[实用新型]一种摆式电涡流调谐质量阻尼器减振控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及减隔振技术领域，尤其涉及一种用于建筑结构、桥梁等高耸轻柔结构在低频状态下抗风减振的摆式调谐质量阻尼器减振控制装置。

背景技术

随着国民经济的发展以及交通运输的需求，桥梁事业的发展越来越趋向于总体结构轻柔，以实现大跨度的目的，特别是斜拉桥，尽管桥梁在成桥状态下具有足够的抗风稳定性，但在桥梁施工期，特别是在悬臂施工状况下，梁体悬臂端及主塔相对大桥合拢时更为轻柔，在强震、飓风等灾害环境下，可能会出现损伤，甚至破坏。

综合国内外高墩大垮桥梁施工期抗风措施的情况发现，控制斜拉桥施工期的风致振动有两大类，即下拉索措施和调谐质量阻尼器措施；下拉索措施一般控制桥梁施工期的竖向风致振动响应，调谐质量阻尼器用于控制桥梁施工期的横向风致振动响应。

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)，主要由质量块、耗散结构振动能量的阻尼元件、调谐频率的弹性元件等组件构成；阻尼元件，一般采用粘滞流体阻尼器、电涡流阻尼等，弹性元件主要有弹簧、摆或悬臂梁钢板等。

1．关于作调谐频率用的弹性元件：

（1）采用弹簧作为弹性元件的优势是刚度比较容易设计与调整，所需空间小，但需要额外机械装置或滑轨导向，在低频状态下，要求弹簧刚度很小，这就使机械装置或滑轨导向机构的加工和装配精度非常高，TMD才能有效的起到相应的作用，因此在低频状态下，采用弹簧制作的TMD成本很高；

（2）采用悬臂梁钢板作弹性元件，悬臂梁固定端存在应力集中，在TMD长期工作中，很容易发生疲劳损伤，同时在低频状况下，悬臂梁TMD的结构也相当复杂，不利于实时调节其频率；

（3）普通摆式TMD需要较大的空间。

2.关于阻尼元件

（1）采用粘滞流体阻尼器的阻尼元件易损耗、后期调节难、在低频状态下产生的附加刚度不容忽视；

（2）采用电涡流阻尼系统需要稳定的导向机构，以确保阻尼间隙以及阻尼系数的稳定性。目前主要应用直线轴承作为导向元件，但大型TMD若采用直线轴承，其结构变得复杂且增加较大的成本。

综合考虑以上利弊，在高墩大垮桥梁施工期抗风措施一般选择普通摆式TMD，但目前的普通摆式TMD仍存在如下问题：

1.大型摆式TMD一是移动困难，很难随梁体的施工推进，给施工带来不便，二是不能随梁体频率的改变，实时调节TMD频率；

2.部分采用粘滞流体阻尼器作阻尼元件的普通摆式TMD，阻尼系数后期调节困难、产生较大的附加刚度，不能适应梁体频率改变时进行调整，粘滞流体阻尼器一般只适合在频率固定的结构上使用；

3. 采用电涡流阻尼系统按安装位置有两种情况：一是安装在质量块的底部，二是安装在质量块的侧面：

（1）若安装在质量块底部，可以不用导向结构，但需要将永磁体和导体板的相切面加工成与质量块摆动一致的弧面，以满足“确保阻尼间隙以及阻尼系数的稳定性”的要求，但是随摆长的变化，质量块的摆动弧面是变化的。因此该方法只适合频率固定的结构上使用；

（2）安装在质量块的侧面则需要较为精确的导向机构，一般采用直线轴承等，存在结构复杂、成本高的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有大型TMD技术在结构低频振动控制中存在的制作成本高、没有移动功能、结构件容易损坏、阻尼不易调节且产生附加刚度等问题，提供一种摆式电涡流调谐质量阻尼器减振控制装置，以克服已有技术所存在的上述不足。

本实用新型采取的技术方案是：一种摆式电涡流调谐质量阻尼器减振控制装置，包括支架、导向机构和电涡流阻尼系统；

所述支架上安装1-4个质量块，所述质量块通过1-4根摆绳悬挂在支架上，每个质量块与支架之间安装导向机构和电涡流阻尼系统，所述电涡流阻尼系统安装在质量块摆动方向的一侧或两侧，所述电涡流阻尼系统包括永磁体和导体板，导体板安装在质量块的侧面，永磁体通过永磁体安装板安装在与导体板对应的支架内侧、并与导体板保持一定间隙；所述导向机构对称安装在质量块摆动方向的两侧，包括导向轴承和导向板，所述导向板固定在质量块的两侧，导向轴承安装在与导向板对应的支架两侧、并与导向板滚动接触；

所述支架上安装有摆长调节部件，所述摆长调节部件为一方形框架，框架四角与支架活动连接，其中框设有固定摆绳的锁紧机构；所述支架的底板上均匀分布安装移动滚轮，移动滚轮数量或为4个、或为6个、或为8个。