專利名稱：橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種橋梁減震設(shè)備，尤其涉及一種適用于大跨度斜拉橋、懸索橋工程中塔梁的阻尼器安裝設(shè)備。
背景技術(shù)：
地震是常見的自然災(zāi)害，而我國是一個多地震的國家，近年來地震發(fā)生更加頻繁， 我國自2008年以來就已發(fā)生汶川大地震、玉樹大地震等，造成了非常慘重的生命財產(chǎn)損失。隨著我國經(jīng)濟實力的增強和交通事業(yè)的不斷發(fā)展，繼南京二橋、江陰長江大橋、潤揚長江大橋、蘇通大橋、泰州大橋等大跨越江工程之后，又開始興建多座跨海工程，如杭州灣大橋、渤海灣口工程等。專家預(yù)測，我國正面臨一個新的地震活躍期，因此，在建設(shè)超大跨度的斜拉和懸索橋時，很重要的一個課題就是如何保證橋梁的抗震安全性。對于超大跨度纜索支承橋梁而言，主塔是最為關(guān)鍵的受力構(gòu)件之一。已有研究表明，主塔高度及其承受軸力的加大，給主塔的抗震性能帶來了更大的考驗。為了使橋塔能夠在強震下基本保持彈性，通常選擇如飄浮體系來減小橋塔的地震內(nèi)力。但飄浮體系橋梁也帶來一些新問題，其中最為突出的是會導(dǎo)致較大的梁端位移，引發(fā)主梁與相鄰跨引橋的碰撞及落梁等，給大橋的整體安全性造成威脅。因此，超大跨度纜索支承橋梁在采用隔震體系時，必須采取有效措施控制主塔和主梁之間的縱向相對地震位移。在塔、梁間設(shè)彈性連接裝置或阻尼器是控制梁端位移的措施，國內(nèi)外已有一些橋梁設(shè)置了此類裝置，例如美國在金門大橋的抗震加固中增設(shè)了阻尼器，國內(nèi)的重慶鵝公巖大橋、上海盧浦大橋等也都設(shè)置了阻尼器。常用的阻尼器包括摩擦型阻尼器、彈塑性減震耗能鋼阻尼器、磁流變阻尼器以及粘滯流體阻尼器等。在各類常用阻尼器當(dāng)中，粘滯阻尼器由于制振效果好、受力明確、相對而言物美價廉等優(yōu)點在各類工程結(jié)構(gòu)中被廣泛采用。粘滯阻尼器是一種用于安裝在發(fā)生相對位移的橋梁構(gòu)件之間，在緩慢施加的靜態(tài)荷載，如溫度、汽車荷載等作用下可自由變形，在快速作用的動態(tài)荷載，如汽車振動、地震、 脈動風(fēng)等作用下，產(chǎn)生阻尼力并耗散能量的振動控制裝置。在實際應(yīng)用過程中，粘滯阻尼器被較多地應(yīng)用于高層、高聳房屋結(jié)構(gòu)以及大跨空間結(jié)構(gòu)的減震耗能，在斜拉橋拉索減振當(dāng)中也應(yīng)用較多，例如，南京長江二橋為了對拉索在風(fēng)、車輛荷載下的振動進行控制，在每根拉索上均安裝了粘滯阻尼器，蘇通大橋的拉索也分別安裝了 MR阻尼器、粘滯阻尼器和機械阻尼器等三種阻尼器。在橋梁工程當(dāng)中，針對具體的橋型阻尼器也有一些不同的應(yīng)用，例如為了減小保證大橋在車輛的制動力、風(fēng)力、地震力等作用下的振動，上海盧浦大橋在兩根中間橫梁上各放置了兩個3米長的粘滯阻尼器；重慶鵝公巖大橋在東、西錨碇頂部各設(shè)置二個阻尼器，以提高抗震性能，限制活載產(chǎn)生的較大變形，改善行車條件。但在塔、梁間設(shè)置阻尼器以控制梁端位移尚處于起步階段，目前的研究工作主要還集中在數(shù)值計算領(lǐng)域，實際工程應(yīng)用尚不多見。由于在塔、梁間安裝阻尼器有其獨特的結(jié)構(gòu)特點，現(xiàn)有的安裝裝置不能很好地滿足實際工程的需要。雖然有過一些相關(guān)的研究工作，
3但目前尚未得到合理解決，也沒有統(tǒng)一的規(guī)范可以遵循，迫切需要進行專門的安裝裝置的研發(fā)工作。

實用新型內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型的目的是提供一種橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，以便將粘滯阻尼器合理安裝于大跨度斜拉橋、懸索橋中，用于抑制主塔與主梁結(jié)構(gòu)之間的縱向相對位移，減小斜拉橋、懸索橋在地震作用下主塔與主梁結(jié)構(gòu)之間的縱向相對位移，保障結(jié)構(gòu)的安全，既保證阻尼器發(fā)揮出其最高功效，又保證橋梁結(jié)構(gòu)不會由于阻尼器的安裝而出現(xiàn)較大的局部應(yīng)力。技術(shù)方案橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，包括支座、連接件、銷軸，所述支座包括底板、設(shè)置在所述底板上的兩塊相互平行的立板，所述底板上設(shè)置有安裝孔，所述的兩塊立板上分別設(shè)置有與銷軸匹配的軸孔，所述兩個軸孔位于同一軸線上；所述連接件包括連接桿和設(shè)置于所述連接桿一端的耳板，所述耳板上設(shè)置有與銷軸匹配的銷孔；所述銷軸為一螺栓；耳板放置在兩塊立板之間，所述銷軸穿過兩塊立板上的軸孔和耳板上的銷孔，銷軸一端通過螺紋連接固定有螺母，將連接件與支座連為一體。本實用新型中，所述的立板的兩側(cè)邊與底板垂直，立板的底邊位于底板的平面上， 立板上側(cè)有圓弧段和連接所述圓弧段與側(cè)邊的斜邊，所述斜邊與水平線所夾的銳角為θ， 25° < θ < 40°。本實用新型中，所述圓弧段的圓心與軸孔的圓心重合，圓弧段的弧線兩端分別與立板的一側(cè)邊和斜邊相切。有益效果本實用新型實現(xiàn)了在橋梁塔梁結(jié)構(gòu)中安裝應(yīng)用粘滯阻尼器，保證了阻尼器與橋梁結(jié)構(gòu)的安全牢固連接及合理分布，不僅獲得了最優(yōu)控制效果，而且保障了結(jié)構(gòu)在強震和正常使用條件下的安全性。直角梯形的斜腰與水平線所夾的銳角取值范圍為 25° <θ<40°時，可有效節(jié)約立板材料，同時保證立板應(yīng)力變化不大。圓角的弧線兩端分別與直角梯形的下底和斜腰相切，可有效減小應(yīng)力集中。同時本實用新型的安裝裝置結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝拆卸，使其能夠更好地適應(yīng)各類野外橋梁的抑制振動工作。本實用新型通過流線型的耳板設(shè)計避免了阻尼器反力導(dǎo)致的耳板部位出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，并且通過其合理的分散安裝布置保證了結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)較大的局部應(yīng)力。橋梁塔梁結(jié)構(gòu)中安裝粘滯阻尼器后，阻尼器在緩慢荷載作用下可自由變形，在快速作用的動態(tài)荷載 (如汽車振動、地震、脈動風(fēng)等)作用下，產(chǎn)生阻尼力并耗散能量，能有效抑制主塔與主梁結(jié)構(gòu)之間的縱向相對位移，同時，其合理的安裝布置保證了結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)較大的局部應(yīng)力。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和大跨度橋梁工程的不斷新建，該粘滯阻尼器安裝裝置必將在跨江、跨海等大型橋梁工程中廣泛應(yīng)用，發(fā)揮其高效的減震耗能能力，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟社會效益。

圖1是本實用新型安裝裝置立體圖；圖2是本實用新型安裝裝置立面圖；圖3是本實用新型安裝裝置平面示意圖；[0018]圖4是連接件立體透視圖；圖5是支座立體圖；圖6是立板結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是立板最大等效應(yīng)力隨θ的變化曲線圖；圖8是立板最大等效應(yīng)力增加百分比隨θ的變化曲線圖；圖9是立板省材百分比隨θ變化曲線圖；圖10是粘滯阻尼器安裝立面布置示意圖。圖中有底板1，立板2，高強螺栓3，粘滯阻尼器4，梁底板5，主塔橫梁頂部6，耳板 7，連接桿8，銷軸9，螺母10。
具體實施方式
橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，包括支座、連接件、銷軸9，所述支座包括底板 1、設(shè)置在所述底板1上的兩塊相互平行的立板2，所述底板1上設(shè)置有安裝孔，所述的兩塊立板2上分別設(shè)置有與銷軸9匹配的軸孔，所述兩個軸孔位于同一軸線上；所述連接件包括連接桿8和設(shè)置于所述連接桿8 一端的耳板7，所述耳板7上設(shè)置有與銷軸9匹配的銷孔； 所述銷軸9為一螺栓；耳板7放置在兩塊立板2之間，所述銷軸9穿過兩塊立板2上的軸孔和耳板7上的銷孔，銷軸9 一端通過螺紋連接固定有螺母10，將連接件與支座連為一體。本實施例中，立板2的兩側(cè)邊與底板1垂直，立板2的底邊位于底板1的平面上，立板2上側(cè)有圓弧段和連接所述圓弧段與側(cè)邊的斜邊，所述斜邊與水平線所夾的銳角為Θ。由圖7可知，最大等效應(yīng)力隨θ的增大而增大，當(dāng)θ >10°時，增加幅度有所變大，當(dāng)θ >30°時，增加幅度有所平緩至有所降低，當(dāng)θ >40°時，增加幅度又開始變大；由圖8可知，最大等效應(yīng)力增加百分比在5° < θ < 25°時，隨θ的增大而增大，在25° <θ< 40°時，隨θ的增大而降低，當(dāng)θ> 40°時又呈現(xiàn)增大趨勢；由圖9可知，當(dāng)5° <θ< 15°時，省材百分比(θ 每增加5°時，立板材料用量的減少量與前者用量的百分比)增幅隨θ的增大而減小，當(dāng) θ >15°時，省材百分比增幅隨θ的增大而增大。綜合上述情況可知，當(dāng)25° <θ< 40°時， 隨著θ的增大，雖然立板最大等效應(yīng)力不斷增大，但增幅卻不斷減小，與此同時，立板的省材比例百分比增幅顯著，說明在這個角度范圍內(nèi)增大θ可以在有效節(jié)約立板材料，同時保證立板應(yīng)力變化不大。此外，為確保支座立板在大阻尼力下不屈服失效，增大安全系數(shù)，可偏保守的取較小的等效應(yīng)力一方，因此取θ =35°。在另一個實施例中，為了減小應(yīng)力集中，所述圓弧段的圓心與軸孔的圓心重合，圓弧段的弧線兩端分別與立板的一側(cè)邊和斜邊相切。本實用新型中，連接桿為圓柱形，可以根據(jù)不同的阻尼力采用不同的直徑和長度。 本實用新型的各部件件均可采用不銹鋼材料，并對其表面進行專門的防腐防銹處理，防止銹蝕。本實用新型的具體安裝方式如下粘滯阻尼器4的兩端分別通過連接件與支座連接，其中一端的安裝裝置上的底板1通過高強螺栓3與梁底板5連接固定，另一端的安裝裝置上的底板1通過高強螺栓3與主塔橫梁頂部6連接固定。本實用新型中的連接件和支座設(shè)計制作成不同的規(guī)格尺寸，以對不同橋梁結(jié)構(gòu)或者同一結(jié)構(gòu)不同安裝位置，或者為適應(yīng)橫隔板處不便安裝螺栓及主梁與主塔橫梁頂部之間高度不同等情況，選用適合的規(guī)格。例如在本實施例中，連接件設(shè)計制造了 6種不同長度， 支座設(shè)計制造了 6種不同高度。 每個塔-梁處使用的阻尼器個數(shù)、型號和布置方案應(yīng)根據(jù)最優(yōu)阻尼參數(shù)和塔、梁的實際尺寸以及正常使用要求等因素綜合確定，且盡可能采用多個阻尼器分散布置，這樣可以避免因使用單個大噸位阻尼器而造成塔、梁等構(gòu)件的過大局部應(yīng)力。
權(quán)利要求1.一種橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，其特征在于，該安裝設(shè)備包括支座、連接件、銷軸(9)，所述支座包括底板(1)、設(shè)置在所述底板(1)上的兩塊相互平行的立板(2)，所述底板(1)上設(shè)置有安裝孔，所述的兩塊立板(2)上分別設(shè)置有與銷軸(9)匹配的軸孔，所述兩個軸孔位于同一軸線上；所述連接件包括連接桿(8)和設(shè)置于所述連接桿(8) —端的耳板(7)，所述耳板(7)上設(shè)置有與銷軸(9)匹配的銷孔；所述銷軸(9)為一螺栓；耳板(7)放置在兩塊立板(2)之間，所述銷軸(9)穿過兩塊立板(2)上的軸孔和耳板 (7)上的銷孔，銷軸(9) 一端通過螺紋連接固定有螺母(10)，將連接件與支座連為一體。
2.一種如權(quán)利要求1所述的橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，其特征在于，所述的立板(2)的兩側(cè)邊與底板(1)垂直，立板(2)的底邊位于底板(1)的平面上，立板(2)上側(cè)有圓弧段和連接所述圓弧段與側(cè)邊的斜邊，所述斜邊與水平線所夾的銳角為θ，25° <θ< 40°。
3.—種如權(quán)利要求2所述的橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，其特征在于，所述圓弧段的圓心與軸孔的圓心重合，圓弧段的弧線兩端分別與立板(2)的一側(cè)邊和斜邊相切。
專利摘要橋梁塔梁上的粘滯阻尼器安裝裝置，包括支座、連接件、銷軸，所述支座包括底板、設(shè)置在所述底板上的兩塊相互平行的立板，底板上設(shè)置有安裝孔，兩塊立板上分別設(shè)置有與銷軸匹配的軸孔，所述兩個軸孔位于同一軸線上；連接件包括連接桿和設(shè)置于連接桿一端的耳板，所述耳板上設(shè)置有與銷軸匹配的銷孔；所述銷軸為一螺栓；耳板放置在兩塊立板之間，所述銷軸穿過兩塊立板上的軸孔和耳板上的銷孔，銷軸一端通過螺紋連接固定有螺母，將連接件與支座連為一體。本實用新型實現(xiàn)了在橋梁塔梁結(jié)構(gòu)中安裝應(yīng)用粘滯阻尼器，保證了阻尼器與橋梁結(jié)構(gòu)的安全牢固連接及合理分布，獲得了最優(yōu)控制效果，保障了結(jié)構(gòu)在強震和正常使用條件下的安全性。
文檔編號E01D19/00GK202164534SQ20112024550
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者李愛群, 王浩, 鄧穩(wěn)平, 黃小偉 申請人:東南大學(xué)