[发明专利]一种减振装置、减振方法及大跨度桥

说明书

本发明涉及桥梁减振技术领域，公开了一种减振装置、减振方法及大跨度桥，该大跨度桥包括：多个间隔设置的桥墩，每个桥墩上均设有横梁；还包括主梁，其设于所有的横梁上；每个桥墩处设有一个减振装置或者两个对称设置的减振装置。每个主梁减振装置包括：传力杆，其一端与主梁位于桥墩外的底部转动连接；还包括中部可转动设置在横梁或者桥墩上的放大杆，其包括连接端和放大端，连接端与传力杆的另一端转动连接；还包括阻尼器，其一端可相对转动地设在横梁或者桥墩上，其另一端与放大端转动连接。该减振装置能够解决现有技术中大跨度桥梁在特定风速下产生包括涡振在内的风振及车振问题。

技术领域

本发明涉及桥梁减振技术领域，具体涉及一种减振装置、减振方法及大跨度桥。

背景技术

近几年来，随着大跨度桥梁的发展，各种超大跨径的缆索承重桥梁不断出现。这些桥梁由于跨径的增大，竖弯和扭转基频显著降低，更加容易在较低的风速范围内被激发出涡激振动。另一方面，这些桥梁多采用低阻尼的钢结构，这进一步增加了涡激振动发生的可能性。例如，鹦鹉洲长江大桥的主梁出现了持续的竖向大幅涡激振动，监测分析，主梁最大振幅达0.55m，振动频率为0.24Hz，而实测现场平均风速只有7.2m/s(4级风)。虎门大桥主梁也出现了类似的竖向大幅涡激振动，监测分析，主梁最大振幅达0.45m，振动频率为0.38Hz。丹麦的Great Belt East Bridges竖向涡振的振幅之大，足以影响桥上行车。巴西Rio-Niteroi Bridge因为14m/s左右的风速下发生强烈竖弯涡振而被关闭。更严重的是，主梁的小幅涡振，有时会激发出超长缆索的大幅振动，如苏通长江大桥的抗风研究中就发现，主梁的涡振激发出斜拉索振动的振幅有可能达到1m以上，这对于桥梁的安全将构成新的威胁。

由于涡振发生的风速范围一般都低于桥梁设计风速，因此它成为最容易出现的桥梁风致振动形式之一，几乎所有的钝体断面大跨度桥梁都存在发生涡振的潜在可能。涡振不但会给钢结构造成疲劳损伤，而且会降低行车舒适度，甚至危及交通安全。对于大跨径大跨度桥主梁风致涡激振动而言，具有主频低、频率密集和主梁跨中振幅大而塔端振幅小的特征，普通调谐式阻尼器难以处理弹簧低刚度和平衡质量块重力的矛盾，并存在调谐频率敏感的问题，安装大量的调谐式阻尼器对桥梁承载能力也将造成一定的影响，且成本昂贵。而在主梁下端布设竖向阻尼器，需增设专门的支撑构件，如跨中增设桥墩支撑或从桥塔上伸出一个很长的支撑牛腿，造价高且对结构整体及通航影响较大。另外，包括涡振在内的其他风振和车振问题，同样会引起桥梁的舒适性和安全性问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种减振装置、减振方法及大跨度桥，能够解决现有技术中大跨度桥梁包括涡振在内的风振及车振问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种减振装置，包括：

传力杆，其一端用于与待减振件转动连接；

中部可转动设置的放大杆，其包括连接端和放大端，所述连接端与所述传力杆的另一端转动连接，并且设在所述放大杆的转动点到所述连接端的距离小于到所述放大端的距离；

一端可转动设置的阻尼器，其另一端与所述放大端转动连接。

在上述技术方案的基础上，所述放大杆呈直线型，所述阻尼器与所述放大杆相互垂直设置。

在上述技术方案的基础上，所述放大杆呈L型。

在上述技术方案的基础上，所述放大杆的转动点到所述放大端的部分与所述阻尼器相互垂直设置。

在上述技术方案的基础上，所述传力杆与所述待减振件通过球铰 A连接；所述放大端与所述传力杆通过球铰B连接；所述放大杆的中部通过球铰C可转动设置；所述放大端与所述阻尼器通过球铰D连接，一端可转动地所述阻尼器通过球铰E设置。

另一方面，本发明还提供一种减振方法，包括以下步骤：