本發(fā)明涉及結構減振，尤其是涉及一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)。

背景技術：

1、拉索結構在土木工程基礎設施中應用廣泛，并且是關鍵核心承力構件，例如懸索橋和拱橋的吊索，斜拉橋和斜拉-懸索協(xié)助體系橋梁的拉索，大跨場館和高聳氣象塔中拉索結構也非常常見。拉索長度大而截面積小，其軸向剛度大而橫向剛度極小、自身阻尼極低，因此在風、風雨、風沙等作用下容易出現(xiàn)振動，振動具有低風速起振、長持續(xù)時間、寬頻帶內多模態(tài)振動的特點，拉索減振控制仍然面臨挑戰(zhàn)，并且隨著橋跨和索長增加，挑戰(zhàn)性變得更大。

2、目前，拉索振動控制常規(guī)采用氣動措施結合機械減振裝置的方案，其中氣動措施主要有索護套表面繞螺旋線和壓制凹坑等，破壞拉索與風、雨的耦合機制從而減振。在機械裝置減振方面，主要是拉索上靠近其錨固點的位置增設阻尼器，將拉索在跨內橫向與其支撐結構相連，使得減振裝置在拉索橫向振動時耗能減振。然而，拉索機械裝置減振目前仍然存在幾個問題：(1)單點安裝機械裝置，不能覆蓋拉索尤其時長拉索多模態(tài)振動，安裝減振裝置的拉索仍在實橋上觀測到了高階振動；(2)隨著索長增加，機械裝置安裝位置越來越需要遠離錨固點以獲得足夠的阻尼效果，這帶來了不經(jīng)濟、不美觀和難維護三個問題。

3、針對上述的第1個問題，近期的一些研究和專利通過增加一個減振裝置來解決，包括在與原有減振器附近或者另一端增加一個阻尼器(cn111963618a-一種基于雙阻尼器的拉索多階模態(tài)振動控制方法)或者增加一個減振錘(cn111796611a-一種拉索多模態(tài)振動的控制方法)和(cn112227180a一種斜拉索組合減振裝置及方法)。但是，上述專利仍然無法解決第2個問題。而且，在原有阻尼器同端增加阻尼器等措施還可能降低原有阻尼器對于拉索低階模態(tài)振動的減振效果，進一步需要增加原阻尼器的安裝距離(或者說高度)。

4、因此，提供一種能夠解決上述技術問題的減振系統(tǒng)是至關重要的。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，在實現(xiàn)寬頻帶多模態(tài)減振的同時保證各個減振器靠近錨點安裝，使得該系統(tǒng)兼具控制效果和工程適用性。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，包括安裝于橋梁主梁和塔之間的拉索以及設置于拉索上的主減振器、輔減振器和高階減振器，

4、所述拉索的一個端部通過導管與橋梁主梁相連接，另一個端部通過導管與塔相連接；所述主減振器通過支架安裝于拉索靠近橋梁主梁或塔的一側，所述輔減振器安裝于拉索遠離主減振器的一側；

5、其中，三種減振器分布安裝在拉索上不同的位置；

6、所述主減振器用于抵抗索低階振動，針對拉索0～3hz頻段范圍的振動；

7、所述輔減振器用于調節(jié)多模態(tài)阻尼效果，減小主減振器與臨近錨點的距離；

8、所述高階減振器用于抵抗高頻渦激振動，針對主減振器和輔減振器位于索振型駐點的模態(tài)，提升索0～15hz以內頻段的模態(tài)阻尼以滿足渦振控制需求(尤其針對主減振器、輔減振器靠近索振型駐點的高階模態(tài))。

9、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述主減振器與支架的中軸線均垂直于拉索。

10、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述主減振器的一個端部通過索夾和球鉸與拉索活動連接，另一個端部也通過球鉸與支架活動連接。

11、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述支架的一個端部與橋梁主梁或塔固定連接，另一個端部與主減振器活動連接。

12、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述主減振器與錨點(上錨點(拉索的上端部)或下錨點(拉索的下端部))之間的距離為2％～5％索長。

13、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輔減振器與錨點(上錨點(拉索的上端部)或下錨點(拉索的下端部))之間的距離為0～2％索長；

14、優(yōu)選地，所述輔減振器安裝在拉索上端導管下端口的位置。

15、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述高階減振器設置有一個以上。

16、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述高階減振器設置于靠近主減振器或輔減振器的一側。

17、在本發(fā)明的一個實施方式中，拉索靜止狀態(tài)下，所述支架的中軸線與主減振器的中軸線相同。

18、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輔減振器和高階減振器通過導管與拉索相連接；

19、所述輔減振器和高階減振器均獨立地設置于導管的端部，所述導管與輔減振器或高階減振器相連接的端部設置有防水保護罩。

20、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述主減振器(采用自身剛度小的、耗能性能好的阻尼器)選自黏滯阻尼器、黏性剪切阻尼器、磁流變阻尼器或電渦流阻尼器中的一種。

21、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輔減振器(根據(jù)索端附件情況選用阻尼器)選自黏滯阻尼器、黏性剪切阻尼器或高阻尼橡膠阻尼器中的一種。

22、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述高階減振器(采用寬頻、小幅減振性能好的阻尼器)選自高阻尼橡膠阻尼器、調諧質量阻尼器、減振錘或鋼絲繩阻尼器中的一種。

23、本發(fā)明中，主減振器優(yōu)先安裝在拉索的下端，以便于安裝、調節(jié)、檢測和維護。

24、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

25、(1)本發(fā)明提供的拉索多點耗能減振系統(tǒng)利用輔減振器提高主減振器抑制拉索低階振動的效果，減小要求的主減振器的安裝距離，提高了主減振器可安裝性和可維護性，降低了主減振器支撐結構的成本；

26、(2)本發(fā)明提供的拉索多點耗能減振系統(tǒng)中輔減振器和高階減振器可利用索導管作為支承安裝，在解決多模態(tài)減振問題的同時，保證了經(jīng)濟性和美觀性。

27、(3)本發(fā)明結合主減振器、輔減振器和高階減振器，實現(xiàn)減振控制覆蓋的頻帶的拓寬，同時對拉索的錨固點附近起到防護作用，提升拉索錨固端防水、防潮性能和延長索的疲勞壽命。

技術特征：

1.一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝于橋梁主梁(8)和塔(9)之間的拉索(1)以及設置于拉索(1)上的主減振器(3)、輔減振器(4)和高階減振器(5)，

2.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述主減振器(3)與臨近拉索(1)端部之間的距離為2％～5％索長。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述輔減振器(4)與臨近拉索(1)端部之間的距離為0～2％索長。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述高階減振器(5)設置有一個以上。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述高階減振器(5)設置于靠近主減振器(3)或輔減振器(4)的一側。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述輔減振器(4)和高階減振器(5)均獨立地設置于導管(2)的端部，所述導管(2)與輔減振器(4)或高階減振器(5)相連接的端部設置有防水保護罩(7)。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述支架(6)的一個端部與橋梁主梁(8)或塔(9)固定連接，另一個端部與主減振器(3)活動連接。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述主減振器(3)選自黏滯阻尼器、黏性剪切阻尼器、磁流變阻尼器或電渦流阻尼器中的一種。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述輔減振器(4)選自黏滯阻尼器、黏性剪切阻尼器或高阻尼橡膠阻尼器中的一種。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，其特征在于，所述高階減振器(5)選自高阻尼橡膠阻尼器、調諧質量阻尼器、減振錘或鋼絲繩阻尼器中的一種。

技術總結
本發(fā)明涉及結構減振技術領域，尤其是涉及一種拉索多點耗能減振系統(tǒng)，包括拉索以及設置于拉索上的主減振器、輔減振器和高階減振器，所述拉索的一個端部與橋梁主梁相連接，另一個端部與塔相連接，兩端設置有導管；所述主減振器通過支架安裝于拉索靠近橋梁主梁或塔的一側，所述輔減振器安裝于拉索遠離主減振器的一側；高階減振器設置于靠近主減振器或者靠近輔減振器的一側，三種減振器分別安裝在不同的位置；所述主減振器用于抵抗索低階振動；所述輔減振器用于調節(jié)多模態(tài)阻尼效果；所述高階減振器用于抵抗高頻渦激振動。該拉索多點耗能減振系統(tǒng)具有拓寬減振控制頻帶、減小阻尼器安裝距離提高減振系統(tǒng)可維護性等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：陳林,王強,楊岱鑫,孫利民,沈孔健
受保護的技術使用者：同濟大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9