CN101372827B - 拉索用轴向减振体系、设置有该体系的拉索及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种拉索用轴向减振体系，包括减振器、减振索和减振索套，减振索安装在减振索套内、并能在减振索套内自由伸缩，减振索两端均连接安装有减振器或减振索的一端连接安装有减振器、另一端不装减振器而与拉索一起锚固或锚固在桥梁固定结构上，减振器固定在拉索体系的锚固端或桥梁固定结构上。设置有该拉索用轴向减振体系的拉索包括减振体系和以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，该拉索用轴向减振体系轴向设置在拉索体系中，其制作方法是：将安装有减振索的减振索套安装设置到拉索体系的索体中、并与索体固定成一体；在减振索的一端或两端安装减振器、并将减振器安装固定到拉索体系的锚固端部或桥梁的固定结构上。该体系的减振效果好。
Description
技术领域：
本发明涉及一种拉索用减振体系、设置有减振体系的拉索及其制作方法。
背景技术：
目前，国内外对斜拉桥的拉索在受到风、风雨共同作用和桥身振动而产生振动时，减少和抑制这些振动的措施有：将原来表面光滑的斜拉索做成表面螺旋形、条型凸纹和V形凹纹的斜拉索；采用辅助索将若干根斜拉索径向联接起来；在斜拉索的端部安装橡胶减振器、液压减振器或摩擦减振器等。然而，事实证明，斜拉索的表面处理对风雨共同作用引起的振动的抑制和减弱是有用的，但对风及桥身引起的振动的抑制和减弱是没有用的；在斜拉索上增加辅助索可以改变斜拉索的自振频率，避免共振，但对振动的抑制和减弱作用不大；对于在斜拉索的端部安装橡胶减振器、液压减振器或摩擦减振器等，当斜拉索受到外力产生振动时，可从径向消耗振动能量，但只是安装在拉索的端部，其耗能作用也相应受到很大的限制，尤其是对长索的大振幅振动是很难抑制和减弱。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：提供一种能提高桥梁拉索的减振效果，尤其是对超长索的减振效果好的拉索用轴向减振体系及设置有该拉索用轴向减振体系的拉索，并提供了设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法。
解决上述技术问题的技术方案是：一种拉索用轴向减振体系，它包括减振器、减振索和减振索套，减振索安装在减振索套内、并能在减振索套内自由伸缩，减振索两端均连接安装有减振器或减振索的一端连接安装有减振器、另一端不装减振器而与拉索一起锚固或锚固在桥梁固定结构上，减振器固定在拉索体系的锚固端或桥梁固定结构上。
所述减振索为具有一定的抗拉能力、又有一定的刚度、还有一定的柔韧性的索体，它或为大直径的钢绞线，或为钢丝或钢绞线制作的索体，或者是多段连接的钢棒；
所述的减振索套为具有一定的刚度、又有一定柔韧性的中空型的管子；
所述的减振器是具有双向减振功能的减振器，它可为粘滞阻尼减振器、液压减振器或摩擦减振器。
本发明的又一技术方案是：一种设置有拉索用轴向减振体系的拉索，包括拉索及减振体系，所述的拉索是以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，所述的减振体系是本发明上述的拉索用轴向减振体系，该拉索用轴向减振体系轴向设置在拉索体系中，安装有减振索的减振索套或设置在拉索索体的中心或设置在拉索索体内的任意位置或设置在拉索索体外侧。
本发明的另一技术方案是：一种设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法，它是将本发明上述由减振器、减振索和减振索套构成的拉索用轴向减振体系安装到拉索体系中的方法，所述的拉索是以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，其主要步骤包括：
A.将减振索套安装设置到拉索体系的索体中，并将减振索套与索体固定成一体；
B.将减振索安装到减振索套内；
C.安装减振器：在减振索的一端或两端安装减振器，并将减振器安装固定到拉索体系的锚固端部或桥梁的固定结构上。
本发明之拉索用轴向减振体系及设置有该体系的拉索的减振原理是：当拉索受到外力作用产生振动时，减振索与拉索一起产生变形，在变形过程中，由于减振器的作用使得减振索受到一个轴向的拉力或压力，使得减振索的变形滞后，从而影响到拉索的变形，消耗外力引起的振动能量，达到减振的目的。具体过程是：当振动起振后，拉索变形达到最大振幅过程中，减振索与拉索一起产生变形，由于减振索端部连接的减振器的作用，给减振索一个轴向的拉力阻止减振索的变形，使得减振索的变形滞后拉索的变形，从而使得减振索阻止了拉索的变形，起到减振效果；当拉索在减振索的阻碍作用下最终达到最大振幅而回落时，端部连接的减振器又给减振索一个阻力，阻止减振索的回落，减振索再阻碍拉索的回落，起到一个减振效果；如此往返，最终消除振动，达到减振的目的。另外，减振索的运动过程中，不断改变拉索的外界激励频率，避免了共振现象的发生。因而，本发明之拉索用轴向减振体系及设置有该体系的拉索克服了上述已有技术中各种单一的减振措施存在的不足之处，具有以下有益效果：
1、能对拉索进行全索向减振，减振效果更好，特别是对长拉索大振幅的减振效果更为突出。
2、拉索用轴向减振体系结构简单，将其安装到拉索体系中构成设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法简单、实用，施工方便。
3、本发明拉索用轴向减振体系便于与其它减振结构组合减振，并不影响其它减振结构的安装使用。如原拉索体系中采用的拉索表面螺旋形、条型凸纹或V形凹纹等处理，拉索端部安装的橡胶减振器、液压减振器或摩擦减振器等都可照常安装应用。
4、本发明拉索用轴向减振体系沿拉索轴向布置，结构紧凑，确保了桥梁的美观性。
5、用途广泛：本发明之“拉索用轴向减振体系”不仅可以在新制作拉索时设置构成“设置有拉索用轴向减振体系的拉索”，还可以在已经制作好的桥梁拉索上安装或者在已经安装好的桥梁拉索上安装，因而，可对旧的桥梁拉索进行改造，增加其抗振能力，提高桥梁的安全性，具有良好的经济和社会效益。
下面结合附图和实施例对本发明之拉索用轴向减振体系、设置有该拉索用轴向减振体系的拉索及其制作方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明：
图1、图2：本发明拉索用轴向减振体系的结构以及安装在钢丝拉索体系中的使用状态示意图；
图3、图4：设置有拉索用轴向减振体系的钢绞线拉索体系(拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套设置在拉索索体的中心)；
图5：设置有拉索用轴向减振体系的钢丝拉索体系(拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套设置在拉索索体内的任意一位置)；
图6：设置有拉索用轴向减振体系的钢丝拉索体系(拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套设置在拉索索体外侧)。
图中：
1—减振器，2—减振索，3—减振索套，4—钢丝拉索体系，5—钢丝，6—钢绞线拉索体系，7—钢绞线，8—桥梁构件，9—箍套，10—以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系。
具体实施方式：
实施例一：
一种拉索用轴向减振体系，包括减振器1、减振索2和减振索套3，减振索2安装在减振索套3内、并能在减振索套3内自由伸缩，减振索2的一端连接安装有减振器1、另一端不装减振器而与拉索索体一起锚固或锚固在桥梁固定结构上，减振器1固定在拉索体系4的锚固端或桥梁固定结构上(参见图1)。
所述减振索2为具有一定的抗拉能力、又有一定的刚度、还有一定的柔韧性的索体，它或为大直径的钢绞线，或为钢丝或钢绞线制作的索体，或者是多段连接的钢棒。
所述的减振索套3为具有一定的刚度、又有一定柔韧性的中空型的管子，本实施例采用的减振索套为具有一定厚度的波纹管，在横向可抗拉索的扭挤力，保证管径的大小不变形，又可与拉索一起转盘运输。
减振器1要求是具有双向减振功能的减振器，以便减振索在拉或压时都能起减振效果；它可固定于拉索体系的锚固端，也可固定在桥梁的固定结构上。
所述具有双向减振功能的减振器为粘滞阻尼减振器、液压减振器或摩擦减振器。
作为本发明实施例一的一种变换，也可以是减振索2两端均连接安装有减振器1，再将两端的减振器分别固定在拉索体系4的锚固端或桥梁固定结构上。
实施例二：
一种设置有拉索用轴向减振体系的钢丝拉索，包括以钢丝为索体的钢丝拉索体系及拉索用轴向减振体系，所述的拉索用轴向减振体系是实施例一所述包括减振器1、减振索2和减振索套3的拉索用轴向减振体系，该拉索用轴向减振体系轴向设置在拉索体系中，该拉索用轴向减振体系的减振索套3设置在平行钢丝拉索体系4的索体中心取代了中心数根钢丝的位置与索体制成一体，减振索2安装在减振索套3内、并能在减振索套3内自由伸缩，减振索2两端均连接安装有减振器1或者是减振索2的一端连接安装有减振器1、另一端不装减振器而与拉索一起锚固或锚固在桥梁固定结构上，减振器1固定在拉索体系4的锚固端或桥梁固定结构上(参见图1、图2)。
实施例三：
一种设置有拉索用轴向减振体系的钢绞线拉索，包括以钢绞线为索体的钢绞线拉索体系及拉索用轴向减振体系，所述的拉索用轴向减振体系是实施例一所述的包括减振器1、减振索2和减振索套3的拉索用轴向减振体系，该拉索用轴向减振体系的减振索套3设置在钢绞线拉索体系6的索体中心，取代了中心数根钢绞线的位置与索体制成一体(参见图3、图4)，减振索2安装在减振索套3内、并能在减振索套3内自由伸缩，减振索2两端均连接安装有减振器1或者是减振索2的一端连接安装有减振器1、另一端不装减振器而与拉索一起锚固或锚固在桥梁固定结构上，减振器1固定在拉索体系4的锚固端或桥梁固定结构上(参见图3、图4)。
作为本发明实施例二、实施例三的一种变换，所述的拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套3也可以设置在以钢丝绳为索体之拉索体系的索体中心。
作为本发明实施例二、实施例三的一种变换，所述的拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套3也可以设置在以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体之拉索体系的索体内的任意位置(参见图5)，图5表示安装有减振索的减振索套3设置在钢丝拉索体系的索体内的任意位置。
实施例四：
一种设置有拉索用轴向减振体系的拉索，所述的拉索为以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，所述的拉索用轴向减振体系是实施例一所述的包括减振器1、减振索2和减振索套3的拉索用轴向减振体系，该拉索用轴向减振体系安装有减振索的减振索套设置在拉索体系的索体外侧，箍套9将拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套与索体连接成一体(参见图6)。
实施例五：
一种设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法，它是将实施例一所述的由减振器1、减振索2和减振索套3构成的拉索用轴向减振体系安装到拉索体系中，所述的拉索体系为以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，其主要步骤包括：
A.将减振索套安装设置到拉索体系的索体中，并将减振索套与索体固定成一体：
将减振索套布设到索体内设定位置与拉索一起制作完成，并将减振索套与索体连成一体，该索体或是在工厂预制或在工地现场布丝制作；
B.将减振索安装到减振索套内；
C.安装减振器：在减振索的一端或两端安装减振器，并将减振器安装固定到拉索体系的锚固端部或桥梁的固定结构上。
作为本发明实施例五的一种变换，对于拉索用轴向减振体系的减振索及减振索套布设在索体内的拉索而言，其步骤A.将减振索套安装到拉索体系的索体中，并将减振索套与索体固定成一体和步骤B.将减振索安装到减振索套内两步骤可以调整先后次序，即：先将减振索安装在减振索套中、再将安装有减振索的减振索套布设到索体内设定位置与索体一起制作完成，并将安装有减振索的减振索套与索体连成一体。若采用一端减振的方式，也可将一端与索体一起在锚头锚固。待拉索体系安装施工完成后，再在拉索体系的端部或桥梁固定结构上安装减振器。
作为本发明实施例五的一种变换，对于拉索用轴向减振体系布设在索体外的拉索：是先将拉索体系制作、安装施工完成后，再在索体外安装固定减振索套，并将减振索套与索体固定成一整体；然后再将减振索装入减振索套，两端安装减振器或锚固，最后将减振器安装固定在拉索体系端部或桥梁固定结构上，并调节减振器达到设计要求。
采用上述将拉索用轴向减振体系布设在拉索体系外的方法，也可以在已有桥梁拉索中安装本发明的拉索用轴向减振体系。
本发明各实施例中所述的以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系均为目前公知的包括锚头、索体等构成的拉索体系，其锚头、索体及索体的锚固方式均为公知，此处不再赘述。
其索体可以是采用已有减振措施的索体，也可以是一般没有减振措施的索体。
Claims (14)
1.一种拉索用轴向减振体系，其特征在于：它包括减振器(1)、减振索(2)和减振索套(3)，减振索(2)安装在减振索套(3)内、并能在减振索套(3)内自由伸缩，减振索(2)两端均连接安装有减振器(1)或减振索(2)的一端连接安装有减振器(1)、另一端不装减振器而与拉索一起锚固，减振器(1)固定在拉索体系的锚固端或桥梁固定结构上。
2.根据权利要求1所述的拉索用轴向减振体系，其特征在于：所述减振索(2)或为大直径的钢绞线，或为钢丝或钢绞线制作的索体，或者是多段连接的钢棒。
3.根据权利要求1所述的拉索用轴向减振体系，其特征在于：所述的减振索套(3)为既有刚度、又有柔韧性的中空型的管子。
4.根据权利要求1、2或3所述的拉索用轴向减振体系，其特征在于：所述的减振器(1)是具有双向减振功能的减振器——粘滞阻尼减振器、液压减振器或摩擦减振器。
5.一种设置有拉索用轴向减振体系的拉索，包括拉索及减振体系，所述的拉索是以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，其特征在于：所述的减振体系是权利要求1所述的拉索用轴向减振体系，它包括减振器(1)、减振索(2)和减振索套(3)，减振索(2)安装在减振索套(3)内、并能在减振索套(3)内自由伸缩，减振索(2)两端均连接安装有减振器(1)或减振索(2)的一端连接安装有减振器(1)、另一端不装减振器而与拉索一起锚固，减振器(1)固定在拉索体系的锚固端或桥梁固定结构上，该拉索用轴向减振体系轴向设置在拉索体系中，安装有减振索的减振索套设置在拉索索体内的任意位置或设置在拉索索体外侧。
6.根据权利要求5所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索，其特征在于：所述的拉索体系为以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，拉索用轴向减振体系的减振索套(3)取代了中心数根钢丝、钢绞线或钢丝绳位置，与索体制成一体，减振索套(3)内穿有减振索(2)，减振索一端或两端连接安装有减振器(1)，减振器(1)安装固定在拉索体系之锚头的端部。
7.根据权利要求5所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索，其特征在于：所述的拉索体系为以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，拉索用轴向减振体系安装有减振索的减振索套设置在拉索体系的索体外侧，箍套(9)将拉索用轴向减振体系之安装有减振索的减振索套与索体连接成一体。
8.根据权利要求5、6或7所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索，其特征在于：所述减振索(2)或为大直径的钢绞线，或为钢丝或钢绞线制作的索体，或者是多段连接的钢棒。
9.根据权利要求5、6或7所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索，其特征在于：所述的减振索套(3)为既有刚度、又有柔韧性的中空型的管子。
10.根据权利要求5、6或7所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索，其特征在于：所述的减振器(1)是具有双向减振功能的减振器——粘滞阻尼减振器、液压减振器或摩擦减振器。
11.一种设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法，所述的拉索是以钢丝、钢绞线或钢丝绳为索体的拉索体系，其特征在于：它是将权利要求1所述的由减振器、减振索和减振索套构成的拉索用轴向减振体系安装到拉索体系中的方法，其主要步骤包括：
A.将减振索套安装设置到拉索体系的索体中，并将减振索套与索体固定成一体；
B.将减振索安装到减振索套内；
C.安装减振器：在减振索的一端或两端安装减振器，并将减振器安装固定到拉索体系的锚固端部或桥梁的固定结构上。
12.根据权利要求11所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法，其特征在于：它是将拉索用轴向减振体系的减振索及减振索套布设在拉索体系的索体内，它是先将减振索套布设到索体内中心或设定位置与索体一起制作完成、并将减振索套与索体连成一体，该索体或在工厂预制或是在工地现场制作。
13.根据权利要求11所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法，其特征在于：它是将拉索用轴向减振体系布设在索体外，是在拉索体系施工时或施工完成后再在索体外安装固定减振索套，并将减振索套与索体固定成一整体；然后再将减振索装入减振索套，两端安装减振器或锚固，最后将减振器安装固定在拉索体系端部或桥梁固定结构上。
14.根据权利要求11所述的设置有拉索用轴向减振体系的拉索的制作方法，其特征在于：对于拉索用轴向减振体系的减振索及减振索套布设在索体内的拉索而言，其步骤A.将减振索套安装设置到拉索体系的索体中，并将减振索套与索体固定成一体和步骤B.将减振索安装到减振索套内两步骤可以调整先后次序，即：先将减振索装入减振索套中、再将安装有减振索的减振索套布设到索体内设定位置与索体一起制作完成，并将安装有减振索的减振索套与索体连成一体。
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