抗涡振阻尼器及悬索公路桥桥面制造技术

本实用新型专利技术提供了一种抗涡振阻尼器及悬索公路桥桥面。该抗涡振阻尼器包括：左骨架结构端及右骨架结构端，所述左骨架结构端与所述右骨架结构端通过中间的桥面缝隙导轨连接，在桥面缝隙导轨的一侧，设置有负载平衡弹簧，在桥面缝隙导轨的另一侧，设置有活塞阻尼器。本实用新型专利技术提供的抗涡振阻尼器及悬索公路桥桥面达到主动防止悬索桥涡振发生或在涡振发生时减轻涡振振幅并是涡振振幅加速衰减的目的。时减轻涡振振幅并是涡振振幅加速衰减的目的。时减轻涡振振幅并是涡振振幅加速衰减的目的。

【技术实现步骤摘要】
抗涡振阻尼器及悬索公路桥桥面


[0001]本技术涉及索桥设计
，特别是涉及一种抗涡振阻尼器及悬索公路桥桥面。

技术介绍

[0002]悬索桥是将桥面悬吊在悬索上的一种长跨距桥梁。桥面是由一排相互连接的钢箱梁组成，每片钢箱梁都分别悬吊在悬索上，桥面两端则分别与索塔横梁相连，所以静态是由钢箱梁组成的桥面呈水平装置(或微微向上凸起)。车辆通过大桥时，因负载使桥面向下弯曲变形(或凸起变小)。该变形由悬索受力变形和钢箱梁受力变形共同形成。
[0003]悬索桥在风力作用在，由于存在卡门涡街现象会发生桥面起伏的振动，当涡街频率等于或接近桥体的固有频率时形成共振，这是一种在外力作用下的强迫振动现象即涡振。当振幅达到一定程度时将影响交通安全，甚至对桥体造成损伤。如果涡振幅度大且持续时间长，则可能引发桥面颤振，颤振对大桥有极大的破坏作用，更是桥梁设计上注意避免发生的。当外力消失，因悬索桥的阻尼系数较低，涡振现象仍将持续一段时间。通常由于悬索桥桥体较轻，固有频率较低，钢箱梁悬索桥易发生涡振现象。
[0004]由风力引起的涡振是一种桥面起伏的动态振动现象，钢箱梁桥面在垂直方向的振动与悬索及吊具垂直方向的振动构成了大桥的整体振动，只是桥面的振动更引起人们的关注。
[0005]在解决悬索桥涡振问题上，桥梁设计专家注重在大桥结构、形状设计时对大桥空气动力学性能进行分析计算，同时对大桥模型进行风洞试验测试，尽量减弱风对桥面的作用力，使大桥涡振被控制在允许的范围之内，但钢箱梁悬索桥设计方面没有主动防止并减轻涡振现象发生的方法。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是提供一种抗涡振阻尼器及悬索公路桥桥面，达到主动防止悬索桥涡振发生或在涡振发生时减轻涡振振幅并使涡振振幅加速衰减的目的。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供了一种抗涡振阻尼器，所述阻尼器包括：左骨架结构端及右骨架结构端，所述左骨架结构端与所述右骨架结构端通过中间的桥面缝隙导轨连接，在桥面缝隙导轨的一侧，设置有负载平衡弹簧，在桥面缝隙导轨的另一侧，设置有活塞阻尼器，并且，所述负载平衡弹簧及所述活塞阻尼器均分别与左骨架结构端及右骨架结构端固定连接。
[0008]在一些实施方式中，活塞杆左端与左骨架结构端连接，右端装有活塞，活塞筒的右端与右骨架结构端连接。
[0009]在一些实施方式中，通过注油孔向活塞筒内注满油。
[0010]此外，本技术还提供了一种悬索公路桥桥面，在桥面的横截面处预留有一个缝隙，所述缝隙的宽度与抗涡振阻尼器的长度相等，其间安装抗涡振阻尼器，所述抗涡振阻
尼器为根据前文所述的抗涡振阻尼器。
[0011]在一些实施方式中，抗涡振阻尼器的左骨架结构梁与其左侧的钢箱梁固定连接，抗涡振阻尼器的右骨架结构梁与其右侧的钢箱梁固定连接。
[0012]在一些实施方式中，抗涡振阻尼器呈上下两排分布。
[0013]在一些实施方式中，抗涡振阻尼器安装在两片钢箱梁之间。
[0014]在一些实施方式中，每个桥孔安装一个或几个抗涡振阻尼器。
[0015]采用这样的技术方案后，本技术至少具有以下优点：
[0016]按本技术设计的悬索桥抗涡振阻尼器，把该阻尼器安装到上述桥面缝隙处的技术方案，提高了悬索桥的阻尼系数，达到主动防止悬索桥涡振发生，在涡振发生时减轻涡振振幅并使涡振快速衰减的目的。
附图说明
[0017]上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
[0018]图1a是悬索桥桥面在静态时桥面水平的示意图；
[0019]图1b是悬索桥桥面在静态时桥面向上凸起的示意图；
[0020]图2是悬索桥抗涡振阻尼器的力学原理示意图；
[0021]图3是悬索桥抗涡振阻尼器的组装示意图；
[0022]图4是悬索桥抗涡振阻尼器的单元示意图；
[0023]图5是悬索桥抗涡振阻尼器的安装示意图；
[0024]图6a是悬索桥抗涡振阻尼器安装在悬索桥中部的桥面侧视图；
[0025]图6b是悬索桥抗涡振阻尼器安装至悬索桥中部的桥面俯视图；
[0026]图7a是悬索桥抗涡振阻尼器安装至悬索桥两端的桥面侧视图；
[0027]图7b是悬索桥抗涡振阻尼器安装至悬索桥两端的桥面俯视图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
[0029]力学上悬索桥是一个复杂的悬吊系统，为解决悬索桥的涡振问题，有必要对大桥力学模型进行简化。方法是将悬索桥的悬索、吊索和桥面简化为一平直桥面，两端分别固定在索塔横梁上。分析在负载作用下桥面的变形，以及发生涡振时桥面振动过程与桥面长度变化的关系。
[0030]假设无负载时两索塔之间的桥面为水平状态，其距离Lb，如图1a中的水平黑实线。满载时桥面向下微微弯曲幅度为a，如图1a中的黑实线弧线。涡振时桥面发生起伏振动。如在静态(无负载)时发生涡振，则水平桥面在水平黑实线上下两侧的细实线间起伏振动，双振幅为2a1；若在满载时发生涡振，则桥面在黑实线弧线两侧的细实线间起伏振动，双振幅为2a1。图1b中桥面微微突起，结果相同。
[0031]可以看出，无论是负载还是涡振，弹性变形都会造成桥面长度边长(桥面起伏使桥面由水平直线变为弧线)。如果两索塔距离不变，负载或涡振发生使桥面变长，必然造成桥
面弯曲。负载智能使桥面向下弯曲，而涡振造成桥面的起伏振动。在图1a中，可以计算出满载时桥面向下微微弯曲幅度为a时，桥面伸长为d；涡振双振幅为2a1时，桥面伸长为2d1；桥梁满载时发生涡振，最大振幅距离水平桥面为a+a1时，桥面伸长为d+d1。
[0032]如果桥面静态时，在桥面某横截面处预留一个缝隙宽为L，用于安装抗涡振阻尼器，抗涡振阻尼器静态长度也为L，如图2。抗涡振阻尼器是弹性的，即抗涡振阻尼器中有一个水平方向的弹簧，这里称为负载平衡弹簧，在水平力作用下能被拉伸或被压缩。则悬索桥在负载或风力作用下引起桥面沿长度方向发生弹性变形时，会引起抗涡振阻尼器长度L变化。如果桥面变长时，抗涡振阻尼器受水平压力使长度L变小；如果桥面变短时，抗涡振阻尼器受水平拉伸使长度L变长。桥面长度的变化与负载平衡弹簧长度变化互相抵消，就会保持桥面总长度变化减小或不变。则桥面就不会发生起伏振动。该弹簧是抗涡振阻尼器的一个重要部件。但仅具有这个特性还不能达到降低涡振幅度并使涡振幅度快速衰减甚至防止涡振发生的目的。因为弹簧的恢复力会使桥面继续振动甚至使振动加剧。因此原理上完整的抗涡振阻尼器必须有阻尼装置(阻尼器)。阻尼器在抗涡振阻尼器中与弹簧并排安装，如图2。这样力学上由负载平衡弹簧、阻尼器(二者构成抗涡振阻尼器)和桥面构成了一个二阶有阻尼振动系统。阻尼器具有吸收振动能量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗涡振阻尼器，其特征在于，包括：左骨架结构端及右骨架结构端，所述左骨架结构端与所述右骨架结构端通过中间的桥面缝隙导轨连接，在桥面缝隙导轨的一侧，设置有负载平衡弹簧，在桥面缝隙导轨的另一侧，设置有活塞阻尼器，并且，所述负载平衡弹簧及所述活塞阻尼器均分别与左骨架结构端及右骨架结构端固定连接。2.根据权利要求1所述的抗涡振阻尼器，其特征在于，活塞杆左端与左骨架结构端连接，右端装有活塞，活塞筒的右端与右骨架结构端连接。3.根据权利要求1所述的抗涡振阻尼器，其特征在于，通过注油孔向活塞筒内注满油。4.一种悬索公路桥桥面，其特征在于，在桥面的横截面处预留有...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓卫平，付子忠，贾鸿飞，赵刚，何案华，卫清，朱旭，
申请(专利权)人：应急管理部国家自然灾害防治研究院，
类型：新型
国别省市：