【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可调长度的吊杆连接件，属于结构抗振技术的振动控制。
技术介绍
1、随着技术发展，各类桥梁工程的体型越发庞大，跨度也不断增加，风荷载等带来的灾害也愈发严重。悬索桥和斜拉桥作为大跨度柔性结构，在风荷载作用下可能引发复杂振动及共振，危及结构安全。近些年的很多现实案例也说明，当自振频率与荷载频率相同时，容易发生风荷载作用下的共振现象，进而产生结构损伤。虎门大桥2020年5月发生因风力造成的异常抖动，杭州湾跨海大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥、日本东京湾大桥、俄罗斯伏尔加格勒市过河大桥等均出现过风力致使桥梁剧烈振动问题，而现有技术和处理方法对此类共振没有有效的解决办法和结构。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种可调长度的吊杆连接件。本专利技术提供在竖向振动时，通过调整周边约束钢箍数量来改变所链接吊杆整体长度的连接件，适用于悬索桥、斜拉桥、系杆拱桥等组合结构体系。
2、本专利技术根据振动力学中的集中质量法分析结构振动的原理，设计一种可调长度的吊杆连接件，可以在结构振动时调整结构的质量分布或改变集中质量法的分析模型，从而改变整体结构的自振频率。当产生共振时，结构的较大振动会带来个别吊杆的长度变化，引发整体结构的质量重分布，改变结构的自振频率避免共振损伤。当外荷载消失后可调长度的吊杆连接件在人为外力作用下可以重新恢复原始状态，确保结构的正常使用。本专利技术通过以下技术方案实现。
3、一种可调长度的吊杆连接件，包括栅栏状筒体结构1
4、所述栅栏状筒体结构1相邻缝隙处顶部均匀通过插接拉杆上的齿状链接8安装设有周边分布式拉杆结构2。
5、所述栅栏状筒体结构1顶部与竖向调节器5连接的轴向对称位置处固定连接设置有与内部质量块11质量相同的配重块6，防止可调长度的吊杆连接件出现偏心受力；
6、所述栅栏状筒体结构1上部支撑面和下侧支撑斜面14端部处均设有限位块7，限制竖向调节器5位移总量。
7、所述弧形短钢柱3采用多段式的圆周分布方式，或以连续分布的钢珠代替。
8、所述可位移约束钢箍4由通过插销轴连接的两段弧形结构组成，两段弧形闭合处为可位移钢箍的移动端9。
9、所述位移约束的上下两层的可位移约束钢箍4形成截面为三角形的空间，位于上下两层的可位移约束钢箍4中间的弧形短钢柱3的直径略大于可位移约束钢箍4形成的等边三角形空隙的边长的倍(略大0.1-0.3mm)。上下两层的可位移约束钢箍4将产生对平放于其间的弧形短钢柱3的挤压作用，同时弧形短钢柱3会对上下两层间的可位移约束钢箍4产生斜向的反作用力，该作用力的水平分力将造成在没有竖向调节器5的约束时，可位移约束钢箍4会径向位移脱离主体结构。
10、所述竖向调节器5包括竖向调节器的链接端10、内部质量块11、套筒盖板12和局部突起13，竖向调节器5外壁面处设有竖向调节器的链接端10，调节器的链接端10外部与若干可位移约束钢箍4的可位移钢箍的移动端9接触，调节器的链接端10顶部和底部侧部设有与限位块7配合的局部突起13，竖向调节器5的上下顶面上均设有套筒盖板12。
11、所述可位移约束钢箍4与弧形短钢柱3表面均光滑致密、不易生锈、刚度大、受压变形小，可位移约束钢箍4与弧形短钢柱3以及可位移钢箍的移动端9与竖向调节器的链接端10间的接触面上填充光滑油脂。
12、所述可位移约束钢箍4高度和数量应通过计算确定，当全部可位移约束钢箍4脱离，通过计算使得相邻两不变形吊杆之间的梁段在自重荷载作用下，可调长度的吊杆连接件处的挠度值大于等于可调长度的吊杆连接件的竖向变形量，也就是变形后的吊杆正好可以不用承担此梁的自重。设计时要求多个可位移约束钢箍4的竖向高度总和要大于等于无该可调长度的吊杆连接件时梁段的跨中挠度值。
13、所述可调长度的吊杆连接件间隔、局部、单独或邻两三个同时设置在梁段上，控制可调长度的吊杆连接件不同情况下的各阶自振频率与外荷载频率数值都能相互远离，避免共振。通过多次计算可调长度的吊杆连接件设置在不同位置时结构各阶自振频率的数值，比较各工况下的外荷载频率，选择最佳设置方式，使得不同情况下的各阶自振频率与外荷载频率数值都能相互远离，避免共振。
14、本专利技术的工作原理为：
15、集中质量法是应用离散思想对细长物体对象进行分段，段与段之间通过有质量的节点连接，段是没有质量且被视为弹性体，使无限自由度体系转化为有限自由度体系，从而使振动计算得到简化。质量的集中方法有多种，其中最简单的是根据静力等效原则，使集中后的重力与原来的重力互为静力等效。例如每段分布质量可按杠杆原理换算成位于两端的集中质量。以悬索桥中可调长度的吊杆连接件连接点左右相邻两段梁组成的整体为例，可调长度吊杆连接件位于该组合梁的跨中位置，当变形后的吊杆长度增加值大于等于相邻两个不动吊杆提供的竖向支撑下该组合梁跨中挠度时，变形后的吊杆不产生轴向拉力，此时可以考虑将该组合梁的质量平均分配到两端未变形的吊杆处。此做法改变了集中质量法计算模型中结构体系的质量分布，自振频率及振型也会随之改变，从而改善共振时的结构反应。为达到降低结构共振损伤的目的，在共振时改变结构的自振频率从而减轻或消除共振。
16、当结构因外荷载产生共振时，较大的共振幅度引起竖向调节器5内部质量块11的竖向移动，从而撞击竖向调节器5的套筒盖板12，引起竖向调节器5的竖向移动，不再约束下方可位移约束钢箍4，于是可位移约束钢箍4在自重作用下受到弧形短钢柱3的径向挤压而脱离吊杆连接件，其下方不再受到可位移约束钢箍4约束的周边分布式拉杆结构2向下移动，吊杆长度发生变化。结构形式的局部变化，改变了集中质量计算模型中的各质点质量数值，最终改变结构的自振频率和振型。当自振频率与外荷载频率不等时，结构振动响应降低，从而改善外荷载作用下结构的共振反应。
17、当连接件周边所有的可位移钢箍4全部脱落后，结构此处所产生的最大竖向变形量与下方所连接梁段的刚度相关。通过计算使得相邻两不动吊杆之间的梁段在自重荷载作用下，可变形吊杆处的挠度值大于等于所设计的吊杆连接件的竖向变形量，也即变形后的吊杆正好可以不用承担此梁的自重。设计时要求多个可位移约束钢箍4的竖向高度总和要大于等于无该可调长度的吊杆连接件时梁段的跨中挠度值。
18、本专利技术的有益效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可调长度的吊杆连接件，其特征在于：包括栅栏状筒体结构(1)、周边分布式拉杆结构(2)、弧形短钢柱(3)、可位移约束钢箍(4)和竖向调节器(5)，栅栏状筒体结构(1)相邻缝隙处顶部均匀通过每个拉杆上的齿状链接(8)设有周边分布式拉杆结构(2)，栅栏状筒体结构(1)外部通过可位移约束钢箍(4)、弧形短钢柱、可位移约束钢箍(4)形成的若干组位移约束将周边分布式拉杆结构(2)固定在栅栏状筒体结构(1)内部，每个可位移约束钢箍(4)通过竖向调节器(5)侧边封固约束，竖向调节器(5)内部设有能延调节器内壁面上下移动的内部质量块(11)，当产生竖向振动时，内部质量块(11)带动竖向调节器(5)向上或向下移动，部分或全部可位移约束钢箍(4)将自动脱离，带动周边分布式拉杆结构(2)向下移动调节吊杆长度。
2.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述栅栏状筒体结构(1)相邻缝隙处顶部均匀通过插接拉杆上的齿状链接(8)安装设有周边分布式拉杆结构(2)。
3.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述栅栏状筒体结构(1)顶部与竖向调节器(
4.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述弧形短钢柱(3)采用多段式的圆周分布方式，或以连续分布的钢珠代替。
5.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述可位移约束钢箍(4)由通过插销轴连接的两段弧形结构组成，两段弧形闭合处为可位移钢箍的移动端(9)。
6.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述位移约束的上下两层的可位移约束钢箍(4)形成截面为三角形的空间，位于上下两层的可位移约束钢箍(4)中间的弧形短钢柱(3)的直径略大于可位移约束钢箍(4)形成的等边三角形空隙的边长的倍。
7.根据权利要求6所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述竖向调节器(5)包括竖向调节器的链接端(10)、内部质量块(11)、套筒盖板(12)和局部突起(13)，竖向调节器(5)外壁面处设有竖向调节器的链接端(10)，调节器的链接端(10)外部与若干可位移约束钢箍(4)的可位移钢箍的移动端(9)接触，调节器的链接端(10)顶部和底部侧部设有与限位块(7)配合的局部突起(13)，竖向调节器(5)的上下顶面上均设有套筒盖板(12)。
8.根据权利要求7所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述可位移约束钢箍(4)与弧形短钢柱(3)表面均光滑致密、不易生锈、刚度大、受压变形小，可位移约束钢箍(4)与弧形短钢柱(3)以及可位移钢箍的移动端(9)与竖向调节器的链接端(10)间的接触面上填充光滑油脂。
9.根据权利要求8所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述可位移约束钢箍(4)高度和数量应通过计算确定，当全部可位移约束钢箍(4)脱离，通过计算使得相邻两不变形吊杆之间的梁段在自重荷载作用下，可调长度的吊杆连接件处的挠度等于可调长度的吊杆连接件的竖向变形量，多个可位移约束钢箍(4)的竖向高度总和要大于等于无该可调长度的吊杆连接件时梁段的跨中挠度值。
10.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述可调长度的吊杆连接件间隔、局部、单独或邻两三个同时设置在梁段上，控制可调长度的吊杆连接件不同情况下的各阶自振频率与外荷载频率数值都能相互远离。
...【技术特征摘要】
1.一种可调长度的吊杆连接件，其特征在于：包括栅栏状筒体结构(1)、周边分布式拉杆结构(2)、弧形短钢柱(3)、可位移约束钢箍(4)和竖向调节器(5)，栅栏状筒体结构(1)相邻缝隙处顶部均匀通过每个拉杆上的齿状链接(8)设有周边分布式拉杆结构(2)，栅栏状筒体结构(1)外部通过可位移约束钢箍(4)、弧形短钢柱、可位移约束钢箍(4)形成的若干组位移约束将周边分布式拉杆结构(2)固定在栅栏状筒体结构(1)内部，每个可位移约束钢箍(4)通过竖向调节器(5)侧边封固约束，竖向调节器(5)内部设有能延调节器内壁面上下移动的内部质量块(11)，当产生竖向振动时，内部质量块(11)带动竖向调节器(5)向上或向下移动，部分或全部可位移约束钢箍(4)将自动脱离，带动周边分布式拉杆结构(2)向下移动调节吊杆长度。
2.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述栅栏状筒体结构(1)相邻缝隙处顶部均匀通过插接拉杆上的齿状链接(8)安装设有周边分布式拉杆结构(2)。
3.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述栅栏状筒体结构(1)顶部与竖向调节器(5)连接的轴向对称位置处固定连接设置有与内部质量块(11)质量相同的配重块(6)；
4.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述弧形短钢柱(3)采用多段式的圆周分布方式，或以连续分布的钢珠代替。
5.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述可位移约束钢箍(4)由通过插销轴连接的两段弧形结构组成，两段弧形闭合处为可位移钢箍的移动端(9)。
6.根据权利要求1所述的可调长度的吊杆连接件，其特征在于：所述位移约束的上下两层...
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