[实用新型]悬索桥减振阻尼索

说明书

本实用新型公开了一种悬索桥减振阻尼索。本实用新型的技术要点是，它包括沿悬索桥跨中断面对称安装、连接于悬索桥主塔上部与主梁间的阻尼索装置；所述阻尼索装置包括主索和副索，副索垂度较大，安装在主索的正上方，其上端与主塔上部相连，其下端通过副索复位弹簧与主梁相连；主索上端与主塔上部相连，主索下端绕过固定于主梁上的定滑轮后、向下依次通过固定于主梁上的复位弹簧装置和阻尼器与主梁相连；主索与副索间通过多根吊杆连接，使得主索从主塔上部锚固端至定滑轮段成近似直线形。本实用新型利用主梁风致振动时与桥塔的振动位移，驱动耗能阻尼器消耗主梁振动能量，从而抑制主梁振动。

技术领域

本实用新型属于悬索桥减振技术领域，具体涉及一种悬索桥减振阻尼索。

背景技术

大跨度悬索桥在强风作用下可能发生涡激振动等大幅振动，大幅振动易导致桥梁的疲劳破坏，也易导致交通事故的发生。

现有大跨度桥梁减振主要采用调谐减振，调谐减振的原理是在主梁上通过弹簧和阻尼器连接一质量块，通过合理设计质量块的质量，弹簧刚度和阻尼器参数，使形成调谐质量阻尼器(TMD)，如图1所示。图1中，m为质量块的质量，k为弹簧刚度，c为阻尼器阻尼，M为主结构的质量，k1为主结构刚度，c1为主结构阻尼，F为结构所受到的风、流体等激励荷载的动力部分，F₀为外激励的幅值，ω为外激励的频率，t为时间。

当桥梁发生大幅振动时，利用共振原理，即TMD的频率与桥梁频率一致，使TMD发生大幅振动，利用TMD的惯性力平衡外加激励，从而抑制结构的振动。TMD的减振原理决定了其仅能对桥梁的单阶频率进行减振，当TMD本身的频率与结构振动频率偏离时，TMD的振幅迅速减小，导致其减振效果迅速下降。同时，随着结构振动频率的减小，惯性力迅速减小，可能难以平衡外加激励。大跨度悬索桥不但具有极低的基频，同时会发生多阶频率的振动，如西侯门大桥(主跨1650m)的涡激振动一直没有得到有效的控制。

采用耗能阻尼器(包括各种流体阻尼器、摩擦阻尼器、橡胶阻尼器、金属阻尼器、电涡流阻尼器等耗能元件)减振的方式，由于阻尼器本身尺寸小，仅能安装在塔梁连接处，目前主要用其保护强震作用下可能发生的塔梁碰撞。而对于主梁的涡激振动等风致振动，主梁表现为多阶正弦波式振动，主梁与桥塔的相对位移非常小，波峰远离桥塔，耗能阻尼器的效果无法发挥，因而耗能阻尼器无法抑制大跨度悬索桥的风致振动。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种利用主梁风致振动时与桥塔的振动位移，驱动耗能阻尼器消耗主梁振动能量，从而抑制主梁振动的悬索桥减振阻尼索。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该悬索桥减振阻尼索，它包括沿悬索桥跨中断面对称安装、连接于悬索桥主塔上部与主梁间的阻尼索装置；所述阻尼索装置包括主索和副索，副索垂度较大，安装在主索的正上方，其上端与主塔上部相连，其下端通过副索复位弹簧与主梁相连；主索上端与主塔上部相连，主索下端绕过固定于主梁上的定滑轮后、向下依次通过固定于主梁上的复位弹簧装置和阻尼器与主梁相连；主索与副索间通过多根吊杆连接，使得主索从主塔上部锚固端至定滑轮段成近似直线形。

具体的，所述复位弹簧装置包括通过上连接器与主索下端连接的拉杆，位于上连接器之下的主梁上依次固连有上限位板和下限位板，上限位板与下限位板之间固连有保护筒，拉杆活动穿过上限位板的中心孔后套有主索复位弹簧，主索复位弹簧底端的拉杆上固连有承压板，主索复位弹簧位于保护筒内；所述阻尼器包括固接于下限位板底面上的阻尼器外缸体，阻尼器活塞杆的上端活动穿过下限位板的中心孔后，通过下连接器与拉杆下端连接。

进一步的，为了抑制阻尼索本身的振动，在悬索桥同一侧边的悬索桥主缆与主索之间、悬索桥主缆与副索之间连接有小阻尼索，小阻尼索上设有阻尼索减振装置；在沿悬索桥纵向对称轴对称的两边主索之间、副索之间设有连接索连接。

具体的，所述阻尼索减振装置包括并联连接于小阻尼索上的小阻尼器和小弹簧。