[实用新型]一种自锚自充式可调液压流体阻尼器

说明书

本实用新型公开了一种自锚自充式可调液压流体阻尼器。本实用新型缸体外设有立柱并固定其上，立柱与基座固连，基座设于河床或海底支承面上，活塞杆顶端通过吊索与结构连接；活塞杆底端通过活塞内螺母和活塞外螺母与活塞板固连；压簧套装于活塞杆上；活塞杆上端穿过缸体顶板中心孔，围绕活塞杆在缸体外面和里面分别设有限流板和滤网板，限流板通过限流板螺栓及内螺母与缸体固连；活塞杆上设有限位螺母；活塞板上均匀钻有几组进水孔，每组进水孔中心位置设有导向杆，导向杆上套入阀片、阀簧、导向杆螺母，阀片覆盖该组进水孔并轻压在活塞板上，形成单向阀。本实用新型制作简便、耗时短、费用小，阻尼力灵活可调，安全有效，耗能效率大大提高。

技术领域

本实用新型属于结构减振技术领域，具体涉及一种自锚自充式可调液压流体阻尼器。

背景技术

大跨度桥梁易在风的作用下发生大幅振动，影响车辆及人行安全，也影响桥梁使用寿命。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。

目前，大跨度桥梁减振除TMD减振外，还有阻尼器加阻尼索减振、阻尼板减振、水力吸耗能器减振等技术方案的提出。但这些减振技术都存在不同的缺陷，如下所述：

(1)如图2所示，现有的液压流体阻尼器是一种高效的耗能元件，能根据需求设计成不同的阻尼力输出元件，但阻尼器内的循环流体介质被密封于阻尼器内，一旦流体泄漏，阻尼器将失去功效，并且液压流体阻尼器属于精密元件，造价高、制作周期长。图2中，29是缸体，30是活塞，31是活塞杆，32是节流孔，33是粘性流体。

(2)阻尼板减振原理如图3所示，通过绳索或杆件将阻尼板与结构相连，结构振动时，带动阻尼板一起运动，阻尼板扰动水体，将结构振动的动能传入水体。结构向上运动时，绳索拉伸带动阻尼板向上运动，阻尼板带动水体；结构向下运动时，绳索张力减小，阻尼板在重力作用向下运动，同时扰动水体，传递动能。由原理可知：阻尼板扰动水体的速度小于结构振动速度，当结构发生低频低速大幅振动时，阻尼板的减振效果很差。图3中，35表示转筒，36表示吊绳，37表示弹簧，38表示保险绳，39表示钢箱梁，40表示方形凹洞，41表示挂篮，42表示阻尼板。

(3)水力吸耗能器减振原理如图4所示，挂篮通过绳索与结构相连，挂篮置于水面位置，开口朝下。结构向下运动时，挂篮因重力作用向下运动，同时吸入水体；结构向上运动时，绳索拉伸带动挂篮向上运动，挂篮提升水体，势能增加，当挂篮达到一定高度后，空气进入，挂篮内水体排空，挂篮内水体势能变为动能涌入周围水体。由原理可知：挂篮将结构振动机械能转化为水体势能，当结构振动的振幅越大，转化效率越高，当结构振动振幅较小时，其能量转化率较低；该技术必须保证挂篮位于液面处，受水面变化影响大；水面波浪对水力吸耗能器功能发挥影响大；转化效率低。图4中，43表示吊绳，44表示保险绳，45表示挂篮。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有液压流体阻尼器的缺点，提供一种能大幅提高阻尼板、水力耗能器等的能量转化效率的自锚自充式可调液压流体阻尼器。