一種裝配式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及±木工程結(jié)構(gòu)振動控制領(lǐng)域,具體設(shè)及一種適用于大跨度人行天 橋豎向振動控制的電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化進(jìn)程與立體化交通的發(fā)展,國內(nèi)大跨徑人行天橋的建設(shè)越來越多,而 我國現(xiàn)有人行天橋設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定人行天橋豎向一階頻率必須大于3.0Hz,運(yùn)對于超過40m的 單跨人行天橋很難做到。為方便施工,過街天橋多采用簡支鋼箱梁結(jié)構(gòu)。然而,一方面鋼結(jié) 構(gòu)人行天橋固有阻尼較低,另一方面大跨度人行天橋的一階豎向振動固有頻率與行人正常 步行頻率較為接近,極易誘發(fā)共振。此時人行天橋曉度、應(yīng)力將大大超過靜力分析值,行人 舒適度也難W滿足要求。長此W往,必將影響結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。
[0003] 解決簡支鋼箱梁人行天橋舒適性問題的現(xiàn)有技術(shù)主要有:增加梁高、改變結(jié)構(gòu)支 撐體系(如口式剛架)、組合結(jié)構(gòu)體系(在梁體上方兩側(cè)增設(shè)巧架)等增加結(jié)構(gòu)自身剛度的頻 率調(diào)整法,使其豎向一階頻率滿足中國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范KCJJ 69-95) 不宜小于3Hz的規(guī)定;在人行天橋上附加耗能裝置增大結(jié)構(gòu)的阻尼,較多采用調(diào)諧質(zhì)量阻尼 器(TMD)運(yùn)種動力吸振裝置來降低人行橋在同等人流量下的振動幅值,從而滿足相關(guān)規(guī)范 的舒適性要求。比較而言,基于剛度措施的頻率調(diào)整法經(jīng)濟(jì)成本較高,近年來WTMD為主的 吸能減振措施在人行天橋振動控制領(lǐng)域逐漸得到了推廣應(yīng)用。
[0004] 現(xiàn)有人行橋豎向減振用TMD的阻尼形式主要為液體粘滯阻尼器(如專利號為 201010137516.2公開的"一種懸吊式的調(diào)頻質(zhì)量阻尼器")。但粘滯阻尼器存在漏油、不易養(yǎng) 護(hù),W及阻尼在后期均很難調(diào)節(jié)等問題。最近,也有研究者開發(fā)了電滿流阻尼TMD(見專利 號為201010022003.7公開的"永磁式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器"),并成功用于鋼拱橋細(xì)長吊 桿減振(見《鋼拱橋剛性細(xì)長吊桿減振用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的試驗(yàn)研究》,科學(xué)技術(shù)與工程, 2013,第19期,5555-5560頁)。將電滿流阻尼應(yīng)用于TMD的突出優(yōu)點(diǎn)有:阻尼器不需要與結(jié)構(gòu) 直接接觸,無任何摩擦阻尼;阻尼器內(nèi)無流體,無需密封件,不會出現(xiàn)任何漏液;阻尼器無附 加剛度,從而不會影響TMD的頻率參數(shù),實(shí)現(xiàn)了 TMD剛度與阻尼的完全分離。但目前電滿流阻 尼TMD存在磁路過于簡單、易漏磁,耐久性低,電滿流阻尼系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算不準(zhǔn)確,現(xiàn)場安裝困 難等問題。
[0005] TMD的減振效果與TMD、主體結(jié)構(gòu)二者之間的頻率調(diào)諧程度密切相關(guān),為確保減振 效果,一般均要求TMD的頻率具有一定的調(diào)節(jié)余地。現(xiàn)有TMD的頻率微調(diào)方法主要通過增減 質(zhì)量實(shí)現(xiàn),該方法屬于應(yīng)用較為廣泛的常規(guī)技術(shù),也有通過增減小彈黃的方式改變TMD的剛 度繼而實(shí)現(xiàn)TMD頻率的調(diào)節(jié)(如專利號為"201320560965.7"公開的"擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的 頻率調(diào)節(jié)裝置"),但運(yùn)兩種方法均難W實(shí)現(xiàn)TMD頻率的連續(xù)、精確調(diào)節(jié)。
[0006] 此外,對于新建人行天橋,TMD可W在施工過程中直接安裝在鋼箱梁內(nèi)部,對于既 有(正在服役)人行橋?qū)MD直接安裝在鋼箱梁內(nèi)部存在困難。也就是說,既有人行橋減振對 于TMD的安裝空間與方式提出了更高的要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在服役人行天橋豎向減振用TMD的阻尼元件耐久性 差、安裝不便、頻率調(diào)節(jié)困難等問題,提出一種裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。
[0008] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,包括下底板(1)、 TMD主體(15)和調(diào)頻裝置,TMD主體(15)套裝在固定在下底板(1)上的導(dǎo)軸(11)上,TMD主體 (15)由套裝在導(dǎo)軸(11)上的螺旋壓黃(3)支撐,導(dǎo)軸(11)頂端安裝有限位板(9),在TMD主體 (15)的下方設(shè)至少置有兩個調(diào)頻裝置,所述TMD主體(15)由下向上依次疊放有五片鋼板a (4)、一片鋼板b(5)、一片鋼板c(6)、一片鋼板d(7)和一片鋼板e(8);鋼板a、b的中部形成矩 形的鋼板腔室(22);鋼板c(6)的中部預(yù)留有安裝L型永磁鐵固定板(12)的缺口;L型永磁鐵 固定板(12)上安裝有永磁鐵(13),永磁鐵(13)位于鋼板腔室(22)內(nèi);在鋼板腔室(22)內(nèi)的 兩個L型永磁鐵固定板(12)之間安裝有導(dǎo)體銅板(14),導(dǎo)體銅板(14)固定安裝在下底板(1) 上;在鋼板d(7)的導(dǎo)軸孔內(nèi)(21)內(nèi)設(shè)置有直線軸承(25)。
[0009] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述永磁鐵(13)的一種優(yōu)選為長方體,同 一L型永磁鐵固定板(12)上永磁鐵(13)同磁極布置,不同L型永磁鐵固定板(12)上永磁鐵 (13)異磁極布置。
[0010] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,同一L型永磁鐵固定板(12)上的永磁鐵 (13)之間水平凈距為永磁鐵(13)邊長的0.4~0.6倍,豎向凈距為永磁鐵(13)邊長的0.8~ 1.2 倍。
[0011] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述調(diào)頻裝置包括升降裝置(17)、固定在 升降裝置(17)上方的支撐磁鐵(16),W及用來調(diào)整升降裝置的旋鈕(18)。
[0012] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述L型永磁鐵固定板(12)的短肢通過螺 絲(26)固定在鋼板b(5)預(yù)留的槽口上,長肢緊貼鋼板a、b(4、5)所圍成的方形鋼板腔室(22) 內(nèi)。
[0013] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述導(dǎo)體銅板(14)下端開孔通過兩塊角鋼 (20)夾持固定,兩塊角鋼(20)分別與下底板(1)通過螺栓(19)連接。
[0014] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述鋼板d(7)的導(dǎo)軸孔(21)處開有大圓 孔,大圓孔孔內(nèi)安裝有直線軸承(25)。
[0015] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述鋼板e(8)的開孔略大于導(dǎo)軸(11)直 徑,壓在直線軸承(25)上,防止直線軸承(25)從鋼板d(7)滑出。
[0016] 所述的裝配式電滿流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,所述鋼板a(4)、鋼板b(5)、鋼板c(6)、鋼板d (7)與鋼板e(8)均預(yù)留螺栓孔(23),通過長桿螺栓(24)相連。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果是:1、結(jié)構(gòu)緊湊:本實(shí)用新型將TMD的阻尼元件部分嵌套在 充當(dāng)調(diào)諧質(zhì)量的鋼板內(nèi)部,各個部件之間緊密結(jié)合,大大減小了裝置的體積;同時,TMD裝置 平面投影為細(xì)長型,完全可W鑲嵌在欄桿部位,降低了裝置對人行橋通行和美觀上的影響;
[0018] 2、耐久性高:本實(shí)用新型的TMD全部由金屬材料構(gòu)成,耐久性較高,可W保證阻尼 器長時間工作;在后期維護(hù)上,更是可W隨時更換部件,或是做頻率方面的調(diào)整;大大延長 了 TMD使用壽命;
[0019] 3、裝配簡單、快捷:本實(shí)用新型的TMD為裝配式結(jié)構(gòu),TMD安裝或維護(hù)時,均無需破 壞橋梁本身結(jié)構(gòu),施工時僅需人工便可完成所有工作,很容易在現(xiàn)場組裝;
[0020] 4、磁路優(yōu)化:本實(shí)用新型的TMD電滿流阻尼構(gòu)造通過磁場有限元與試驗(yàn)檢驗(yàn),實(shí)現(xiàn) 了電滿流阻尼的最優(yōu)磁路設(shè)計(jì),大大提高了電滿流阻尼耗能效率。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為TMD整體結(jié)構(gòu)側(cè)剖面示意圖;
[0022] 圖2為L型永磁鐵固定板與永磁鐵安裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖;
[0023] 圖3為L型永磁鐵固定板固定永磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024] 圖4為導(dǎo)體銅板與下底板固定安裝結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025] 圖5為TMD整體外觀結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖;
[0026] 圖6為TMD整體外觀結(jié)構(gòu)端面示意圖;
[0027] 圖7為TMD整體結(jié)構(gòu)雙向剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
[002引圖8為鋼板a和鋼板b的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0029] 圖9為鋼板C的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0030] 圖10為鋼板d的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031 ]圖11為鋼板e的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0032] 圖12為TMD在天橋安裝局部放大結(jié)構(gòu)示意圖;
[0033] 圖13為TMD在天橋上安裝對稱結(jié)構(gòu)示意圖;
[0034] 圖中,1為下底板,2為彈黃套環(huán),3為螺旋壓黃,4為鋼板a,5為鋼板b,6為鋼板C,7為 鋼板d,8為鋼板e,9為限位板,10為螺母,11為導(dǎo)軸,12為L型永磁鐵固定板,13為永磁鐵,14 為導(dǎo)體銅板,15為TMD主體,16為支撐磁鐵,17為升降裝置,18為旋鈕,19為螺栓,20為角鋼, 21為導(dǎo)軸孔,22為鋼板腔室,23為螺栓孔,24為長桿螺栓,25為直線軸承,26為螺絲,27為欄 桿,28為TMD整體,29為剛性外罩,30人行天橋主體,31為立角承托。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 實(shí)施例1:結(jié)合圖1-圖13,一種裝配