[发明专利]一种辅助拱形钢桥塔制振的可旋转式MTMD系统

说明书

技术领域

本发明属于桥梁设计领域，涉及一种辅助拱形钢塔制振系统，具体涉及一种辅助拱形钢塔制振的可旋转式MTMD系统。

背景技术

拱形钢塔是一种结构比较新颖的高耸建筑物，但该类型的桥塔风振响应比较明显，为了满足钢拱塔的变形要求，一般要求对结构进行振动控制。调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper简称TMD)对结构风振响应的控制是有效的，但是，单个TMD的控制效果对其频率较为敏感，当频率略微偏离设计值时，控制效果便会极大下降，而采用多个TMD(Multiple Tuned Mass Dampers简称MTMD)使其频率分布在一定范围内，则能提高控制系统的鲁棒性，以达到较好的减振效果。但是，目前尚没有适用于拱形钢桥塔的MTMD系统，而且已有的MTMD系统不能同时控制施工和成桥阶段的桥塔振动。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种辅助拱形钢塔制振的可旋转式MTMD系统，该系统能够增大拱形钢桥的振动频率范围，同时具体有鲁棒性。

为达到上述目的，本发明所述的辅助拱形钢塔制振的可旋转式MTMD系统包括若干个TMD模块，所述TMD模块设有钢板底板，所述钢板底板上设有质量块、两块竖立的钢板及两个阻尼器，所述质量块左右两侧均通过弹簧与所述竖立的钢板相连接，所述两个阻尼器均衡的设置在所述质量块的前后两侧，所述阻尼器的一端与所述竖立的钢板相连接，另一端与所述质量块上的卡槽固定连接，所述竖立的钢板的两端设置有可360°转动的转轮，所述竖立的钢板的侧面连接有角钢连接件。

所述角钢连接件上设有若干个高强螺栓。

所述钢板底板的上端及下端均设有若干个预留螺栓孔。

所述质量块的下面安装有两根滚动轴承。

所述质量块与所述弹簧通过垫圈及螺栓固定连接。

所述质量块的横截面为正方形，所述正方形的边长为1800mm。

所述质量块为混凝土块或铅块;当所述质量块为混凝土块时，所述卡槽的尺寸为1×1m;当所述质量块为铅块时，所述卡槽尺寸为0.6×0.6m。

与现有技术相比，本发明优点在于:

本发明设有若干个TMD模块，从而对结构控制时的有效控制频率不是一个单一数值，而是具有一定控制范围，同时在任何质量比的条件下，本发明的减振效果都比单个TMD系统的减振效果好，相对于单个TMD模块，本发明可以将单个又大又重的质量块分解为多个小而轻的质量块，有益于工程上制作、安装及使用，更容易在工程建设中推广，同时本发明可适用于拱形钢桥塔在强风作用下的振动控制，并可通过自身的旋转来控制施工和成桥阶段的不同桥塔结构体系的拱形钢桥塔，进而减轻施工和成塔状态钢拱塔的风致振动，以达到保障钢拱塔施工质量、施工设备及人员安全的目的。

附图说明

图1为桥塔不同施工状态对结构前6阶频率的影响;

图2为拱形钢桥塔的动力特性图;

图3为加设本发明的钢拱塔有限元模型;

图4为本发明中TMD模块的结构示意;

图5为本发明安装于施工及成桥的拱形钢桥塔的位置图;

图6为在施工阶段质量比对水平向位移响应影响的示意图图;

图7为在施工阶段质量比对水平向加速度响应时程影响的示意图;

图8为在施工阶段质量比对水平向加速度响应时程影响的曲线图;

图9为在施工阶段质量比对水平向位移减震率绘成影响的曲线图;

图10为在施工阶段TMD模块的数量对水平位移响应影响的示意图;

图11为在施工阶段TMD模块的数量对水平向加速度响应时程影响的示意图;

图12为在施工阶段TMD模块的数量对水平向加速度响应时程影响的曲线图;

图13为在施工阶段TMD模块的数量对水平向位移减震率绘成影响的曲线图;

图14为在施工阶段阻尼比对水平位移响应影响的示意图;

图15为在施工阶段阻尼比对水平向加速度响应时程影响的示意图;

图16为在施工阶段阻尼比对水平向加速度响应时程影响的曲线图;

图17为在施工阶段阻尼比对水平向位移减震率绘成影响的曲线图;

图18为在施工阶段带宽对水平位移响应影响的示意图;

图19为在施工阶段带宽对水平向加速度响应时程影响的示意图;

图20为在施工阶段带宽对水平向加速度响应时程影响的曲线图;

图21为在施工阶段带宽对水平向位移减震率绘成影响的曲线图;