一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置及其安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及结构工程技术领域，尤其是涉及一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置及其安装方法，包括支撑套管、弹簧导向杆、调节螺母、连接板、预压缩弹簧、连杆、高阻尼橡胶阻尼器；本发明专利技术的预压弹簧

【技术实现步骤摘要】
一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置及其安装方法


[0001]本专利技术涉及结构工程
，尤其是涉及一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置及其安装方法。

技术介绍

[0002]拉/吊索在大跨桥梁结构、空间结构和高耸桅杆结构中应用广泛，索细长轻柔，例如在建的世界第一大跨径的三塔斜拉桥——巢马城际铁路马鞍山公铁两用长江大桥的斜拉索最长已达到650m。索结构轴向受力大、刚度大而横向刚度小，基频低且分布密集，自身阻尼低，易在风等环境作用下，出现多种形态和机理的振动。索振动轻则影响结构使用性，长期振动易导致防护结构包括将军帽、防水密封等破坏，加速钢丝的腐蚀和疲劳，最终可能导致拉/吊索的突发断裂失效，危及结构安全。随着在役缆索结构数量的增加，拉/吊索长度的继续增大，索振动控制是结构建设和安全运营的关键难题。
[0003]拉/吊索主要采用气动措施和增加阻尼措施的方法减振。气动措施主要包括索面采用压坑、绕螺旋线等方式处理，破坏水线、涡旋等减小气动激振力。由于索结构振动的流固耦合特征，气动措施主要采用风洞试验或流体动力学模拟验证其效果，其实际减振效果可能与实验和计算结果存在差异；此外，气动措施对结构外形敏感，在结构长期运营中，由于粉尘、冰雪覆盖等原因导致的结构外形改变也可能导致气动措施失效甚至诱发其他机理的振动。
[0004]因此，实践中需要增加机械措施提升索的阻尼，从而实现对多种振动的抑制。因而，机械装置能够提升的阻尼值以及覆盖的振动模态是减振的关键。多种类型的阻尼器已经在索结构减振中得到应用，包括粘滞阻尼器、粘性剪切阻尼器、摩擦型阻尼器、高阻尼橡胶阻尼器、电涡流阻尼器等。各种阻尼器均有自身的特点，例如粘滞阻尼器对于单阶振动的阻尼提升效果好，但是由于不同模态对应的最优阻尼器系数不同，起对多阶模态的阻尼提升效果受到限制。摩擦型阻尼器对多阶模态能达到的阻尼效果相当，但是其效果与拉索振动幅值相关，例如当拉索振幅低于一定值时，摩擦面不发生滑动时，其完全失去阻尼减振效果。高阻尼橡胶阻尼器同样对索的多阶模态同时起到相当的阻尼效果，但是由于高阻尼橡胶的损耗因子一般较小(一般低于0.7)，其对索振动提升的阻尼受到限制，使得其仅能适用于较短索。相比粘滞阻尼器、粘性剪切阻尼器等，高阻尼橡胶阻尼器除了在多模态减振中具有优势外，还具有适应于索套管内安装、单个阻尼器对面内外均有阻尼效果等优势。因此，研发高阻尼橡胶阻尼器对索阻尼提升效果提升的技术具有重要工程意义。
[0005]工程结构中的拉/吊索的多模态振动控制仍是亟需解决的难题，高阻尼橡胶阻尼器已经在短索减振中得到应用，但存在对长索阻尼提升不足的问题，尚缺乏有效实用的高阻尼橡胶阻尼器减振效果增强技术。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装
置及其安装方法，为拉/吊索多模态减振提供一种新方案。
[0007]本专利技术的一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置固定于拉/吊索主体(同“拉/吊索”)和索套管上，包括支撑套管、第一铰耳、第二铰耳、第三铰耳、弹簧导向杆、调节螺母、预压缩弹簧、连杆、高阻尼橡胶阻尼器、连接板、索夹螺栓套件和索夹；所述第一铰耳安装在支撑套管上，弹簧导向杆安装在第一铰耳上，采用球铰连接，可以绕第一铰耳转动，弹簧导向杆靠近第一铰耳一端加工螺纹，与调节螺母配套，弹簧导向杆另外一端连接第三铰耳，所述预压缩弹簧套在弹簧导向杆外部，预压缩弹簧的长度由调节螺母和第三铰耳之间的距离确定；所述第二铰耳安装在支撑套管上，与第一铰耳的连线与索体静止时的轴线平行，连杆一端采用球铰与第二铰耳连接，连杆绕第二铰耳转动，连杆通过第三铰耳与预压弹簧相连；所述索夹与连接板刚性连接，两半索夹通过索夹螺栓套件与拉/吊索主体抱紧，连接板远离拉/吊索主体的末端设置孔，与连杆的中间孔采用球铰连接，允许连接板绕球铰转动，传递连接板沿垂直于连杆轴线方向的运动，所述连接板与支撑套管采用螺栓安装高阻尼橡胶阻尼器。本专利技术的预压缩弹簧
‑
连杆装置在拉/吊索主体静止时为自平衡结构，拉/吊索主体发生振动时会产生促进拉/吊索主体位移的力，即负刚度(减小刚度)效果，与耗能的高阻尼橡胶阻尼器并联提升高阻尼橡胶阻尼器对拉/吊索主体多模态阻尼效果；利用连杆中间孔的位置调整以及利用调节螺母调节预压缩弹簧的预压力，实现负刚度效果的调节，提升对不同参数拉/吊索主体减振的适应性。本专利技术的拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置能够有效抑制拉/吊索主体风雨振和涡振等。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术的第一个目的是提供一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置，固定于拉/吊索主体和索套管上，包括支撑套管、弹簧导向杆、调节螺母、连接板、预压缩弹簧、连杆、高阻尼橡胶阻尼器；
[0010]所述连接板抱紧拉/吊索主体；所述支撑套管环设于拉/吊索主体和索套管外侧，并与索套管相连接；
[0011]所述连接板远离拉/吊索主体的一侧连接若干对称分布的高阻尼橡胶阻尼器；
[0012]所述高阻尼橡胶阻尼器一端连接连接板，另一端连接支撑套管；
[0013]所述连接板的端部分别连接连杆中部位置，允许连接板绕球铰转动，传递连接板沿垂直于连杆轴线方向的运动；
[0014]所述连杆的一个端部连接支撑套管，另一个端部连接两端设置有圆孔、轴向可伸缩的弹簧导向杆；
[0015]所述弹簧导向杆外侧套设有预压缩弹簧；所述弹簧导向杆远离连杆的外侧与调节螺母活动连接；所述弹簧导向杆远离连杆的端部连接支撑套管。
[0016]在本专利技术的一个实施方式中，所述连接板与索夹刚性连接，并通过索夹抱紧拉/吊索主体；所述索夹包括两个半索夹，两个半索夹通过索夹螺栓套件相连接。
[0017]在本专利技术的一个实施方式中，所述高阻尼橡胶阻尼器允许设置于连接板靠近或远离索套管的一侧。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，所述支撑套管包括侧面、第一圆环面和第二圆环面，所述第一圆环面与第二圆环面通过侧面相连接；
[0019]所述第一圆环面连接索套管，所述第二圆环面连接高阻尼橡胶阻尼器。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，所述第一圆环面设置有第一铰耳、所述第二圆环面上设置有第二铰耳；所述第二铰耳位于高阻尼橡胶阻尼器远离拉/吊索主体的一侧；
[0021]所述第一铰耳和第二铰耳的连接线与静止状态下拉/吊索主体的中轴线平行。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，所述第一铰耳与弹簧导向杆活动连接，允许弹簧导向杆绕第一铰耳转动；
[0023]第二铰耳与连杆活动连接，允许连杆绕第二铰耳转动。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，所述弹簧导向杆远离调节螺母的一侧设置有第三铰耳；所述第三铰耳与连杆活动连接；
[0025]同时，调节螺母和第三铰耳之间的距离确定预压缩弹簧的长度。
[0026]在本专利技术的一个实施方式中，所述调节螺母内部设置有内螺栓；
[0027]所述弹簧导向杆与调节螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置，固定于拉/吊索主体和索套管上，其特征在于，包括支撑套管、弹簧导向杆、调节螺母、连接板、预压缩弹簧、连杆、高阻尼橡胶阻尼器；所述连接板抱紧拉/吊索主体；所述支撑套管环设于拉/吊索主体和索套管外侧，并与索套管相连接；所述连接板远离拉/吊索主体的一侧连接若干对称分布的高阻尼橡胶阻尼器；所述高阻尼橡胶阻尼器一端连接连接板，另一端连接支撑套管；所述连接板的端部分别通过球铰连接连杆中部位置，允许连接板绕球铰转动，传递连接板沿垂直于连杆轴线方向的运动；所述连杆的一个端部连接支撑套管，另一个端部连接两端设置有圆孔、轴向可伸缩的弹簧导向杆；所述弹簧导向杆外侧套设有预压缩弹簧；所述弹簧导向杆远离连杆的外侧与调节螺母活动连接；所述弹簧导向杆远离连杆的端部连接支撑套管。2.根据权利要求1所述的一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置，其特征在于，所述连接板与索夹刚性连接，并通过索夹抱紧拉/吊索主体；所述索夹包括两个半索夹，两个半索夹通过索夹螺栓套件相连接。3.根据权利要求1所述的一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置，其特征在于，所述高阻尼橡胶阻尼器允许设置于连接板靠近或远离索套管的一侧。4.根据权利要求1所述的一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置，其特征在于，所述支撑套管包括侧面、第一圆环面和第二圆环面，所述第一圆环面与第二圆环面通过侧面相连接；所述第一圆环面连接索套管，所述第二圆环面连接高阻尼橡胶阻尼器。5.根据权利要求4所述的一种拉吊索可调刚度高阻尼橡胶减振装置，其特征在于，所述第一圆环面设置有第一铰耳、所述第二圆环面上设置有第二铰耳；所述第二铰耳位于高阻尼橡胶阻尼器远离拉/吊索主体的一侧；所述第一铰耳和第二铰耳的连接线与静止状态下拉/吊索主...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，孙利民，邹易清，黄志权，覃磊，侯宁，
申请(专利权)人：柳州欧维姆机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：