本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)，屬于橋梁結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。位于主梁內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊通過梁內(nèi)錨索錨固在主梁兩端的錨碇上，具有很大的橫向和抗扭剛度及慣性。主梁在橫向風(fēng)的作用下發(fā)生橫向位移和扭轉(zhuǎn)位移，其中橫向位移通過連接桿傳遞給安裝在錨固質(zhì)量塊上的變速箱，經(jīng)變速箱放大后傳遞給附加質(zhì)量塊、水平彈簧和消能器，將主梁振動(dòng)的動(dòng)能傳遞給附加質(zhì)量塊，主梁內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊不受橫向風(fēng)的影響，保持較大的靜止慣性，能夠提供給變速箱和豎向彈簧一個(gè)相對(duì)固定的支撐，使主梁獲得較大的橫向阻尼力和豎向彈性支撐力，在主梁扭轉(zhuǎn)方向上相當(dāng)于一個(gè)TMD，兩個(gè)方向聯(lián)合作用，達(dá)到減小主梁振動(dòng)的目的。
A Generalized Accelerated Mass Damper System for Vibration Reduction of Suspension Bridges in Transverse and Torsional Directions
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)
本專利技術(shù)屬于橋梁結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制
，具體涉及到橋梁的減震技術(shù)，特別涉及到一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
大跨徑懸索橋主梁的橫橋向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)較小，容易在橫向風(fēng)載的作用下發(fā)生振動(dòng)，甚至?xí)l(fā)生以扭轉(zhuǎn)為主的顫振。通常采用的減振方法有：(1)1設(shè)置抗風(fēng)索；(2)在主梁內(nèi)部安裝調(diào)諧質(zhì)量阻尼器TMD；(3)加大主梁橫向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。橫向抗風(fēng)索適用于人行懸索橋，影響橋梁的外觀，造價(jià)較高；TMD在豎向減振方面效果較好，橫橋向減振效果較差，如果TMD與主梁間摩擦力較大時(shí)，因摩擦力鎖定的作用而使TMD失效；加大主梁橫向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度會(huì)大幅度增加橋梁的建設(shè)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出了一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)，包括梁內(nèi)錨索、錨固質(zhì)量塊、附加質(zhì)量塊、變速箱、水平彈簧、豎向彈簧、消能器和連接桿。位于主梁內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊通過梁內(nèi)錨索錨固在主梁兩端的錨碇上，具有很大的橫向和抗扭剛度及慣性。主梁在橫向風(fēng)的作用下發(fā)生橫向位移和扭轉(zhuǎn)位移，其中橫向位移通過連接桿傳遞給安裝在錨固質(zhì)量塊上的變速箱，經(jīng)變速箱放大后傳遞給附加質(zhì)量塊、水平彈簧和消能器，將主梁振動(dòng)的動(dòng)能傳遞給附加質(zhì)量塊，主梁內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊不受橫向風(fēng)的影響，保持較大的靜止慣性，能夠提供給變速箱和豎向彈簧一個(gè)相對(duì)固定的支撐，使主梁獲得較大的橫向阻尼力和豎向彈性支撐力，在主梁扭轉(zhuǎn)方向上相當(dāng)于一個(gè)TMD，兩個(gè)方向聯(lián)合作用，達(dá)到減小主梁振動(dòng)的目的，其減振效率比同等質(zhì)量的TMD高數(shù)倍。本專利技術(shù)的技術(shù)方案：一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)，包括主梁1、錨碇2、梁內(nèi)錨索3、錨固質(zhì)量塊4、輸入連接桿5、變速箱6、輸出連接桿7、附加質(zhì)量塊8、水平彈簧9、消能器10、豎向彈簧11和吊桿12。該廣義質(zhì)量阻尼系統(tǒng)包括主梁1、錨碇2、梁內(nèi)錨索3、錨固質(zhì)量塊4、輸入連接桿5、變速箱6、輸出連接桿7、附加質(zhì)量塊8、水平彈簧9、消能器10、豎向彈簧11和吊桿12；錨固質(zhì)量塊4位于主梁1內(nèi)部，其通過梁內(nèi)錨索3錨固在兩端的錨碇2上，錨固質(zhì)量塊4具有很大的橫向和抗扭剛度及慣性，并且不受橫向風(fēng)的影響；輸入連接桿5一端固定在主梁1外殼，另一端與安裝于錨固質(zhì)量塊4上的變速箱6相連，變速箱6通過輸出連接桿7與附加質(zhì)量塊8一端固定連接；水平彈簧9和消能器10分別固定連接于附加質(zhì)量塊8另一端與錨固質(zhì)量塊4之間；主梁1在橫向風(fēng)的作用下發(fā)生橫向位移和扭轉(zhuǎn)位移，其中橫向位移通過輸入連接桿5傳遞給變速箱6，經(jīng)變速箱6放大后通過輸出連接桿7傳遞給附加質(zhì)量塊8，經(jīng)過增速的附加質(zhì)量塊8吸收了主梁的振動(dòng)的動(dòng)能，一部分表現(xiàn)為附加質(zhì)量塊8的高速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為水平彈簧9的彈性勢能，還有一部分被消能器10耗散掉；主梁1外殼與錨固質(zhì)量塊4之間安裝有豎向彈簧11，主梁1內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊4不受外界環(huán)境風(fēng)的影響，保持較大的靜止慣性，提供給變速箱6和豎向彈簧11一個(gè)相對(duì)固定的支撐，使主梁1獲得較大的橫向阻尼力和豎向彈性支撐力，在主梁1扭轉(zhuǎn)方向上，豎向彈簧11與錨固質(zhì)量塊4組成一個(gè)TMD，橫向與扭轉(zhuǎn)兩個(gè)方向聯(lián)合作用，達(dá)到減小主梁1振動(dòng)的目的。本專利技術(shù)的有益效果：(1)減振效果顯著。由于錨固質(zhì)量塊4的支撐作用較大，變速箱6可以發(fā)揮較強(qiáng)的增速作用，附加質(zhì)量塊8的動(dòng)能將以變速比的平方的倍數(shù)關(guān)系被放大，可以有效地吸收主梁1的振動(dòng)動(dòng)能。(2)位于主梁1內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊4通過梁內(nèi)錨索3錨固在兩端的錨碇2上，不受外界環(huán)境風(fēng)的影響，具有很大的橫向和抗扭剛度及保持靜止的慣性。(3)對(duì)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)起主要作用的是豎向彈簧11與錨固質(zhì)量塊4組成一個(gè)TMD系統(tǒng)，梁內(nèi)錨索3對(duì)于錨固質(zhì)量塊4起彈性支撐作用，也提高了扭轉(zhuǎn)TMD的減振效率。附圖說明圖1是一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)平面示意圖。圖2是主梁斷面及廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)布置圖。圖中：1主梁；2錨碇；3梁內(nèi)錨索；4錨固質(zhì)量塊；5輸入連接桿；6變速箱；7輸出連接桿；8附加質(zhì)量塊；9水平彈簧；10消能器；11豎向彈簧；12吊桿。具體實(shí)施方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式。實(shí)施例一座人行懸索橋的跨徑布置為80+300+80米，寬度為5米，主梁為鋼箱梁結(jié)構(gòu)。主梁1內(nèi)部設(shè)置一個(gè)質(zhì)量為5噸的錨固質(zhì)量塊4，通過4束規(guī)格為37-φ5.0的預(yù)制平行成品索組成的梁內(nèi)錨索3錨固在兩端的錨碇2上。每束梁內(nèi)錨索3的張拉力為48噸，使錨固質(zhì)量塊4具有很大的橫向和抗扭剛度及慣性，并且不受外界環(huán)境風(fēng)的影響。主梁1在橫向風(fēng)的作用下發(fā)生橫向位移和扭轉(zhuǎn)位移，其中橫向位移通過輸入連接桿5傳遞給安裝在錨固質(zhì)量塊4上的變速箱6，經(jīng)變速箱6放大后通過輸出連接桿7傳遞給附加質(zhì)量塊8，輸入連接桿5和輸出連接桿7都是齒條傳動(dòng)構(gòu)件，變速箱6是一個(gè)增速比為1:10的變速器。經(jīng)過增速的附加質(zhì)量塊8吸收了主梁的振動(dòng)的動(dòng)能，一部分表現(xiàn)為附加質(zhì)量塊8的高速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為水平彈簧9的彈性勢能，還有一部分被消能器10耗散掉。主梁1內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊4不受橫向風(fēng)的影響，保持較大的靜止慣性，能夠提供給變速箱6和豎向彈簧11一個(gè)相對(duì)固定的支撐，使主梁1獲得較大的橫向阻尼力和豎向彈性支撐力，在主梁1扭轉(zhuǎn)方向上，豎向彈簧11與錨固質(zhì)量塊4組成一個(gè)TMD，橫向與扭轉(zhuǎn)兩個(gè)方向聯(lián)合作用，達(dá)到減小主梁1振動(dòng)的目的。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)，其特征在于，該廣義質(zhì)量阻尼系統(tǒng)包括主梁(1)、錨碇(2)、梁內(nèi)錨索(3)、錨固質(zhì)量塊(4)、輸入連接桿(5)、變速箱(6)、輸出連接桿(7)、附加質(zhì)量塊(8)、水平彈簧(9)、消能器(10)、豎向彈簧(11)和吊桿(12)；錨固質(zhì)量塊(4)位于主梁(1)內(nèi)部，其通過梁內(nèi)錨索(3)錨固在兩端的錨碇(2)上，錨固質(zhì)量塊(4)具有很大的橫向和抗扭剛度及慣性，并且不受橫向風(fēng)的影響；輸入連接桿(5)一端固定在主梁(1)外殼，另一端與安裝于錨固質(zhì)量塊(4)上的變速箱(6)相連，變速箱(6)通過輸出連接桿(7)與附加質(zhì)量塊(8)一端固定連接；水平彈簧(9)和消能器(10)分別固定連接于附加質(zhì)量塊(8)另一端與錨固質(zhì)量塊(4)之間；主梁(1)在橫向風(fēng)的作用下發(fā)生橫向位移和扭轉(zhuǎn)位移，其中橫向位移通過輸入連接桿(5)傳遞給變速箱(6)，經(jīng)變速箱(6)放大后通過輸出連接桿(7)傳遞給附加質(zhì)量塊(8)，經(jīng)過增速的附加質(zhì)量塊(8)吸收了主梁的振動(dòng)的動(dòng)能，一部分表現(xiàn)為附加質(zhì)量塊(8)的高速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為水平彈簧(9)的彈性勢能，還有一部分被消能器(10)耗散掉；主梁(1)外殼與錨固質(zhì)量塊(4)之間安裝有豎向彈簧(11)，主梁(1)內(nèi)部的錨固質(zhì)量塊(4)不受外界環(huán)境風(fēng)的影響，保持較大的靜止慣性，提供給變速箱(6)和豎向彈簧(11)一個(gè)相對(duì)固定的支撐，使主梁(1)獲得較大的橫向阻尼力和豎向彈性支撐力，在主梁(1)扭轉(zhuǎn)方向上，豎向彈簧(11)與錨固質(zhì)量塊(4)組成一個(gè)TMD，橫向與扭轉(zhuǎn)兩個(gè)方向聯(lián)合作用，達(dá)到減小主梁(1)振動(dòng)的目的。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種懸索橋橫橋向及扭轉(zhuǎn)減振的廣義加速質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)，其特征在于，該廣義質(zhì)量阻尼系統(tǒng)包括主梁(1)、錨碇(2)、梁內(nèi)錨索(3)、錨固質(zhì)量塊(4)、輸入連接桿(5)、變速箱(6)、輸出連接桿(7)、附加質(zhì)量塊(8)、水平彈簧(9)、消能器(10)、豎向彈簧(11)和吊桿(12)；錨固質(zhì)量塊(4)位于主梁(1)內(nèi)部，其通過梁內(nèi)錨索(3)錨固在兩端的錨碇(2)上，錨固質(zhì)量塊(4)具有很大的橫向和抗扭剛度及慣性，并且不受橫向風(fēng)的影響；輸入連接桿(5)一端固定在主梁(1)外殼，另一端與安裝于錨固質(zhì)量塊(4)上的變速箱(6)相連，變速箱(6)通過輸出連接桿(7)與附加質(zhì)量塊(8)一端固定連接；水平彈簧(9)和消能器(10)分別固定連接于附加質(zhì)量塊(8)另一端與錨固質(zhì)量塊(4)之間；主梁(1)在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：檀永剛，閆曉豐，張哲，黃才良，邱文亮，譚巖斌，耿鐵鎖，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大連理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。