜的拉索向下流動，并隨著拉索 的振動在拉索表面震蕩。[0003]為了避免斜拉索的振動對斜拉橋的損傷，現(xiàn)在一般采取的拉索振動方法主要有以 下三種:拉索的氣動控制法、拉索的阻尼減振法和拉索的動力特性法。拉索的氣動控制法主 要通過改變拉索的截面形狀及對拉索進行特殊處理來改善拉索在風雨作用下的氣動特性。 拉索的阻尼減振法是一種通過在拉索上附加阻尼器來提高拉索結(jié)構(gòu)阻尼的減振方法。拉索 的動力特性法是采用輔助索將不同的拉索聯(lián)結(jié)，將長索改變?yōu)槎趟?，改變拉索的動力特性?從而控制拉索的風致振動。[0004]從現(xiàn)在工程中應用比較廣泛的幾種阻尼器來看，高阻尼橡膠阻尼器能夠提供的阻 尼值有限，且對于低階振型可能達不到優(yōu)化設(shè)計要求的阻尼值；油壓阻尼器和粘性剪切材 料阻尼器的最大的缺點是其性能的溫度依從性大，而且油耗材料的耐久性也不是很令人滿 意；摩擦性阻尼器雖然不受溫度影響容易調(diào)節(jié)，但是小振幅時阻尼不能工作，可能不利于拉 索的疲勞損傷，其材料的離散特性也會造成阻尼性能的不穩(wěn)定定；磁流變阻尼器是以智能 材料制成的可調(diào)參數(shù)阻尼器，是一種新技術(shù)具有很多優(yōu)點，但是其價格相對也比較昂貴等。[0005]在以上介紹的阻尼器，無論采取哪種形式的阻尼器，都會有一個共同的作用就是 減震器的位置離拉索錨固點比較近，盡管能有效改善錨固點處因風致振動引起的破壞，但 對拉索中部振幅的減緩尚不理想，特別是大跨度斜拉橋的長索更是如此，因此在大跨度的 斜拉橋中，總是要依賴幾種措施來綜合考慮，從橋梁美觀的角度來看，安裝以上所述阻尼器 也是不美觀的，需要結(jié)合拉索氣動措施來解決。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼 器，既能發(fā)揮氣動措施的優(yōu)點，又能提高斜拉索的阻尼。[0007]為了解決以上的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻 尼器，該阻尼器緊密纏繞在斜拉索上，包括保護套、金屬編織層、艙室隔板和封閉在艙室內(nèi) 的顆粒，由金屬編織層構(gòu)成的繩索型空腔，艙室隔板將空腔分割成若干個小艙室，在每個小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒，在整個繩索型空腔的外側(cè)包裹保護套。[0008]所述繩索型空腔為封閉圓形結(jié)構(gòu)，以減小拉索的阻力。所述金屬編織層的材料為金屬軟管，如不銹鋼、銅等。為了加強其吸能性能，金屬軟管內(nèi)可加一層耐磨橡膠。[0009]所述艙室隔板的材料為金屬軟管，或為橡膠材料。艙室隔板的數(shù)目視所需艙室長度而定，為了使豆莢型阻尼器效果發(fā)揮良好，艙室長度不宜過長。而且，艙室隔板不能讓艙室內(nèi)的顆粒通過，保證顆粒的原始分布。[0010]所述顆粒的形狀為不規(guī)則，顆粒粒徑也應該分為幾個等級，顆粒的數(shù)量占每個小艙室的50%-90%。[0011]所述保護套采用耐磨、耐腐蝕的材料。[0012]本實用新型的優(yōu)越功效在于:[0013]I)采用增加斜拉索內(nèi)阻尼的思想，通過豆莢雨線型阻尼器內(nèi)顆粒的運動、顆粒之間的碰撞和摩擦、顆粒與艙室壁的碰撞和摩擦等形式消耗拉索振動的能量，起到拉索減振的目的，與現(xiàn)有的阻尼器相比，其有技術(shù)簡單，價格便宜等優(yōu)點；[0014]2)本實用新型是緊密纏繞在拉索上的，起到破壞拉索雨線的目的，有效減少了拉索風雨振動，同時增加拉索內(nèi)阻尼，減少了其他形式的振動。與現(xiàn)有阻尼器相比，是多重阻尼效果的疊加，而不像現(xiàn)有阻尼器比較單一，這樣有利于節(jié)省空間；[0015]3)從橋梁景觀角度來看，本實用新型就像一條細線纏繞在鎖上，對橋梁美觀沒有多大影響，而現(xiàn)有阻尼器對橋梁景觀的影響比較大；[0016]4)現(xiàn)有阻尼器需要安裝支架，限制了阻尼器的安裝高度，減弱了阻尼器的減振效果。本實用新型不需要支架，可以安裝在整個高度，對拉索的減振更有利；[0017]5)本實用新型構(gòu)造簡單，不會產(chǎn)生現(xiàn)有阻尼器的一些弊端，例如油壓阻尼器的漏油問題，摩擦阻尼器小振幅不工作的問題。


[0018]圖1為本實用新型豆莢雨線型阻尼器的橫斷面圖；[0019]圖2為本實用新型豆莢雨線型阻尼器的縱斷面圖；[0020]圖3為單根豆莢雨線型阻尼器應用于斜拉索上的立面圖；[0021]圖4為兩根豆莢雨線型阻尼器應用于斜拉索上的立面圖；[0022]圖中標號說明[0023]I一保護套；2—金屬編織層；[0024]3一艙室隔板；4一顆粒；[0025]5—豆莢雨線型阻尼器；6—斜拉索。
具體實施方式
[0026]請參閱附圖所示，對本實用新型作進一步的描述。[0027]如圖1和圖2所示，本實 用新型提供了一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，該阻尼器緊密纏繞在斜拉索6上，包括保護套1、金屬編織層2、艙室隔板3和封閉在艙室內(nèi)的顆粒4，金屬編織層2構(gòu)成繩索型空腔，艙室隔板3將空腔分割成若干個小艙室，在每個小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒4，在整個空腔外側(cè)包裹保護套I。[0028]金屬編織層2采用柔軟、耐磨和吸能良好的材料，利于彎曲纏繞，能夠緊密的與斜 拉索6接觸，其直徑不宜過大，根據(jù)需要減振斜拉索6的直徑來確定。整個金屬編織層2是 一個封閉圓形結(jié)構(gòu)，[0029]艙室隔板3可以采用與金屬編織層2，或者與橡膠材料一致的材料制成，艙室隔板 3的數(shù)目視所需艙室長度而定，為了使豆莢雨線型阻尼器效果發(fā)揮良好，艙室長度不宜過 長。而且，艙室隔板3不能讓艙室內(nèi)的顆粒通過，保證顆粒的原始分布。[0030]艙室內(nèi)顆粒4需要采用不規(guī)則的顆粒形狀，顆粒數(shù)量占到每個小艙室的50%_90%， 若已知拉索有顯著的振型時，可以讓顆粒在整個體系中不均勻分布，也就是說可以在需要 控制的振型峰值附近的小艙室中多放些顆粒。根據(jù)拉索振動的特性來考慮顆粒粒徑的分布 比例，不同粒徑的顆粒是為了保證在不同振動下都能使顆粒運動起來，起到消能作用，為了 使艙室內(nèi)的顆粒保證分散而不至于板結(jié)，可以在顆粒中間摻一些干燥劑。顆粒的材料應該 是耐磨、密度大、粗糙度大的材料，例如碳化鎢、鐵屑、鋼球等。[0031]最外層的保護套I主要是為了保護豆莢型雨線阻尼器不會發(fā)生腐蝕、老化等問 題，其材料要求柔軟、耐磨、耐腐蝕、耐老化等?？梢赃x用PE軟管、HDPE軟管等與斜拉索護 套相同的材料，這也可以保證豆莢雨線型阻尼器在安裝時牢固且方便。[0032]豆莢雨線型阻尼器的直徑根據(jù)斜拉索6的直徑選擇確定，確定豆莢雨線型阻尼器 直徑之后，確定各結(jié)構(gòu)層的厚度，原則是讓空腔的直徑盡可能大一些，這樣有利于儲存較多 的顆粒4，阻尼效果更佳顯著。[0033]如圖3所示，為一根豆莢雨線型阻尼器5和一根需要減振的斜拉索6，將豆莢雨線 型阻尼器5通過專用膠水按一定螺距纏繞在整根斜拉索6上，當斜拉索6發(fā)生振動時，豆莢 雨線型阻尼器5內(nèi)的顆粒會隨之運動，顆粒與顆粒之間的碰撞、顆粒與主系統(tǒng)之間的摩擦 以及裝置本身質(zhì)量的運動等會消耗拉索振動的能量。當在下雨的時候，因為豆莢雨線型阻 尼器5是螺旋纏繞在斜拉索6上的，使得斜拉索6上不能形成水線，由此破壞了產(chǎn)生風雨激 振的條件，避免了此狀況下的不利振動。[0034]當一根豆莢雨線型阻尼器不能滿足減振的要求時，也可以在同一根斜拉索6上安 裝兩個相同的豆莢雨線型阻尼器5。如圖4所示，包括兩根相同的豆莢雨線型阻尼器5，還 有一根待減振的斜拉索6，工作機理如安裝單根阻尼器時一樣。具體做法是讓兩個豆莢雨線 型阻尼器5初始位置相差180°按相同的方向和螺距通過專用膠水按一定螺距纏繞在整根 斜拉索6上。
權(quán)利要求1.一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:該阻尼器緊密纏繞在斜拉索上，包括保護套、金屬編織層、艙室隔板和封閉在艙室內(nèi)的顆粒，由金屬編織層構(gòu)成的繩索型空腔，艙室隔板將空腔分割成若干個小艙室，在每個小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒，在整個繩索型空腔的外側(cè)包裹保護套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述繩索型空腔為封閉圓形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述金屬編織層的材料為金屬軟管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述金屬軟管內(nèi)加一層耐磨橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨 線型阻尼器，其特征在于:所述艙室隔板的材料為金屬軟管，或為橡膠材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述顆粒的數(shù)量占每個小艙室的50%-90%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，其特征在于:所述保護套采用耐磨、耐腐蝕的材料。
專利摘要本實用新型公開一種適用于斜拉索的豆莢雨線型阻尼器，該阻尼器緊密纏繞在斜拉索上，包括保護套、金屬編織層、艙室隔板和封閉在艙室內(nèi)的顆粒，由金屬編織層構(gòu)成的繩索型空腔，艙室隔板將空腔分割成若干個小艙室，在每個小艙室中均勻地分布著不同粒徑的顆粒，在整個繩索型空腔的外側(cè)包裹保護套。本實用新型的優(yōu)點是通過豆莢雨線型阻尼器內(nèi)顆粒的運動、顆粒之間的碰撞和摩擦、顆粒與艙室壁的碰撞和摩擦等形式消耗拉索振動的能量，起到拉索減振的目的；因是緊密纏繞在拉索上的，起到破壞拉索雨線的目的，有效減少了拉索風雨振動，同時增加拉索內(nèi)阻尼，減少了其他形式的振動。
文檔編號E01D19/16GK203160129SQ20132010409
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者淡丹輝, 徐斌, 鞏煚鑫, 孫利民 申請人:同濟大學