[发明专利]一种抑制桥梁振动的阻尼器减振系统及实现方法

说明书

一种抑制桥梁振动的阻尼器减振系统及实现方法，属于结构振动控制技术领域。本发明包括形变位移转换放大装置和阻尼器，阻尼器两端均通过形变位移转换放大装置与桥梁主梁建立连接，当桥梁主梁发生弯曲振动时，形变位移转换放大装置将弯曲振动产生的转角位移放大并转换成水平位移，利用相对转角位移转换放大形成的水平位移差，带动阻尼器活塞运动，阻尼器反向拉伸输出阻尼力作用于桥梁主梁，从而抑制桥梁主梁的竖向弯曲振动。本发明研发目的是为了解决现有抑制主梁竖向振动的阻尼力不易施加、抑制效果不稳定的问题，本发明的构造简单、设计巧妙、易安装、成本较低，可以在桥梁主梁上通过设置多组水平放置的阻尼装置来增加桥梁竖向阻尼，以达到更好的控制大跨度桥梁竖向振动的效果。

技术领域

本发明涉及一种抑制桥梁振动的减振系统，属于结构振动控制技术领域。

背景技术

近年来，桥梁设计向大跨径、轻柔化、新造型方向发展，桥梁振动引起了人们的关注。结构振动控制是通过在结构上安装控制装置来减轻或抑制结构由于动力荷载作用引起的反应，研究证明，结构振动控制可以有效减轻结构在动荷载作用下引起的反应和损伤，保障重大工程结构使用安全。

涡振是气流流经钝体结构时产生旋涡脱落，使结构两侧表面受到交替变化的正负压力而激励起结构横风向的限幅振动。当旋涡脱落频率和结构的某阶固有频率相等时，涡激共振将发生。一旦结构阻尼和质量均较小，涡激振动的振幅就会很大。涡振的起振风速往往较低，发生的概率大，频繁发生的涡激振动会影响行车舒适性，甚至引起局部构件的疲劳破坏。

目前，抑制主梁涡激振动的常用方法有两种：机械措施和气动措施。机械措施是在结构上安装被动或者主动耗能减振装置达到振动控制的目的。采用安装TMDTuned MassDamper，调谐质量阻尼器也有一些限制因素，TMD适用于结构单个模态的振动控制，而且质量块过重对主结构本身动力性能有影响，还需控制TMD的行程不能过大。气动措施存在很多不确定因素，安装的导流板在有些攻角时可能起到放大涡振的作用，必须通过风洞试验仔细研究。

由于桥梁涡激振动或其他异常振动主要受结构附加阻尼影响，为控制桥梁的竖向振动，则需要发明一种能够为桥梁竖向振动提供附加阻尼的方法，而对于大跨度桥梁来讲，目前尚未发现能够给桥梁有效附加竖向振动阻尼的方法。因此，亟需提出一种新型的抑制桥梁振动的减振系统及竖向附加阻尼的实现方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发目的是为了解决现有抑制主梁竖向振动的阻尼力不易施加、抑制效果不稳定的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种抑制桥梁振动的阻尼器减振系统，包括形变位移转换放大装置和阻尼器，阻尼器两端均通过形变位移转换放大装置与桥梁主梁建立连接，当桥梁主梁发生弯曲振动时，形变位移转换放大装置将竖向弯曲振动产生的转角位移转换放大成水平位移差，并传递给阻尼器，阻尼器反向拉伸牵引桥梁主梁，抑制桥梁主梁的竖向弯曲振动。

优选的：所述阻尼器包括外壳体、活塞杆、活塞、复位弹簧和分隔板，外壳体内部通过分隔板分隔为活塞室和复位室，复位弹簧设置在复位室内，活塞杆一端贯穿外壳体左侧与形变位移转换放大装置通过球形轴承建立连接，活塞杆另一端穿过分隔板与复位弹簧建立连接，外壳体右侧与形变位移转换放大装置通过球形轴承建立连接，活塞杆上安装有活塞，活塞外侧与活塞室内侧壁滑动接触，活塞室内充满粘滞液体。

一种抑制桥梁振动的阻尼器减振实现方法，是基于一种抑制桥梁振动的阻尼器减振系统实现的：

当桥梁主梁发生弯曲振动时，第一刚性杆所在的桥梁主梁截面发生转动使得第一刚性杆下端发生水平运动，从而第一刚性杆带动连杆运动；