用于摩擦阻尼的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于阻尼建筑的第一結構元件與第二結構元件之間的相對移動的摩擦阻尼裝置(100)，其包括：用于阻尼第一相對移動分量并且具有第一摩擦表面(111)和第二摩擦表面(112)的第一阻尼系統(tǒng)(110)，用于阻尼第二相對移動分量并且具有第三摩擦元件(121)和第四摩擦元件(122)的第二阻尼系統(tǒng)(120)。第一阻尼系統(tǒng)的第一摩擦表面和第二摩擦表面以及第二阻尼系統(tǒng)形成摩擦接合。第一阻尼系統(tǒng)(110)和第二阻尼系統(tǒng)(120)串聯(lián)放置。
【專利說明】
用于摩擦阻尼的裝置及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及土木工程的領域。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于實現(xiàn)建筑工程的第一結構元件與第二結構元件之間的相對位移和特別是振蕩的阻尼的摩擦阻尼的裝置及方法。
[0002]更具體而言，但不以限制于其的方式，本發(fā)明涉及一種用于阻尼建筑工程中的纜索的振動的裝置及方法，如橋梁、頂板、懸置走道、潛在地經受振動或大幅度位移的結構元件，或任何其它懸置的建筑工程的拉條。
【背景技術】
[0003]在土木工程中，不同結構元件頻繁經受相對位移，例如，相對移動或相對振動。
[0004]已知通過使用粘彈性手段或通過摩擦作用的手段來阻尼此類相對位移。
[0005]因此，例如，文獻FR2664920提出了用于橋拉條的振動的阻尼裝置。該裝置以粘彈性方式作用，并且實施在其長度的中間點處安裝在固定底座中以便能夠沿所有方向圍繞該點振蕩的剛性桿。桿腳的位移例如借助于粘彈性元件阻尼?？勺枘岬囊苿拥姆扔傻鬃拗圃跅U腳的水平處。該裝置不允許吸收沿所有方向的大幅度位移。
[0006]此外，如文獻FR2664920中描述的系統(tǒng)的實施涉及使用機械軸承，其疲勞和耐久性方面的性能為有限的，并且因此不適合用于經受許多動態(tài)負載循環(huán)的結構中。
[0007]文獻EP1035350描述了形成通過摩擦操作的內部阻尼器的另一類型的阻尼裝置，其中纜索的橫向振蕩移動被阻尼。然而，該解決方案使得不可能在相同阻尼裝置內阻尼建筑工程的第一結構元件與第二結構元件之間的大幅度相對移動的若干分量。
[0008]FR2751673描述了包括用于阻尼纜索的振動的彈性或粘彈性環(huán)的另一個裝置。該裝置僅適于阻尼垂直于纜索的平面中的小幅度振動。
[0009]FR2631407涉及用于阻尼拉條上的振蕩的裝置的改進，并且實施了安裝在拉條的節(jié)段上的環(huán)形部件。壓力下的糊劑或油脂的墊填充環(huán)腔。剛性結構將環(huán)形部件連接于地基。再次，該裝置不適合于阻尼沿任何方向的大幅度的位移。
[0010]發(fā)生的是，建筑工程的各種結構元件例如通過沿兩個或三個方向平移或通過圍繞兩條軸線旋轉，或根據(jù)線性獨立位移的組合根據(jù)不同分量關于彼此移動。例如，橋纜的拉條有時沿正交于拉條且方向朝由拉條支承的結構元件(例如，橋跨)的第一方向移動，并且沿垂直于第一方向和拉條的另一個方向移動。沿拉條的方向的較小幅度的位移可例如由擴張引起。一些結構元件還經歷關于相同建筑工程的其它結構元件的旋轉。
[0011]然而，現(xiàn)有阻尼裝置不太適于阻尼沿各種分量的此類復雜位移。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明的一個目的在于提出一種阻尼裝置，其沒有已知裝置的限制并且實現(xiàn)阻尼建筑工程的第一結構元件與第二結構元件之間的沿不同分量的位移。
[0013]本發(fā)明的另一個目的在于實現(xiàn)處理用于復雜位移的分量中的各個的小和/或大幅度位移，其中阻尼可對于這些基本分量中的各個獨立地選擇。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，這些目的特別地借助于摩擦阻尼裝置實現(xiàn)，該摩擦阻尼裝置用于阻尼土木工程建筑工程的第一結構元件與第二結構元件之間的相對移動，包括:
用于阻尼所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件之間的第一相對位移分量的第一阻尼系統(tǒng)，其中所述第一阻尼系統(tǒng)包括第一摩擦表面和第二摩擦表面，其中第一摩擦表面和第二摩擦表面此外可關于彼此平移移動，以便允許阻尼所述第一相對位移分量，其中第一摩擦表面和第二摩擦表面相對于彼此接觸和約束，以形成第一摩擦接合，以使所述第一相對位移分量由所述第一摩擦接合阻尼；
用于阻尼所述第一結構元件與所述第二結構元件之間的第二相對位移分量的第二阻尼系統(tǒng)，其中所述第二阻尼系統(tǒng)包括第三摩擦表面和第四摩擦表面，其中第三摩擦表面和第四摩擦表面相對于彼此接觸和約束，其中第三摩擦表面和第四摩擦表面此外可關于彼此旋轉移動，以便允許阻尼所述第二相對位移分量，
其中第一阻尼系統(tǒng)和第二阻尼系統(tǒng)串聯(lián)放置。
[0015]在該申請中，如果一個系統(tǒng)的第一末端由固定或鉸接連接連接于關于另一系統(tǒng)的第一末端的固定點，并且如果第一系統(tǒng)的第二末端由固定或鉸接連接連接于人們期望阻尼關于第二系統(tǒng)的第二末端的其位移的點，則兩個阻尼系統(tǒng)認作是串聯(lián)放置。
[0016]本發(fā)明具體涉及一種裝置，其中第一系統(tǒng)的第一末端和第二系統(tǒng)的第一末端由固定或樞轉連接來連接于彼此，其中第一阻尼系統(tǒng)的第二末端由固定或樞轉連接與拉條連接，并且其中第二系統(tǒng)的第二末端由固定或樞轉連接來連接于結構元件，例如，地基或橋面。
[0017]第一結構元件可為由錨定點緊固于第二結構元件的張緊纜索。
[0018]該解決方案特別地具有優(yōu)于現(xiàn)有技術的優(yōu)點:實現(xiàn)獨立地處理相對位移的各個分量和因此各個類型的對應振蕩。
[0019]待阻尼的不同移動分量可為沿不同軸線的位移分量，例如，沿不同軸線的平移和/或旋轉。
[0020]第一相對位移分量可由沿第一方向(X)的第一平移構成，第一方向(X)在所述第一結構元件與所述第二結構元件之間延伸。
[0021]第二相對位移分量可由沿不同于第一方向的第三方向(Y)的第二平移構成。
[0022]第三方向可基本上正交于第一方向(X)和與第一結構元件(20)相切的第二方向⑵。
[0023]此外，待阻尼的不同移動分量可為根據(jù)不同頻率的移動分量。例如，第一阻尼系統(tǒng)可針對阻尼低頻位移優(yōu)化，而另一個阻尼系統(tǒng)可針對阻尼較高頻率位移優(yōu)化，例如，振動。
[0024]有利地，由第一(或第二)阻尼裝置阻尼根據(jù)第一分量(或第二分量)的位移對由串聯(lián)的第二 (或第一)阻尼裝置阻尼根據(jù)第二 (或第一)分量的位移沒有影響。
[0025]各個阻尼系統(tǒng)優(yōu)選允許沿或圍繞構成該系統(tǒng)的主軸線的單條軸線的大幅度相對位移。例如，第一阻尼系統(tǒng)允許沿軸線X的大幅度位移，而第二阻尼系統(tǒng)允許圍繞軸線Z的大幅度旋轉。平移在其超過例如500mm時，認作是大幅度的。旋轉在其超過例如10°，優(yōu)選15°時，認作是大幅度的。沿這些主軸線的平移和/或旋轉由于摩擦表面而阻尼。
[0026]此外，各個阻尼系統(tǒng)有利地包括引導元件，其使得部分能夠相對移動來關于彼此移動，并且優(yōu)選此外允許沿或圍繞不同于主軸線的至少一個軸線的小幅度位移。例如，第一阻尼系統(tǒng)的引導元件可允許沿軸線Y的小幅度平移，或圍繞軸線Z的小幅度旋轉。小于10毫米的位移或小于1°的旋轉例如認作是小幅度位移。這些附加自由度限制系統(tǒng)的構件上的約束。
[0027]根據(jù)優(yōu)選布置，第一位移分量為沿第一方向(X)的平移移動，該第一方向(X)在第一結構元件與第二結構元件之間延伸。
[0028]根據(jù)獨立或與前述布置組合采用的另一個優(yōu)選布置，第二相對位移分量為沿第二方向(Y)的平移移動。在這兩個優(yōu)選布置存在時，第二方向(Y)優(yōu)選正交于第一方向(X)。有利地，該第二方向(Y)基本上正交于第一結構元件的縱向方向，該第一結構元件優(yōu)選由具有大體上長形形狀的元件(特別是纜索)構成。
[0029]本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點中的一個在于使用安裝在第一結構元件與第二結構元件之間的單個裝置來允許阻尼復雜的相對移動，即，包括若干分量的移動。因此，有可能避免必須使用要求較長組件和更多空間(這可在建筑工程的一些構造中證明是成問題的)的若干不同裝置。
[0030]一方面用于第一摩擦表面并且另一方面用于第二摩擦表面，一方面用于第一阻尼系統(tǒng)內并且另一方面用于第二阻尼系統(tǒng)內的材料的選擇，以及兩個摩擦元件之間的壓力的調節(jié)，使得有可能確定所討論的相對移動分量的阻尼的幅度。以該方式，因此有可能確定第一(第二)阻尼系統(tǒng)的操作特點，如用于由該第一(第二)阻尼系統(tǒng)處理的相對位移的強度、頻率和/或能量的值范圍。
[0031]例如，使用聚合物或聚合物基質材料用于第一摩擦元件和使用帶給定表面硬度的金屬材料用于第二摩擦元件允許了阻尼系統(tǒng)作用在大范圍的振動幅度上。
[0032]還有可能使用聚合物用于兩個摩擦元件，或者使用鋼用于兩個摩擦元件。
[0033]本發(fā)明還涉及一種包括第一結構元件和第二結構元件的土木工程建筑工程，其包括如本文本中所述的至少一個阻尼裝置。
[0034]在此類土木工程建筑工程中，第一結構元件可例如為在錨定點處緊固于第二結構元件的張緊纜索。
[0035]因此，例如，在此類土木工程建筑工程中，第二結構元件可為地基，特別是橋面或與橋面集成的結構元件，或懸置頂板元件或與懸置頂板集成的結構元件。
[0036]本發(fā)明還涉及一種用于摩擦阻尼土木工程建筑工程的第一結構元件與第二結構元件之間的相對移動的方法，其包括以下步驟:
提供第一阻尼系統(tǒng)，其用于阻尼所述第一結構元件與所述第二結構元件之間的第一相對位移分量并且包括:
與第一結構元件固定且機械地連接的第一摩擦表面，
能夠關于第一摩擦表面(111)移動的第二摩擦表面，
提供用于阻尼所述第一結構元件與所述第二結構元件之間的第二相對位移分量的第二阻尼系統(tǒng)，其中所述第一相對位移分量不同于第二相對位移分量，所述第二阻尼系統(tǒng)包括:
第三摩擦表面，
第四摩擦表面， 通過相對于彼此約束來將一方面的第一摩擦表面和第二摩擦表面，以及另一方面的第三摩擦表面和第四摩擦表面放置成接觸，以形成兩個摩擦接合，以使一方面的第一摩擦表面與第二摩擦表面之間，以及另一方面的第三摩擦表面與第四摩擦表面之間的相對移動由所述摩擦接合阻尼。
【附圖說明】
[0037]本發(fā)明的實施例的實例在由附圖示出的描述中指示，在該附圖中:
圖1以透視示出了代表阻尼裝置的本發(fā)明的第一實施例，
圖2為類似于圖1的視圖，其中一些外部分除去以示出阻尼裝置的內部，
圖3為沿圖1的方向II1-1II的阻尼裝置的正視圖，
圖4為沿圖3的方向IV的截面視圖，
圖5為沿圖1的方向V的阻尼裝置的側視圖，
圖6為沿方向V1-VI的圖5的截面視圖，
圖7至9為分別沿方向VI1-VII ,VII1-VIII和IX-1X的圖6的截面視圖，
圖10為根據(jù)圖1的方向V的阻尼裝置的側視圖，
圖11和12為分別沿方向X1-XI和XI1-XII的圖10的截面視圖，
圖13呈現(xiàn)了根據(jù)簡化圖示的本發(fā)明的第一實施例，示出了建筑工程內的阻尼裝置的動態(tài)，
圖14通過示出建筑工程內的阻尼裝置的動態(tài)而也以簡化方式示出了本發(fā)明的第二實施例，以及
圖15以簡化方式示出了本發(fā)明的第三實施例。
【具體實施方式】
[0038]如可在圖1和13中看見的，根據(jù)第一實施例的阻尼裝置100在該實例中安裝在纜索20或拉條(形成第一結構元件)與第二結構元件30(例如，地基、板塊、懸置橋面或與此類面集成地安裝的一部分)之間。纜索可連接于橋塔或支柱(未呈現(xiàn))。
[0039]相對于纜索20，阻尼裝置100例如由套筒101安裝，套筒101包圍纜索20并且形成第一錨定點Al。套筒101可關于纜索固定，或者能夠沿該纜索沿縱向滑動。
[0040]相對于地基30，阻尼裝置100例如由安裝凸緣102安裝，安裝凸緣102焊接或鉚接于地基30，并且形成第二錨定點A2。
[0041]因此，阻尼裝置100沿第一方向X將第一錨定點Al連接于第二錨定點A2，第一方向X對應于阻尼裝置100的縱向方向或主要方向。在該布置中，第二方向(Z)由纜索20限定，并且正交于第一方向(X)。還限定正交于第一方向(X)和第二方向(Z)的第三方向(Y)。實際上，包含第一方向(X)和第三方向(Y)的平面(X，Y)對應于在點Al處垂直于纜索20的切線的平面。典型地，纜索在該平面中比沿第二方向(Z)經受更大幅度的移動。
[0042]在圖1至13中所示的該第一實施例中，阻尼裝置100包括位于纜索20附近的阻尼裝置100的部分(圖1和13中的阻尼裝置100的上部分)中的第一阻尼系統(tǒng)110，以及位于地基30附近的阻尼裝置100的部分(圖1和13中的阻尼裝置100的下部分)中的第二阻尼系統(tǒng)120。如將在下文中詳細所述，第一阻尼系統(tǒng)110使得有可能吸收和阻尼沿第一方向X的纜索20與地基30之間的平移分量，例如沿軸線X的緩慢位移或振蕩。
[0043]至于第二阻尼系統(tǒng)120，其使得有可能吸收和阻尼纜索沿軸線Y的位移(通過使它們以圍繞中間部件103的軸線Z關于其余組件120的旋轉形式投影(project))。該第二阻尼系統(tǒng)還允許阻尼相對緩慢的位移或高頻振動。
[0044]在該實例中，中間部件103(見圖2)是其連接的第一阻尼系統(tǒng)110和第二阻尼系統(tǒng)120共有的。該剛性中間部件103形成所述第一阻尼系統(tǒng)110與所述第二阻尼系統(tǒng)120之間的材料接合處。因此，根據(jù)第一實施例的阻尼系統(tǒng)100包括串聯(lián)放置且均允許阻尼不同相對位移分量的兩個阻尼系統(tǒng)110和120。
[0045]中間部件103包括設有第二摩擦元件112的第一末端103a(在圖1和13中的頂部處)，第二摩擦元件112為第一阻尼系統(tǒng)110的部分(見圖2和4)。該部件的第二末端103b(在圖1和13中的底部處)設有第三摩擦元件121，其為第二阻尼系統(tǒng)120的部分(見圖4和9)。
[0046]現(xiàn)在將描述根據(jù)第一實施例的阻尼裝置的第一阻尼系統(tǒng)110。該阻尼系統(tǒng)允許關于第一阻尼系統(tǒng)的其它構件沿中間部件103的軸線X的平移。該平移所需的力由部件103上和第一阻尼系統(tǒng)120的元件上的接觸的摩擦區(qū)的摩擦確定，以便實現(xiàn)阻尼。
[0047]更具體而言，中間部件103的第一末端103a形成沿第一方向(X)延伸并且限定平行于彼此和第一方向(X)的兩個平面的滑動部。這些面裝備有第一阻尼系統(tǒng)110的所述第二摩擦元件112。在非限制性實例中，該第二摩擦元件以沿第一方向(X)延伸的第二系列的摩擦墊形式執(zhí)行。為了通過摩擦與該第二系列的摩擦墊協(xié)作，第一阻尼系統(tǒng)110還包括裝備有摩擦元件111的中空管113，摩擦元件111此處呈在管113的內側上突出的第一系列的摩擦墊形式，并且由彈性返回器件(例如，彈片(spring blade))沿管113內側的方向推動。管113圍繞滑動部接合，以使第一系列的摩擦墊111和第二系列的摩擦墊112的一個表面相對于彼此摩擦。摩擦表面可由除可使用的成系列墊之外的其它元件限定。
[0048]因此，通過在受控壓力下的該接觸，在沿第一方向X(朝圖1，2和13中的頂部和/或底部)在中空管113 (其遵循沿第一方向X的纜索20的基本移動)與滑動部103之間的相對平移位移期間，第一系列的摩擦墊111(此處是碟形墊)的表面和第二系列的摩擦墊112(此處是呈長形軌道形狀的墊，例如，矩形)的表面之間的摩擦使得有可能阻尼沿軸線X的相對移動分量。
[0049]彈性返回器件可由帶彈片114的系統(tǒng)形成，彈片114約束于管113內部的方向，并且壓在均裝載用于摩擦墊111的支承件116的兩個剛性舌部115上。支承件116在開孔113a處橫穿管113的壁。此處，兩個剛性舌部115和因此兩個摩擦墊成對工作，其中滑動部的兩個上述平面中的各個承載第二系列的摩擦墊112。然而，作為備選，有可能在形成中間部件103的第一末端103a的滑動部的各側上使用由單個支承件如剛性舌部115裝載的單個摩擦墊。將理解的是，通過彈片114的該返回系統(tǒng)還允許吸收纜索20沿第二方向Z的輕微位移。該位移大體上顯著小于沿第一方向X或沿第三方向Y的位移分量;其典型地由于由溫度變化引起的纜索材料的擴張或收縮而為10到20mm的位移。
[0050]不同類型的系統(tǒng)可提供用于調節(jié)由剛性舌部115上和因此摩擦墊111上的彈片114施加的壓力的約束。在包括收納滑動部103a的其末端的其長度的大部分上，中空管113具有正方形截面。在與收納滑動部103a的該末端相對的其末端處，中空管113例如通過焊接以集成方式與套筒101緊固。
[0051]在所示情況中，滑動部103a為中空圓柱，其具有正方形截面，并且還裝載摩擦墊，該摩擦墊在兩兩相對且與承載第二系列的摩擦墊112的側部交錯的其它兩個側部上形成引導墊104。這些引導墊104用作用于引導元件117的支承件，引導元件117放置成穿過兩兩相對且與承載第一系列的摩擦墊111的側部交錯的管113的壁，其中這些引導元件117充當鄰接件，用于限制管113與滑動部103之間的任何側向移動(沿第三方向Y)。
[0052]在該實例中，中間部件103為陽元件，其穿入在第一阻尼系統(tǒng)的中空管113中。有可能使該構造顛倒，并且制造陰中間部件，其圍繞連接于第一結構元件20的陽元件滑動。
[0053]引導元件117允許中間部件103關于組件103和纜索20的相對位移，該相對位移純粹由沿軸線X的平移構成;沿軸線Y的有限幅度的平移，或甚至圍繞軸線Z的有限角的旋轉是可能的。
[0054]由于在各個鉸接處的這些引導元件，故不必阻尼的用于第一結構元件20關于第二結構元件30的移動的位移分量為自由的，或者由低剛度(適度剛性)機械連接約束。典型地，沿軸線的位移所需的，而非需要阻尼的力或轉矩為沿阻尼方向的30到500mm或1°到15°的位移所需的力或轉矩的大約1%到15%。
[0055]關于此類布置，根據(jù)本發(fā)明的阻尼裝置100可接受沿軸線X的大幅度的平移移動，而已知外部摩擦阻尼裝置可用于高于和低于平均位置的大約50mm(毫米)的沿軸線X的移動值。因此，根據(jù)本發(fā)明的阻尼裝置100使得有可能阻尼超過50mm的纜索20的垂直移動，例如，高達500_、甚至高達700mm或高達1000mm，甚至超過其。
[0056]現(xiàn)在將描述根據(jù)第一實施例的阻尼裝置100的第二阻尼系統(tǒng)120。該阻尼系統(tǒng)實現(xiàn)關于第二阻尼系統(tǒng)的其它構件的圍繞中間部件103的軸線Z的旋轉。該旋轉所需的轉矩由在部件103上和在第二阻尼系統(tǒng)120的元件上的接觸的摩擦區(qū)的摩擦確定，以便實現(xiàn)阻尼。
[0057]更具體而言，中間部件的第二末端103b形成具有平行于彼此和第一方向(X)的兩個平面工作壁的鐙形物(呈朝上的U形狀的元件)，其裝備有呈第三系列的摩擦墊(此處是碟形墊121，見圖4)形式的第三摩擦元件121，該第三系列的摩擦墊在所述工作壁的內側上突出，并且沿分開兩個工作壁的空間的方向由彈性返回器件(此處是彈片124)推動。工作壁還均設有通孔，其由第三系列的摩擦墊121包繞。
[0058]為了通過摩擦與第三系列的摩擦墊121協(xié)作，阻尼系統(tǒng)100還包括工字梁123，其包括兩個翼123b和中心腹板123a，中心腹板123a裝備有呈第四系列的摩擦墊122(此處是直徑大于墊121的碟形墊122，見圖4)形式的第四摩擦元件122，第四系列的摩擦墊122置于所述中心腹板123a的側部上，并且包繞與所述通孔對準且在其間的開口(見圖9)。所述梁123能夠在兩個工作壁之間與所述鐙形物103b接合，以使腹板123a的末端節(jié)段置于所述工作壁之間，其中所述工作壁的末端節(jié)段的邊緣容納(lodge)在梁123的翼123b之間。阻尼裝置100還包括(見圖4，6，7，11和12)在所述開口和所述通孔中經過同時與所述旋轉軸線(R)同軸的材料軸129。作為備選(見圖2)，上述材料軸129省略，并且其它側向引導件在鐙形物103b與梁123之間使用，如，平行于第三方向Y的精確側向支承件。因此，在圍繞所述旋轉軸線(R)在所述梁123與所述鐙形物103b之間的旋轉移動期間，第三系列的摩擦墊121的表面和第四系列的摩擦墊122的表面相對于彼此摩擦，并且通過將沿軸線Y的相對位移轉變成圍繞所述旋轉軸線(R)的旋轉移動來阻尼沿軸線Y的相對位移。將理解的是，旋轉軸線(R)穿過腹板123a的開口，并且穿過鐙形物103b的工作壁的通孔，并且平行于第三方向(Z)。
[0059]在該實施例中，為了使操作可能，并且特別是對于能夠通過在中心腹板123a的上末端的任一側上重疊來安裝的鐙形物103b，工字梁的跨度(S卩，翼123b之間的距離)大于鐙形物103b的工作壁的寬度。此外，鐙形物103b與梁123之間的圍繞軸線R(材料軸29)的最大旋轉角由鄰接抵靠構成引導器件的梁的翼123b的鐙形物103b的所述工作壁的末端節(jié)段的邊緣限制。
[0060]利用此類布置，阻尼裝置100可接受沿軸線R的中間部件的旋轉移動，其中角值足以補償沿第二方向Y的纜索的較大位移幅度。在一個實例中，最大旋轉角為關于平均位置的大約±15°，即，30°的角位移。取決于構件的長度，該移動使得有可能補償沿第二方向的大約-500mm到+ 500mm的纜索的平移分量。還可考慮10° (20°的角位移)、25° (50°的角位移)或甚至高達30° (60°的角位移)的角，如取決于關于靜止位置的方向的不同最大幅度可以的。[0061 ]將理解的是，纜索20的位移移動可分解成分別沿第一方向X、第二方向Z和第三方向Y的三個基本平移移動。纜索的旋轉移動大體上小得多，并且可大體上忽略。三個平移分量和可能的旋轉分量由于分別由第一阻尼系統(tǒng)(沿第一方向X的平移分量)、第二阻尼系統(tǒng)(圍繞軸線R以補償沿第三方向Y的基本移動的旋轉分量)和彈片的位移(與沿第二方向Z的基本平移移動一致的分量)允許的三個移動分量而阻尼。因此，纜索的X平移分量基本上由第一阻尼系統(tǒng)阻尼，而Y平移分量(垂直于X和纜索)基本上由第二阻尼系統(tǒng)阻尼。纜索的Z平移分量大體上顯著小于X分量和Y分量。
[0062]在所示的實例中，第二阻尼系統(tǒng)120的彈性返回器件類似于先前針對第一阻尼系統(tǒng)110描述的那些:裝載用于第三系統(tǒng)的摩擦墊中的墊121的支承件126的剛性舌部125，以及沿鐙形物103b內部的方向約束且驅動剛性舌部125的彈片124。
[0063]第二摩擦表面和第三摩擦表面有利地關于旋轉軸線偏心。大體上，用于阻尼阻尼系統(tǒng)中的旋轉的摩擦表面有利地為偏心的。
[0064]可除去的外蓋118和128分別使得第一阻尼系統(tǒng)110和第二阻尼系統(tǒng)120能夠被包絡和保護。
[0065]此處在上面描述的阻尼裝置因此包括與第一結構元件20集成地結合的第一元件113、與第二結構元件30集成地結合的第二元件123，以及能夠關于第一元件113沿線性軸線平移且能夠關于第二元件123圍繞軸線樞轉的中間部件103。用于關于第一元件113引導中間部件103的器件允許沿軸線Y和/或Z的平移和/或中間部件103關于第一元件113的旋轉的有限自由度。以相同方式，用于關于第二元件123引導中間部件103的器件允許中間部件103關于第二元件123的有限平移和/或旋轉自由度。
[0066]中間部件還可由組裝或鉸接于彼此的不同構件替換。
[0067]可提供附加的自由度。例如，第一元件113可關于纜索20自由旋轉和/或平移。以相同方式，第二元件可關于第二結構元件30自由旋轉和/或平移。附加阻尼系統(tǒng)可與第一阻尼系統(tǒng)110或第二阻尼系統(tǒng)120串聯(lián)安裝，以便阻尼其它位移分量。在大的力或轉矩的情況下，還可考慮與第一阻尼系統(tǒng)110或第二阻尼系統(tǒng)120中的任一個平行的阻尼系統(tǒng)。
[0068]現(xiàn)在注意力轉到圖14中示意性地示出的第二實施例。該第二實施例包括串聯(lián)放置且均實現(xiàn)阻尼一個不同相對位移分量的三個摩擦阻尼系統(tǒng)110，120和130。為此，除先前關于圖1至13描述的第一阻尼系統(tǒng)110和第二阻尼系統(tǒng)120之外，阻尼裝置100包括第三阻尼系統(tǒng)130，其用于阻尼第二結構元件(纜索20)與第二結構元件(地基30)之間的第三相對位移分量，并且包括:
關于第二結構元件固定的第一摩擦表面，
關于第二阻尼系統(tǒng)120固定的第二摩擦表面，
其中第三阻尼系統(tǒng)的第一摩擦表面和第二摩擦表面相對于彼此接觸和約束，以形成摩擦接合，以使第三阻尼系統(tǒng)的第一摩擦表面與第二摩擦表面之間的相對移動由所述摩擦接合阻尼，
其中第一阻尼系統(tǒng)、第二阻尼系統(tǒng)和第三阻尼系統(tǒng)串聯(lián)放置，并且其中第三相對位移分量不同于第一相對位移分量和第二相對位移分量。
[0069]替代如在第一實施例的情況中直接地連接于地基30，第二阻尼系統(tǒng)110的下末端此處連接于第三阻尼系統(tǒng)130。
[0070]作為優(yōu)選，第三相對位移分量由于圍繞軸線R’的旋轉移動而阻尼，軸線R’平行于不同于第二方向R的第三方向，由第二阻尼系統(tǒng)允許和阻尼的旋轉圍繞第二方向R發(fā)生。在圖14中，旋轉軸線R’平行于第三方向Y，并且實現(xiàn)阻尼纜索沿第二方向Z的基本平移移動。該旋轉優(yōu)選例如借助于未呈現(xiàn)的摩擦墊來阻尼。以非限制性方式，經由實例給出，如圖14中所示，第三阻尼系統(tǒng)130安裝在第二阻尼系統(tǒng)120與地基30之間。然而，該旋轉可圍繞除旋轉軸線R’外的另一旋轉軸線發(fā)生。此外，圖14的實施例還提供圍繞軸線R’’的非阻尼的旋轉，軸線R’ ’平行于R’，并且置于拉條20與第一阻尼系統(tǒng)110之間。
[0071]關于摩擦墊，和更大體是由如先前看到的以相對于彼此的接觸壓力接觸的兩個摩擦表面之間的摩擦實現(xiàn)阻尼的摩擦元件，存在于實現(xiàn)摩擦接合的聯(lián)接中的摩擦材料或多種摩擦材料的選擇是用于對應阻尼系統(tǒng)的阻尼性質的確定性參數(shù)。在一個實例中，第一摩擦表面由第一摩擦材料制成，并且相同阻尼系統(tǒng)的對應第二摩擦表面由一致或不同的第二摩擦材料制成。所述第一摩擦材料和所述第二摩擦材料之中的至少一種為具有減小的摩擦系數(shù)的聚合物或聚合物基質材料。該類型的摩擦材料具有一定數(shù)量的優(yōu)勢，并且值得注意的是摩擦系數(shù)隨著時間的過去且在可變的濕度和溫度條件中基本上恒定?？蛇x地，此類聚合物材料含有潤滑劑。此外，此類聚合物材料優(yōu)選基于聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0072]本發(fā)明還涉及具有纜索20的土木工程建筑工程，纜索20在錨定點(第三錨定點A3)的位置處安裝在地基30上，其中阻尼裝置100以從所述上述錨定點除去的方式安裝在所述纜索20與所述地基30之間。相比于稱為〃內部阻尼裝置〃的其它類型的阻尼裝置，該類型的布置對應于稱為〃外部阻尼裝置〃的阻尼裝置，該內部阻尼裝置為纜索的組成部分，并且實際上不可見(如在文獻EP1035350中)，但圍繞纜索20更大體同心。
[0073]圖15示出了第三實施例，其中由于平行于軸線Y且使得元件113能夠關于纜索20圍繞軸線Y樞轉的軸131(R’’)，故第一阻尼系統(tǒng)110的第一元件113以鉸接方式連接于套筒101。此外，由于允許圍繞平行于軸線Y的軸線R’的旋轉且使得元件123能夠關于第二結構元件30圍繞軸線Y樞轉的樞轉件129，故第二阻尼系統(tǒng)120的元件123以鉸接方式連接于第二結構元件30。可選地，套筒101可仍沿平行于纜索20的軸線Z縱向地移動。軸131是可選的，并且優(yōu)選未阻尼。軸129優(yōu)選借助于第五和第六摩擦表面132(例如，墊)在元件123與同地基30集成的鐙形物132之間阻尼。
[0074]第一元件113此外可以以上文進一步所述的方式關于中間部件103’滑動(通過這兩個構件上的摩擦表面111，112)。然而，在該實例中，中間部件103 ’由中空管構成，元件113以滑動方式接合在該中空管中。由于元件113上和管103’上的摩擦表面，故該平移被阻尼。
[0075]中空部件103’此外可圍繞平行于軸線Z的軸線R樞轉。該旋轉由于連接于部件103’的半圓形摩擦表面121和元件123上的相對的摩擦表面而被阻尼。
[0076]可選地，摩擦表面還可提供用于阻尼圍繞軸131和/或129的旋轉。
[0077]作為優(yōu)選，如在圖13中看見的，阻尼裝置100與纜索20和與地基30形成具有銳角α的直角三角形，銳角α的頂點置于纜索20與地基30之間的所述錨定點A3處。在該情況下，直角形成在纜索20(第二方向Ζ)與阻尼裝置100(第一方向X)之間。
[0078]部件列表
20纜索(第一結構元件)
30第二結構元件
X第一方向
Z第二方向
Y第三方向
Al第一錨定點
Α2第二錨定點
A3第三錨定點
100阻尼裝置(第一實施例)
100’阻尼裝置(第二實施例)
101套筒 102安裝凸緣 103中間部件
103a中間部件的第一末端(滑動部)
103b中間部件的第二末端(鐙形物)
104引導墊 110第一阻尼系統(tǒng)
111第一摩擦表面(第一系列的摩擦墊)
112第二摩擦表面(第二系列的摩擦墊)
113中空管 113a開孔 114彈片 115剛性舌部 116支承件 117引導元件 118外蓋
120第二阻尼系統(tǒng)
121第三摩擦元件(第三系列的摩擦墊)
122第四摩擦元件(第四系統(tǒng)的摩擦墊)
123工字梁 123a中心片123b翼(引導元件)
124彈片125剛性舌部126支承件128外蓋
129沿Z的旋轉軸線(材料軸)130第三阻尼系統(tǒng)131沿Y的旋轉軸線(材料軸)132第五和第六摩擦表面133鐙形物。
【主權項】
1.用于阻尼土木工程建筑工程的第一結構元件(20)與第二結構元件(30)之間的相對移動的摩擦阻尼裝置(100)，包括: 用于阻尼所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件(30)之間的第一相對位移分量的第一阻尼系統(tǒng)(110)，其中所述第一阻尼系統(tǒng)包括第一摩擦表面(111)和第二摩擦表面(112)，其中所述第一摩擦表面和所述第二摩擦表面相對于彼此接觸和約束，以形成第一摩擦接合，其中所述第一摩擦表面和所述第二摩擦表面此外可關于彼此平移移動，以便允許阻尼所述第一相對位移分量； 用于阻尼所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件(30)之間的第二相對位移分量的第二阻尼系統(tǒng)(120)，其中所述第二阻尼系統(tǒng)包括第三摩擦表面(121)和第四摩擦表面(122)，其中所述第三摩擦表面和所述第四摩擦表面相對于彼此接觸和約束，以形成第二摩擦接合，其中所述第三摩擦表面和所述第四摩擦表面此外可關于彼此旋轉移動，以便允許阻尼所述第二相對位移分量； 其中所述第一阻尼系統(tǒng)(110)和所述第二阻尼系統(tǒng)(120)串聯(lián)放置。2.根據(jù)權利要求1所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第一相對位移分量由沿在所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件(30)之間延伸的第一方向(X)的第一平移構成， 并且所述第二相對位移分量由沿不同于所述第一方向的第三方向(Y)的第二平移構成。3.根據(jù)權利要求2所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第三方向(Y)基本上正交于所述第一方向(X)和與所述第一結構元件(20)相切的第二方向(Z)。4.根據(jù)權利要求1所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第二相對位移分量根據(jù)所述旋轉投影到所述裝置中，所述旋轉圍繞平行于所述第二方向(Z)的軸線(R)執(zhí)行。5.根據(jù)權利要求1所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第一相對位移分量和所述第二相對位移分量兩者由平移構成。6.根據(jù)權利要求1至權利要求5中任一項所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第一結構元件為在錨定點(Al)處緊固于所述第二結構元件(30)的張緊纜索。7.根據(jù)權利要求1至權利要求6中任一項所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述阻尼裝置(100)還包括所述第一阻尼系統(tǒng)(100)與所述第二阻尼系統(tǒng)(120)之間的中間部件，其中所述中間部件(103)包括設有所述第二摩擦表面(112)的第一末端，以及設有所述第三摩擦表面(121)的第二末端。8.根據(jù)權利要求7所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述中間部件(103)的所述第一末端形成滑動部，其沿所述第一方向(X)延伸，并且限定兩個平面，所述兩個平面平行于彼此和所述第一方向(X)，裝備有呈沿所述第一方向(X)延伸的第二摩擦墊的形式的所述第二摩擦表面(112)，所述阻尼裝置(100)還包括管，其裝備有呈第一摩擦墊形式的所述第一摩擦表面(111)，所述第一摩擦墊在所述管(113)的內側上突出，并且由彈性返回器件沿所述管(113)內部的方向推動，其中所述管(113)圍繞所述滑動部接合，以使所述第一系列的摩擦墊和所述第二系列的摩擦墊相對于彼此摩擦。9.根據(jù)權利要求7至權利要求8中的一項所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述中間部件(103)的所述第二末端形成鐙形物，其具有兩個平面工作壁，所述兩個平面工作壁平行于彼此和所述第一方向(X)，裝備有呈第三摩擦墊形式的所述第三摩擦表面(121)，所述第三摩擦墊在所述工作壁的內側上突出，并且由彈性返回器件(114)沿分開所述兩個工作壁的空間的方向推動，其中所述工作壁還均設有由所述第三摩擦墊包繞的通孔，所述阻尼裝置(100)還包括工字梁(123)，其具有兩個翼和中心腹板，所述中心腹板裝備有呈第四摩擦墊形式的所述第四摩擦表面(122)，所述第四摩擦墊置于所述中心腹板的側部上，并且包繞與所述通孔對準且在所述通孔之間的開口，其中所述梁與所述鐙形物接合，以使所述腹板的末端節(jié)段置于所述工作壁之間，其中所述工作壁的末端節(jié)段的邊緣容納在所述梁的翼之間，并且在所述梁與所述鐙形物之間圍繞所述旋轉軸線(R)的旋轉移動期間，所述第三摩擦墊和所述第四摩擦墊相對于彼此摩擦，并且阻尼所述旋轉移動。10.根據(jù)權利要求1至權利要求9中的一項所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述阻尼裝置(100)還包括第三阻尼系統(tǒng)(130)，其用于阻尼所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件(30)之間的第三相對位移分量并且包括: 關于所述第二結構元件(30)固定的第五摩擦表面， 關于所述第二阻尼系統(tǒng)固定的第六摩擦表面， 其中所述第五摩擦表面和所述第六摩擦表面相對于彼此接觸和約束，以形成第三摩擦接合，以使所述第五摩擦表面與所述第六摩擦表面之間的相對移動由所述第三摩擦接合阻尼， 其中所述第一阻尼系統(tǒng)(110)、所述第二阻尼系統(tǒng)(120)和所述第三阻尼系統(tǒng)串聯(lián)放置， 并且其中所述第三相對位移分量不同于所述第一相對位移分量和所述第二相對位移分量。11.根據(jù)前述權利要求所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第五摩擦表面和所述第六摩擦表面關于彼此旋轉以阻尼所述第三相對位移分量。12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的阻尼裝置(100)，其特征在于，所述第一摩擦表面由第一摩擦材料制成，所述第二摩擦表面由第二摩擦材料制成，并且來自所述第一摩擦材料和所述第二摩擦材料的至少一種為具有減小的摩擦系數(shù)的聚合物材料。13.包括第一結構元件(20)和第二結構元件(30)的土木工程建筑工程，其特征在于，其包括根據(jù)前述權利要求中任一項所述的至少一個阻尼裝置(100)。14.根據(jù)前述權利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述第一結構元件(20)為由錨定點緊固于所述第二結構元件(30)的張緊纜索。15.根據(jù)前述權利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述第二結構元件(30)為地基，特別是橋面。16.根據(jù)前述權利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述纜索(20)在錨定點(A3)的位置處安裝在所述地基(30)上，并且所述阻尼裝置(100)以從所述上述錨定點(A3)除去的方式安裝在所述纜索與所述地基之間。17.根據(jù)前述權利要求所述的土木工程建筑工程，其特征在于，所述阻尼裝置(100)與所述纜索和所述地基形成具有銳角的直角三角形，所述銳角的頂點置于所述錨定點(A3)處。18.用于摩擦阻尼土木工程建筑工程的第一結構元件(20)與第二結構元件(30)之間的相對移動的方法，包括以下步驟: 提供第一阻尼系統(tǒng)(110)，其用于阻尼所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件(30)之間的第一相對位移分量并且包括: 關于所述第一結構元件(20)固定的第一摩擦表面(111)， 能夠關于所述第一摩擦表面(111)移動的第二摩擦表面(112)， 提供用于阻尼所述第一結構元件(20)與所述第二結構元件(30)之間的第二相對位移分量的第二阻尼系統(tǒng)(120)，其中所述第一相對位移分量不同于所述第二相對位移分量，所述第二阻尼系統(tǒng)(120)包括: 第三摩擦表面(121)， 第四摩擦表面(122)， 通過相對于彼此約束來將一方面的所述第一摩擦表面和所述第二摩擦表面，以及另一方面的所述第三摩擦表面和所述第四摩擦表面放置成接觸，以形成兩個摩擦接合，以使一方面的所述第一摩擦表面與所述第二摩擦表面之間，以及另一方面的所述第三摩擦表面與所述第四摩擦表面之間的相對移動由所述摩擦接合阻尼。
【文檔編號】E01D19/16GK106062280SQ201480069309
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月18日
【發(fā)明人】R.安南
【申請人】Vsl國際股份公司