CN113863139A - 一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间平行斜拉索用装配式双效减振器，包括环形抱箍、抱箍固定螺栓、橡胶垫层、橡胶挡块、滑道板、卡位销轴、卡位焊接环、中心销轴、弹簧振动锤、弹性绳。环形套箍包裹斜拉索，并用套箍固定螺栓连接固定。上下滑道板接触面设置摩擦面，并通过卡位销轴、卡位焊接环及弹性绳拼装连接。上下滑道板组成一个拼装单元，一端连接空间斜拉索，一端通过中心销轴相互连接，并在整个减震器中部设置振动锤。本发明采用装配式结构，可实现空间多种排布形式的平行斜拉索之间的连接；减震器上下滑道板接触摩擦面相对滑动耗能，弹性绳的设置可增大结构阻尼，减弱斜拉索之间相对振动。振动锤的设置削弱斜拉索整体竖向振动。本发明公开的减震器结构相比较现有的技术不仅减振效果明显，而且具有可装配、维修难度低，安拆方便，适用性较强及良好的经济效益等优势。

Description

一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器。

背景技术

斜拉索的大幅振动是引起斜拉索索力损失、索力监测失准、拉索疲劳破坏、拉索锚固端的疲劳裂缝、拉索防腐系统破坏等主要原因，将极大的降低斜拉索的寿命。在现有的技术条件下通过对斜拉索在风荷载、雨荷载及汽车荷载等的作用下，产生的涡流激振、尾流弛振、风雨振等现象的研究，得出了众多减振措施，有效解决了拉索振动的问题，但现有的研究基本偏向于单跟斜拉索结构，对于拉索之间的协同振动以及减振的案例研究颇少，特别是针对于在空间平行索面布置的桥梁中采用斜拉扣挂法施工的各根斜拉索之间不协调振动以及减振鲜有案例可循。因此如何解决在空间平行索面布置的桥梁中采用斜拉扣挂法施工的斜拉索之间的不协调振动及减振是一项比较棘手的技术难题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的目的旨在提出一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，特别适用于解决在空间平行索面布置的桥梁中采用斜拉扣挂法施工的各根斜拉索之间的不协调振动及减振问题。

为达到上述目的所采取的技术解决方案如下：

结构整体为装配式构件，按照结构组成从中心至两端可统分为弹簧振动锤、中心铰轴、下滑道板系统、上滑道板系统。安装时弹簧振动锤通过外伸钢丝悬挂于中心铰轴处，下滑道板系统所包含的下卡位销轴、摩擦面、下滑道均在工厂预制装配，并通过中心铰轴将不同方向的下滑道板连接在一起，由于中心铰轴处可活动，故可按照斜拉索的搭设位置随意调整下滑道板的方位。上滑道板系统所包含的橡胶挡块、上卡位销轴、摩擦面、上滑道、上下环形抱箍、上卡位销轴也均在工厂预制装配，但由于上滑道系统处于承上启下的位置，因此需确保与斜拉索和下滑道板的对位精度，以确保安装质量。待各部分系统安装完毕，在上下卡位销轴处安装上下拧紧螺栓，并随即绑扎弹性绳，释放弹簧振动锤，结构开始工作。

工作时，斜拉索的振动能量沿着环形抱箍→上下滑道摩擦面→弹簧振动锤这三级路径进行传递，第一级路径通过安装在上下环形抱箍内的橡胶垫层来减弱振动能量的输入；第二级路径在上下滑道板的摩擦面处，通过上下卡位销轴使得上下摩擦面沿固定方向来回错动，并借助弹性绳的张力作用来消耗一部分振动能量，橡胶挡块的作用除了防止上下滑道板之间叠合位移过大，造成摩擦面破坏之外，同时还具有一定的减振作用；第三级路径位于中心铰轴的弹簧振动锤处，由于前两级路径的削减，使得能量传递至此处时，弹簧振动锤通过上下振动及左右摆幅的形式，即可将振动能量减弱至最低，从而保护结构安全。

进一步所述，弹簧振动锤、中心铰轴、下滑道板系统、上滑道板系统之间相互独立，各自所包含的结构及构件均可实现在工厂内预制装配。

进一步所述，由于环形抱箍内部嵌有橡胶垫层，因此环形抱箍内径稍大于斜拉索外径，安装时下部环形抱箍与上滑道板之间焊接在一起，根据斜拉索空间布置，在调整减震器的安装位置时要保证下部环形抱箍圆心、斜拉索圆心及中心铰轴中心三者始终在一条线上以确保下部环形抱箍与斜拉索的契合度，待下部环形抱箍安装完毕，按照其相应的位置可即刻安装上部环形抱箍，并通过套箍固定螺栓将两者紧固。

进一步所述，上下滑道板中部均设有滑道，内以摩擦面相互接触，可用于调节水平方向的伸长量，并通过上滑道板处的上卡位销轴与上拧紧螺栓、下滑道板处的下卡位销轴与下拧紧螺栓、以及与上下卡位销轴相连的弹性绳来限制上下滑道板的移动方向，此举不仅可使得振动能量沿着既定的方向进行传递，而且上下滑动摩擦面之间的相互错动以及弹性绳在上下卡位销轴作用下的来回收缩也构成了第二级能量削弱及传递路径，不仅可保护既有结构的安全，而且也可一定成度上延缓弹簧振动锤的负担，达到能量层层减弱的目标。

进一步所述，工作时上下滑道板之间通过摩擦面上下移动，为了防止上下滑道板之间叠合位移过大，而造成摩擦面失效，通过在下部环形抱箍与上滑道之间设置橡胶挡块，不仅可有效限制滑动位移，而且能同时起到一定的减振作用。

进一步所述，中心铰轴处安装有弹簧振动锤，其可通过自身不规则运动的方式构成第三级能量削弱路径，最大幅度的将传递处此处的能量消耗掉，从而保护结构安全。

进一步所述，下滑道板通过中心铰轴相互连接在一起，由于下滑道板之间相互独立，因此施工时可根据斜拉索安装方位进行调节，适用性较强。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明不仅可有效减弱在空间平行索面布置的桥梁中各根斜拉索之间不同步振动的问题，而且可通过结构自身的减振特性，将由斜拉索传递过来的振动能量通过多级做工的形式消耗掉，从而保护既有结构的安全。所设计的结构与传统的技术相比较，结构简单，安拆方便，可装配式施工，维修难度低，适用性强，成本低廉且经现场实操验证，本发明获得了良好的效果，不仅实现了空间相互平行的斜拉索之间的协同振动，而且有效降低了斜拉索的振幅，保护了结构安全。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例中的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图做简要说明。

图1为上下滑道板紧贴断面示意图；

图2为上下滑道板安装完成后立面示意图；

图3为上滑道板系统立面示意图；

图4为下滑道板系统立面示意图

图5为减震器整体安装完成后结构立面示意图；

图6为斜拉索与减震器空间位置示意图；

附图标记说明；

1-套箍固定螺栓；2-下部环形抱箍；3-橡胶垫层；4-上部环形抱箍；5-橡胶挡块；6-下滑道板；7-上卡位销轴；8-下拧紧螺栓；9-滑动摩擦面；10-上拧紧螺栓；11-下卡位销轴；12-上滑道板；13-中心销轴；14-弹簧振动锤；15-下滑道；16-上滑道；17-弹性绳。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至6所示：

结构整体为装配式构件，按照结构组成从中心至两端可统分为弹簧振动锤14、中心铰轴13、下滑道板系统、上滑道板系统。安装时弹簧振动锤14通过外伸钢丝悬挂于中心铰轴13处，下滑道板系统所包含的下卡位销轴11、摩擦面9、下滑道15均在工厂预制装配，并通过中心铰轴13将不同方向的下滑道板6连接在一起，由于中心铰轴13处可活动，故可按照斜拉索的搭设位置随意调整下滑道板6的方位。上滑道板12系统所包含的橡胶挡块5、上卡位销轴7、摩擦面9、上滑道16、上下环形抱箍2、4也均在工厂预制装配，但由于上滑道系统处于承上启下的位置，因此需确保其与斜拉索和下滑道板6的对位精度，以确保安装质量。待各部分系统安装完毕，在上下卡位销轴7、11处安装上下拧紧10、8螺栓，并随即绑扎弹性绳17，释放弹簧振动锤14，结构开始工作。

工作时，斜拉索的振动能量沿着环形抱箍2、4→上下滑道摩擦面9→弹簧振动锤14这三级路径进行传递，第一级路径通过安装在上下环形抱箍2、4内的橡胶垫层3来减弱振动能量的输入；第二级路径在上下滑道板12、6的摩擦面9处，通过上下卡位销轴7、11使得上下摩擦面9沿固定方向来回错动，并借助弹性绳17的张力作用来消耗一部分振动能量，橡胶挡块5的作用除了防止上下滑道板12、6之间叠合位移过大，造成摩擦面9破坏之外，同时还具有一定的减振作用；第三级路径位于中心铰轴13的弹性振动锤14处，由于前两级路径的削减，使得能量传递至此处时，弹簧振动锤14通过上下振动及左右摆幅的形式，即可将振动能量减弱至最低，从而保护结构安全。

弹簧振动锤14、中心铰轴13、下滑道板系统、上滑道板系统之间相互独立，各自所包含的结构及构件均可实现在工厂内预制装配。

由于环形抱箍2、4内部嵌有橡胶垫层3，因此环形抱箍2、4内径稍大于斜拉索外径，安装时下部环形抱箍2与上滑道板12之间焊接在一起，根据斜拉索空间布置，在调整减震器的安装位置时要保证下部环形抱箍2圆心、斜拉索圆心及中心铰轴13中心三者始终在一条线上以确保下部环形抱箍2与斜拉索的契合度，待下部环形抱箍2安装完毕，按照其相应的位置可即刻安装上部环形抱箍4，并通过套箍固定螺栓1将两者紧固。

上下滑道板12、6中部均设有滑道，内以摩擦面9相互接触，可用于调节水平方向的伸长量，并通过上滑道板12处的上卡位销轴7与上拧紧螺栓10、下滑道板6处的下卡位销轴11与下拧紧螺栓8、以及与上下卡位销轴7、11相连的弹性绳17来限制上下滑道板12、6的移动方向，此举不仅可使得振动能量沿着既定的方向进行传递，而且上下滑动摩擦面9之间的相互错动以及弹性绳17在上下卡位销轴7、11作用下的来回收缩也构成了第二级能量削弱及传递路径，不仅可保护既有结构的安全，而且也可一定成度上延缓弹簧振动锤14的负担，达到能量层层减弱的目标。

工作时上下滑道板12、6之间通过摩擦面9上下移动，为了防止上下滑道板12、6之间叠合位移过大，而造成摩擦面9失效，通过在下部环形抱箍2与上滑道12之间设置橡胶挡块5，不仅可有效限制滑动位移，而且能同时起到一定的减振作用。

中心铰轴13处安装有弹簧振动锤14，其可通过自身不规则运动的方式构成第三级能量削弱路径，最大幅度的将传递处此处的能量消耗掉，从而保护结构安全。

下滑道板6通过中心铰轴13相互连接在一起，由于下滑道板6之间相互独立，因此施工时可根据斜拉索安装方位进行调节，适用性较强。

Claims (7)

1.一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，包括环形抱箍、抱箍固定螺栓、橡胶垫层、橡胶挡块、滑道板、卡位销轴、卡位焊接环、中心销轴、弹簧振动锤、弹性绳。其特征在于：

结构整体为装配式构件，按照结构组成从中心至两端可统分为弹簧振动锤、中心铰轴、下滑道板系统、上滑道板系统。安装时弹簧振动锤通过外伸钢丝悬挂于中心铰轴处，下滑道板系统所包含的下卡位销轴、摩擦面、下滑道均在工厂预制装配，并通过中心铰轴将不同方向的下滑道板连接在一起，由于中心铰轴处可活动，故可按照斜拉索的搭设位置随意调整下滑道板的方位。上滑道板系统所包含的橡胶挡块、上卡位销轴、摩擦面、上滑道、上下环形抱箍、上卡位销轴也均在工厂预制装配，但由于上滑道系统处于承上启下的位置，因此需确保与斜拉索和下滑道板的对位精度，以确保安装质量。待各部分系统安装完毕，在上下卡位销轴处安装上下拧紧螺栓，并随即绑扎弹性绳，释放弹簧振动锤，结构开始工作。

工作时，斜拉索的振动能量沿着环形抱箍→上下滑道摩擦面→弹簧振动锤这三级路径进行传递，第一级路径通过安装在上下环形抱箍内的橡胶垫层来减弱振动能量的输入；第二级路径在上下滑道板的摩擦面处，通过上下卡位销轴使得上下摩擦面沿固定方向来回错动，并借助弹性绳的张力作用来消耗一部分振动能量，橡胶挡块的作用除了防止上下滑道板之间叠合位移过大，造成摩擦面破坏之外，同时还具有一定的减振作用；第三级路径位于中心铰轴的弹簧振动锤处，由于前两级路径的削减，使得能量传递至此处时，弹簧振动锤通过上下振动及左右摆幅的形式，即可将振动能量减弱至最低，从而保护结构安全。

2.根据权利要求1所述的一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，其特征在于：弹簧振动锤、中心铰轴、下滑道板系统、上滑道板系统之间相互独立，各自所包含的结构及构件均可实现在工厂内预制装配。

3.根据权利要求1、2所述的一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，其特征在于：由于环形抱箍内部嵌有橡胶垫层，因此环形抱箍内径稍大于斜拉索外径，安装时下部环形抱箍与上滑道板之间焊接在一起，根据斜拉索空间布置，在调整减震器的安装位置时要保证下部环形抱箍圆心、斜拉索圆心及中心铰轴中心三者始终在一条线上以确保下部环形抱箍与斜拉索的契合度，待下部环形抱箍安装完毕，按照其相应的位置可即刻安装上部环形抱箍，并通过套箍固定螺栓将两者紧固。

4.根据权利要求1、2所述的一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，其特征在于：上下滑道板中部均设有滑道，内以摩擦面相互接触，可用于调节水平方向的伸长量，并通过上滑道板处的上卡位销轴与上拧紧螺栓、下滑道板处的下卡位销轴与下拧紧螺栓以及与上下卡位销轴相连的弹性绳以来限制上下滑道板的移动方向，此举不仅可使得振动能量沿着既定的方向进行传递，而且上下滑动摩擦面之间的相互错动以及弹性绳在上下卡位销轴作用下的来回收缩也构成了第二级能量削弱及传递路径，不仅可保护既有结构的安全，而且也可一定成度上延缓弹簧振动锤的负担，达到能量层层减弱的目标。

5.根据权利要求1、4所述的一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，其特征在于：工作时上下滑道板之间通过摩擦面上下移动，为了防止上下滑道板之间叠合位移过大，而造成摩擦面失效，通过在下部环形抱箍与上滑道之间设置橡胶挡块，不仅可有效限制滑动位移，而且能同时起到一定的减振作用。

6.根据权利要求1所述的一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，其特征在于：中心铰轴处安装有弹簧振动锤，其可通过自身不规则运动的方式构成第三级能量削弱路径，最大幅度的将传递处此处的能量消耗掉，从而保护结构安全。

7.根据权利要求1所述的一种空间平行斜拉索用拼装式双效减振器，其特征在于：下滑道板通过中心铰轴相互连接在一起，由于下滑道板之间相互独立，因此施工时可根据斜拉索安装方位进行调节，适用性较强。

Images