本發(fā)明屬于橋梁工程領(lǐng)域，尤其涉及橋梁的雙吊索結(jié)構(gòu)，具體涉及一種適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器。

背景技術(shù)：

1、在大跨度橋梁設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)，懸索橋以其優(yōu)雅的輕盈結(jié)構(gòu)與卓越的跨越能力，尤其是能夠輕松實(shí)現(xiàn)千米級跨度的壯舉，已成為主流構(gòu)造選擇。全球范圍內(nèi)，大跨度橋梁的跨度榜單上，前十位無一例外地被懸索橋所占據(jù)。隨著懸索橋不斷挑戰(zhàn)更遠(yuǎn)的距離，吊索長度也隨之增長，部分已突破兩百米大關(guān)。

2、然而，長吊索作為典型的柔性結(jié)構(gòu)，易受強(qiáng)風(fēng)影響，從而引發(fā)大幅度的高頻振動，這類有害振動不僅加速結(jié)構(gòu)疲勞，還易引發(fā)公眾對橋梁安全的擔(dān)憂。因此，對吊索振動實(shí)施有效控制與防護(hù)，是確保橋梁安全運(yùn)營的重要一環(huán)。

3、懸索橋的吊索類型主要包括單索股、雙索股和多根索股等不同形式，其中雙吊索結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛。然而，雙吊索結(jié)構(gòu)由于兩根吊索之間的相互影響，容易引發(fā)吊索之間的氣動力效應(yīng)，從而導(dǎo)致尾流致振，這同時成為吊索振動控制的另一個關(guān)注點(diǎn)。在雙吊索結(jié)構(gòu)中，不僅要防止大振幅、高頻振動等問題，而且要絕對避免雙吊索之間的碰索問題。

4、對于現(xiàn)存雙索結(jié)構(gòu)的振動防治，存在減振架、粘性阻尼器等常規(guī)設(shè)施，但這些設(shè)施在進(jìn)行整體多模態(tài)振動的防治上效果不佳，而且僅能控制雙吊索間的相對運(yùn)動。然而，雙吊索結(jié)構(gòu)不僅存在相對運(yùn)動的問題，還面臨較大的整體振動，兩者同時對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。因此，如何有效控制雙索結(jié)構(gòu)中的相對和整體振動已經(jīng)成為當(dāng)前吊索振動控制研究的重點(diǎn)，具有重要的應(yīng)用價值和工程意義。

5、此外，阻尼器的成本、制造方法和實(shí)施過程是選擇適當(dāng)振動控制方法的關(guān)鍵依據(jù)。更為重要的是，振動控制系統(tǒng)的耐久性、適用性以及維修更換的經(jīng)濟(jì)性也是設(shè)計單位和橋梁使用單位所需考慮的要素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)存阻尼器在雙吊索振動控制上的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，以解決現(xiàn)有阻尼器頻率控制范圍有限、阻尼提升有限，控制整體振動困難，維修更換不易等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)際吊索振動控制所需，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，布置在雙吊索結(jié)構(gòu)之間；包括粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼元件以及連接桿；其中：

4、粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼元件包括粘彈性阻尼元件、調(diào)諧質(zhì)量外殼以及彈簧；

5、粘彈性阻尼元件布置在調(diào)諧質(zhì)量外殼的內(nèi)腔中，且粘彈性阻尼元件的兩端各自裝配有一根連接桿，同時粘彈性阻尼元件的兩端均與調(diào)諧質(zhì)量外殼的內(nèi)壁之間布置有一組彈簧，彈簧套接在連接桿的外圍，且彈簧的彈性伸縮方向與連接桿的長度延伸方向平行；

6、連接桿的端部伸出調(diào)諧質(zhì)量外殼設(shè)置，且連接桿與調(diào)諧質(zhì)量外殼之間密封連接，調(diào)諧質(zhì)量外殼內(nèi)充有阻尼油；

7、連接桿伸出調(diào)諧質(zhì)量外殼的端部能夠與雙吊索結(jié)構(gòu)連接固定。

8、優(yōu)選地，粘彈性阻尼元件的兩端各自通過一個元件夾具裝配有一根連接桿；彈簧設(shè)置在元件夾具與調(diào)諧質(zhì)量外殼的內(nèi)壁之間。

9、優(yōu)選地，元件夾具為特殊元件夾具，為兩片式結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)片以及壓緊片；

10、壓緊片為環(huán)形片，且壓緊片的內(nèi)環(huán)呈凸槽狀設(shè)置，同時壓緊片沿著周向設(shè)置有一圈螺栓孔道a；

11、基礎(chǔ)片整體呈t形狀，包括豎直段以及設(shè)置在豎直段中部位置處的橫直段，橫直段沿著中部位置貫通設(shè)置有連接孔道b(4-3)，豎直段沿著周向設(shè)置有一圈螺栓孔道b；

12、粘彈性阻尼元件為兩端帶有凸緣的圓柱形，且粘彈性阻尼元件的凸緣端部形狀與壓緊片的內(nèi)環(huán)形狀匹配，使得粘彈性阻尼元件的凸緣端部咬合在壓緊片的內(nèi)環(huán)中；

13、基礎(chǔ)片通過連接孔道b套接在連接桿，且基礎(chǔ)片的豎直段與壓緊片貼緊，同時基礎(chǔ)片各螺栓孔道b與螺栓孔道a一一對應(yīng)布置；各對應(yīng)布置的螺栓孔道b與螺栓孔道a中，一部分通過螺栓緊固件緊固，余下一部分形成阻尼油孔洞，供阻尼油流動使用。

14、優(yōu)選地，：所述減振器調(diào)諧質(zhì)量外殼的內(nèi)徑大于特殊元件夾具直徑，調(diào)諧質(zhì)量外殼與特殊元件夾具間布置有滾珠，在阻尼器工作狀態(tài)下進(jìn)行潤滑，特殊元件夾具在調(diào)諧質(zhì)量外殼內(nèi)進(jìn)行自由移動。

15、優(yōu)選地，所述減振器調(diào)諧質(zhì)量外殼設(shè)有連接孔道c，內(nèi)嵌直線軸承，連接桿經(jīng)過直線軸承穿過連接孔道c。

16、優(yōu)選地，連接孔道c的直徑小于特殊元件夾具中橫直段的外徑。

17、優(yōu)選地，連接孔道c的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖墊。

18、優(yōu)選地，連接桿通過剛性索夾與雙吊索結(jié)構(gòu)緊固。

19、優(yōu)選地，剛性索夾為兩片式結(jié)構(gòu)，包括第一、第二半片索夾；

20、第一、第二半片索夾之間具有對穿的緊固孔，通過在各緊固孔中裝配緊固件實(shí)現(xiàn)剛性索夾與雙吊索結(jié)構(gòu)的夾持固定；

21、第二半片索夾靠近調(diào)諧質(zhì)量外殼設(shè)置，且第二半片索夾上設(shè)置有連接孔道a。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，具有雙吊索相對和整體振動控制作用，粘彈性阻尼系統(tǒng)控制吊索之間的相對振動，調(diào)諧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)控制吊索整體振動。

24、1、本發(fā)明的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，具有位移限制作用，小振幅下提供柔性約束控制吊索異常振動，大振幅下通過調(diào)諧質(zhì)量外殼提供的剛性限制約束雙吊索間相對位移。

25、2、本發(fā)明的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，具有保險作用，粘彈性元件斷裂后仍能提供一定控制作用，僅影響拉伸阻尼，但仍能發(fā)揮壓縮阻尼作用，原因在于，粘彈性元件斷裂后，壓縮時提供阻尼，拉伸時由于材料彈性特征可以恢復(fù)原長度，并在下一次的壓縮中繼續(xù)提供阻尼作用。

26、3、本發(fā)明的粘彈性阻尼元件，由材料性質(zhì)及元件尺寸控制阻尼元件的阻尼、質(zhì)量和彈性，增加吊索振動過程的阻尼，實(shí)現(xiàn)對吊索結(jié)構(gòu)的振動控制。

27、4、本發(fā)明阻尼器的成本較小、制造方法簡易和實(shí)施過程安全可靠，粘彈性材料易加工，維修更換具有經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)特征：

1.一種適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，布置在雙吊索結(jié)構(gòu)之間；其特征在于：包括粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼元件以及連接桿(3)；其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：粘彈性阻尼元件(5)的兩端各自通過一個元件夾具裝配有一根連接桿(3)；彈簧(7)設(shè)置在元件夾具與調(diào)諧質(zhì)量外殼(6)的內(nèi)壁之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：元件夾具為特殊元件夾具(4)，為兩片式結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)片(4-1)以及壓緊片(4-2)；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：所述減振器調(diào)諧質(zhì)量外殼(6)的內(nèi)徑大于特殊元件夾具(4)直徑，調(diào)諧質(zhì)量外殼(6)與特殊元件夾具(4)間布置有滾珠(4-6)，在阻尼器工作狀態(tài)下進(jìn)行潤滑，特殊元件夾具(4)在調(diào)諧質(zhì)量外殼(6)內(nèi)進(jìn)行自由移動。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：所述減振器調(diào)諧質(zhì)量外殼(6)設(shè)有連接孔道c(6-1)，內(nèi)嵌直線軸承，連接桿(3)經(jīng)過直線軸承穿過連接孔道c(6-1)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：連接孔道c(6-1)的直徑小于特殊元件夾具(4)中橫直段的外徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：連接孔道c(6-1)的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖墊(6-2)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：連接桿(3)通過剛性索夾(2)與雙吊索結(jié)構(gòu)(1)緊固。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于雙吊索振動控制的粘彈性-調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，其特征在于：剛性索夾(2)為兩片式結(jié)構(gòu)，包括第一、第二半片索夾；第一、第二半片索夾之間具有對穿的緊固孔，通過在各緊固孔中裝配緊固件實(shí)現(xiàn)剛性索夾(2)與雙吊索結(jié)構(gòu)(1)的夾持固定；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于雙吊索振動控制的粘彈性?調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振器，包括粘彈性?調(diào)諧質(zhì)量阻尼元件、剛性索夾以及連接桿；粘彈性?調(diào)諧質(zhì)量阻尼元件包括粘彈性阻尼元件、調(diào)諧質(zhì)量外殼以及彈簧；粘彈性阻尼元件布置在調(diào)諧質(zhì)量外殼的內(nèi)腔中，且粘彈性阻尼元件的兩端各自裝配有一根連接桿，同時粘彈性阻尼元件的兩端均與調(diào)諧質(zhì)量外殼的內(nèi)壁之間布置有一組彈簧；連接桿的端部伸出調(diào)諧質(zhì)量外殼設(shè)置，調(diào)諧質(zhì)量外殼內(nèi)充有阻尼油。因此，本發(fā)明結(jié)合了粘彈性阻尼系統(tǒng)與調(diào)諧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，對雙吊索間相對運(yùn)動和整體運(yùn)動均具有良好的風(fēng)振控制效果，粘彈性阻尼元件制作及更換便捷，油阻尼系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，增加了阻尼器的適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：陶天友,范延盛,王浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15