CN218027157U - 一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，具体涉及减振装置技术领域。一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其包括粘滞阻尼器以及对处于低速运动状态的梁端减振的摩擦阻尼器；粘滞阻尼器的两端分别与桥梁连接，摩擦阻尼器通过连接夹具套设在粘滞阻尼器的外侧；摩擦阻尼器包括摩擦片以及耐磨片，摩擦片套设在粘滞阻尼器的外壁上，耐磨片嵌设在连接夹具的内壁中，当桥梁的梁端处于低速运动状态时，摩擦片和耐磨片相对运动，从而减小桥梁受到的振动。本技术方案通过连接夹具将摩擦阻尼器和粘滞阻尼器并联于一体，集成了两种阻尼器的优点。

Description

一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器

技术领域

本实用新型涉及减振装置技术领域，具体涉及一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器。

背景技术

本实用新型对于背景技术的描述属于与本实用新型相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本实用新型的实用新型内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本实用新型在首次提出申请的申请日的现有技术。

大跨度悬索桥也即斜拉桥通常采用纵向漂浮体系，对于建成的大跨度悬索桥，车辆行驶是日常行为，通过对大跨度悬索桥运营监测取得的经验可知，车辆行驶会导致梁端的纵向振动(车致振动)，因而梁端纵向运动是持续的，也就是说只要桥上有车辆行驶，大跨度悬索桥的主梁梁端将不间断地纵向运动。另外，大跨度悬索桥柔度较大，脉动风作用下，大跨度桥梁的主梁梁端也会产生频繁的纵向运动。这种车辆行驶、脉动风导致的梁端纵向运动具有速度较低，幅值较小，累计位移长的特点，假如不能有效控制主梁梁端车致振动和风致振动则会导致桥梁的伸缩缝、滑动支座的使用寿命降低，带来较大的经济损失。

粘滞阻尼器为速度相关型阻尼器，广泛应用于桥梁抗震领域，能有效控制桥梁在地震作用下的主梁运动，提供较大的附加阻尼，降低结构响应。粘滞阻尼器输出的阻尼力大小与速度呈正相关，车辆活载、脉动风作用下，大跨度桥梁的梁端运动速度较低，阻尼器运动速度较小，输出的阻尼力较小，减振耗能效果相对较差，导致大跨度桥梁结构的滑动支座、伸缩缝等部件长期处于低速运动状态，磨损严重，耐久性差。基于以上，常规粘滞阻尼器在抑制低速度振动时，效果通常较差，不能较好满足大跨度桥梁的功能需求。因此，需要研发一种既能满足抗震要求，又能满足抑制低速振动要求的阻尼器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，以解决现有大跨度桥梁的梁端运动速度较低阻尼器减振效果差，导致桥梁的部件容易磨损的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其包括粘滞阻尼器以及对处于低速运动状态的梁端减振的摩擦阻尼器；粘滞阻尼器的两端分别与桥梁连接，摩擦阻尼器通过连接夹具套设在粘滞阻尼器的外侧；摩擦阻尼器包括摩擦片以及耐磨片，摩擦片套设在粘滞阻尼器的外侧，耐磨片嵌设在连接夹具的内壁中，摩擦片的外侧套设有用于抵住连接夹具的外套筒，当桥梁的梁端处于低速运动状态时，摩擦片和耐磨片相对运动，从而减小桥梁受到的振动。

采用上述技术方案的有益效果为：粘滞阻尼器为速度相关型减振装置，低速度下输出的阻尼力较小，高速度下输出的阻尼力较大；摩擦阻尼器为位移相关型减振装置，在一定速度区间内，输出的阻尼力基本恒定。针对日常车辆活载、脉动风导致的梁端纵向低速度振动，摩擦阻尼器输出相对较大的摩擦力，发挥主要的减振消能作用，粘滞阻尼器输出相对较小阻尼力，发挥起辅助减振消能作用。针对地震作用导致的塔梁间高速度、大幅值的纵向相对运动，粘滞阻尼器输出相对较大的阻尼力，发挥主要的减振消能作用；摩擦阻尼器输出的摩擦力基本不变，但相对于粘滞阻尼力较小，发挥辅助减振消能作用。

本技术方案通过连接夹具将摩擦阻尼器和粘滞阻尼器并联于一体，集成了两种阻尼器的优点，既能有效控制车辆活载、脉动风导致的梁端低速纵向运动，又可以控制地震作用导致的塔梁间高速度、大幅值的纵向相对运动，并且极大改善伸缩缝、滑动支座的服役环境，延长其使用寿命，具有较好的经济效益。

进一步地，粘滞阻尼器包括活塞杆、活塞、连接套筒、端盖以及注有阻尼介质的主缸体；主缸体的两端分别嵌设有端盖，连接套筒的一端与主缸体连通，连接套筒的另一端连接有第一耳环；活塞杆的一端伸出主缸体并连接有第二耳环，活塞杆的另一端伸入到连接套筒中；活塞设置在主缸体中并套设在活塞杆上；摩擦片套设在主缸体的外壁上。

进一步地，摩擦片的两端分别延伸至主缸体的两端并设有限位环。

进一步地，主缸体远离连接套筒的一端设有外套筒，外套筒与连接夹具的侧壁连接，活塞杆伸出外套筒并与第二耳环连接。

采用上述技术方案的有益效果为：活塞在主缸体内往复运动的过程中，阻尼介质在腔室内迅速流动，阻尼介质的分子间，介质与活塞产生剧烈的摩擦，阻尼介质在通过活塞使产生巨大的节流阻尼。流动中产生的阻尼力将桥梁受到的振动，通过活塞在阻尼介质中往复运动转化为热量消耗，使活塞运动速度逐渐降低，从而达到阻尼耗能的目的。粘滞阻尼器在工作时不会改变结构的固有动力特性，只对结构提供附加的阻尼，具有稳定的动力特性和很强的耗能能力。

进一步地，活塞将主缸体分割为第一腔室和第二腔室，活塞中嵌设有安全阀，安全阀的两端分别与第一腔室和第二腔室连通。

进一步地，安全阀包括阀套以及位于阀套内的阀芯、弹簧和固定块，阀套包括阻尼介质进口和阻尼介质出口，阻尼介质进口和阻尼介质出口之间形成阻尼介质通道；固定块嵌设在阻尼介质进口中并与阻尼介质通道连通；阀芯的一端与固定块连接并设有用于堵住固定块的堵头，阀芯的另一端连接有弹簧，弹簧远离阀芯的一端与阻尼介质出口连接。

采用上述技术方案的有益效果为：当粘滞阻尼器在正常工况下，安全阀处于常闭状态，也即堵头嵌设在固定块中，阻尼介质不能流到安全阀中；当粘滞阻尼器在过载等事故工况下，安全阀受到流动的阻尼件介质的冲击，从阻尼介质进口中流入，堵头从固定块中脱离，弹簧压缩，阻尼介质再从阻尼介质出口流出。通过在活塞中设置安全阀可以防粘滞阻尼器内部压力超限发生破坏，结构简单。

进一步地，活塞中嵌设有相反安装的安全阀。

进一步地，连接夹具包括第一半包围板和第二半包围板，第一半包围板和第二半包围板的内壁均嵌设有耐磨片，第一半包围板通过锁紧件与第二半包围板闭合并抱合住摩擦片。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型通过连接夹具将摩擦阻尼器和粘滞阻尼器并联于一体，集成了两种阻尼器的优点，既能有效控制车辆活载、脉动风导致的梁端低速纵向运动，又可以控制地震作用导致的塔梁间高速度、大幅值的纵向相对运动，并且极大改善伸缩缝、滑动支座的服役环境，延长其使用寿命，具有较好的经济效益。

2.本实用新型通过活塞在阻尼介质中往复运动转化为热量消耗，使活塞运动速度逐渐降低，从而达到阻尼耗能的目的。粘滞阻尼器在工作时不会改变结构的固有动力特性，只对结构提供附加的阻尼，具有稳定的动力特性和很强的耗能能力。

3.本实用新型通过在活塞中设置安全阀可以防粘滞阻尼器内部压力超限发生破坏，结构简单。

附图说明

图1为本实用新型用于索承重桥的复合耗能型阻尼器的结构示意图。

图2为本实用新型的粘滞阻尼器的结构示意图。

图3为本实用新型的安全阀的结构示意图。

图中：1-粘滞阻尼器；101-主缸体；102-活塞杆；103-活塞；104-连接套筒；105-端盖；106-第一耳环；107-第二耳环；108-限位环；2-摩擦阻尼器；201-摩擦片；202-耐磨片；3-连接夹具；301-第一半包围板；302-第二半包围板；4-外套筒；5-安全阀；501-阀套；502-阀芯；503-弹簧；504-固定块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

请参照图1，一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其粘滞阻尼器1以及对处于低速运动状态的梁端减振的摩擦阻尼器2；粘滞阻尼器1的两端分别与桥梁连接，摩擦阻尼器2通过连接夹具3套设在粘滞阻尼器1的外侧。粘滞阻尼器1为速度相关型减振装置，低速度下输出的阻尼力较小，高速度下输出的阻尼力较大；摩擦阻尼器2为位移相关型减振装置，在一定速度区间内，输出的阻尼力基本恒定。针对日常车辆活载、脉动风导致的梁端纵向低速度振动，摩擦阻尼器2输出相对较大的摩擦力，发挥主要的减振消能作用，粘滞阻尼器1输出相对较小阻尼力，发挥起辅助减振消能作用。针对地震作用导致的塔梁间高速度、大幅值的纵向相对运动，粘滞阻尼器1输出相对较大的阻尼力，发挥主要的减振消能作用；摩擦阻尼器2输出的摩擦力基本不变，但相对于粘滞阻尼力较小，发挥辅助减振消能作用。本实用新型通过连接夹具3将摩擦阻尼器2和粘滞阻尼器1并联于一体，集成了两种阻尼器的优点，既能有效控制车辆活载、脉动风导致的梁端低速纵向运动，又可以控制地震作用导致的塔梁间高速度、大幅值的纵向相对运动，并且极大改善伸缩缝、滑动支座的服役环境，延长其使用寿命，具有较好的经济效益。

请参照图1和图2，粘滞阻尼器1包括主缸体101、活塞杆102、活塞103、连接套筒104以及密封主缸体101两端的端盖105，端盖105分别嵌设在主缸体101的两端，端盖105中均设有密封件，密封件为密封垫圈，其中右侧(以图示为准)的端盖105与主缸体101的端部留有一定的距离用于安装连接套筒104，连接套筒104的一端嵌设在主缸体101的内壁中，连接套筒104的另一端设有第一耳环106。

请参照图1至图3，摩擦阻尼器2包括摩擦片201以及耐磨片202，摩擦片201为环形片状并套设在主缸体101的外壁上，摩擦片201的数量为2,2个摩擦片201分别与主缸体101的外壁贴合，摩擦片201的两端分别延伸至主缸体101的两端并设有限位环108，限位环108通过螺纹安装在主缸体101两端，限位环108可限制摩擦片201的运动，使摩擦片201与主缸体101之间保持相对固定。主缸体101远离连接套筒104的一端设有用于抵住连接夹具3的外套筒4，外套筒4套设在摩擦片201的外壁上并与连接夹具3连接。

活塞103设置在主缸体101中并将主缸体101分割为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室中均注有阻尼介质。活塞杆102的一端依次伸出主缸体101和外套筒4并连接有第二耳环107，活塞杆102的另一端依次穿过第一腔室和第二腔室并伸入到连接套筒104中，活塞103套设在活塞杆102上。活塞103在主缸体101内往复运动的过程中，阻尼介质在腔室内迅速流动，阻尼介质的分子间，介质与活塞103产生剧烈的摩擦，阻尼介质在通过活塞103使产生巨大的节流阻尼。流动中产生的阻尼力将桥梁受到的振动，通过活塞103在阻尼介质中往复运动转化为热量消耗，使活塞103运动速度逐渐降低，从而达到阻尼耗能的目的。粘滞阻尼器1在工作时不会改变结构的固有动力特性，只对结构提供附加的阻尼，具有稳定的动力特性和很强的耗能能力。

活塞103中嵌设有安全阀5，安全阀5的两端分别与第一腔室和第二腔室连通。安全阀5包括阀套501以及位于阀套501内的阀芯502、弹簧503和固定块504，阀套501包括阻尼介质进口和阻尼介质出口，阻尼介质进口和阻尼介质出口之间形成阻尼介质通道。固定块504嵌设在阻尼介质进口中，固定块504的中部设有用于与阻尼介质通道连通的通孔，阀芯502的一端设有用于堵住固定块504的堵头，堵头嵌设在通孔中，阀芯502的另一端连接有弹簧503，弹簧503远离阀芯502的一端与阻尼介质出口连接。活塞103中嵌设有2个安全阀5，2个安全阀5相反嵌设在活塞103中。当粘滞阻尼器1在正常工况下，安全阀5处于常闭状态，也即堵头嵌设在固定块504中，阻尼介质不能流到安全阀5中；当粘滞阻尼器1在过载等事故工况下，安全阀5受到流动的阻尼件介质的冲击，从阻尼介质进口中流入，堵头从固定块504中脱离，弹簧503压缩，阻尼介质再从阻尼介质出口流出。通过在活塞103中设置安全阀5可以防粘滞阻尼器1内部压力超限发生破坏，结构简单。

连接夹具3包括第一半包围板301和第二半包围板302，第一半包围板301和第二半包围板302呈C型，并且第一半包围板301和第二半包围板302的闭合处设有法兰，法兰之间通过锁紧件连接，从而使第一半包围板301和第二半包围板302闭合后抱合住摩擦片201的外壁，锁紧件为螺栓，锁紧件来进行固定并施加预紧力，夹紧螺栓为摩擦片201与耐磨片202组成的摩擦副提供正压力。第一半包围板301和第二半包围板302的内壁均有用于嵌设耐磨片202的嵌设槽，嵌设槽用于卡住耐磨片202，使耐磨片202与连接夹具3之间保持相对固定，通过调整耐磨片202的材料种类及配方以及摩擦片201外侧的粗糙度调节二者之间的摩擦系数。外套筒4设有法兰，外套筒4通过法兰与相对应的夹具进行连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，包括：粘滞阻尼器(1)以及对处于低速运动状态的梁端减振的摩擦阻尼器(2)；

所述粘滞阻尼器(1)的两端分别与桥梁连接，所述摩擦阻尼器(2)通过连接夹具(3)套设在所述粘滞阻尼器(1)的外侧；

所述摩擦阻尼器(2)包括摩擦片(201)以及耐磨片(202)，所述摩擦片(201)套设在所述粘滞阻尼器(1)的外侧，所述耐磨片(202)嵌设在所述连接夹具(3)的内壁中，所述摩擦片(201)的外侧套设有用于抵住所述连接夹具(3)的外套筒(4)，当桥梁的梁端处于低速运动状态时，所述摩擦片(201)和所述耐磨片(202)相对运动，从而减小桥梁受到的振动。

2.根据权利要求1所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述粘滞阻尼器(1)包括活塞杆(102)、活塞(103)、连接套筒(104)、端盖(105)以及注有阻尼介质的主缸体(101)；所述主缸体(101)的两端分别嵌设有所述端盖(105)，所述连接套筒(104)的一端与所述主缸体(101)连通，所述连接套筒(104)的另一端连接有第一耳环(106)；所述活塞杆(102)的一端伸出所述主缸体(101)并连接有第二耳环(107)，所述活塞杆(102)的另一端伸入到所述连接套筒(104)中；所述活塞(103)设置在所述主缸体(101)中并套设在所述活塞杆(102)上；所述摩擦片(201)套设在所述主缸体(101)的外壁上。

3.根据权利要求2所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述摩擦片(201)的两端分别延伸至所述主缸体(101)的两端并设有限位环(108)。

4.根据权利要求2所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述主缸体(101)远离所述连接套筒(104)的一端设有所述外套筒(4)，所述外套筒(4)与所述连接夹具(3)的侧壁连接，所述活塞杆(102)伸出所述外套筒(4)并与所述第二耳环(107)连接。

5.根据权利要求2所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述活塞(103)将所述主缸体(101)分割为第一腔室和第二腔室，所述活塞(103)中嵌设有安全阀(5)，所述安全阀(5)的两端分别与所述第一腔室和所述第二腔室连通。

6.根据权利要求5所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述安全阀(5)包括阀套(501)以及位于阀套(501)内的阀芯(502)、弹簧(503)和固定块(504)，所述阀套(501)包括阻尼介质进口和阻尼介质出口，所述阻尼介质进口和所述阻尼介质出口之间形成阻尼介质通道；所述固定块(504)嵌设在所述阻尼介质进口中并与所述阻尼介质通道连通；所述阀芯(502)的一端与所述固定块(504)连接并设有用于堵住固定块(504)的堵头，所述阀芯(502)的另一端连接有所述弹簧(503)，所述弹簧(503)远离所述阀芯(502)的一端与所述阻尼介质出口连接。

7.根据权利要求6所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述活塞(103)中嵌设有相反安装的安全阀(5)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于索承重桥的复合耗能型阻尼器，其特征在于，所述连接夹具(3)包括第一半包围板(301)和第二半包围板(302)，所述第一半包围板(301)和所述第二半包围板(302)的内壁均嵌设有耐磨片(202)，所述第一半包围板(301)通过锁紧件与所述第二半包围板(302)闭合并抱合住所述摩擦片(201)。

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