[发明专利]一种端承支撑结构减震消能装置

说明书

技术领域：

本发明公开一种端承支撑结构减震消能装置，主要用于大质量集中质点或分布质点的单一支柱或者横向支撑较弱的支柱的减震消能，属于结构振动控制领域。

技术背景：

我国水力资源丰富，近几十年来国内水力建设迅猛发展，大中型水电站在我国西南地区多有兴建。随着近期地震灾害近期频发，特别是在水力建设较多的西南地区，其发电送电设备及其支撑系统的抗震减灾工作显得尤为重要。电力供应作为国民经济重要的基础性设施，在其遭遇不可抗力期间或之后都应保有可靠的功能作用，电网设备广布的分布特点增加了发电送电设备支撑结构遭遇近场地震、不可抗力等强烈振动荷载的可能性，这种情况在世界上多有发生（如1994年northrige地震、2008年汶川地震等）。因此，发电送电设备支撑结构减震消能措施必须得以完善实施。在电网中高压架空送电线路中杆塔主要用来支持导线和地线，并使导线对地面及各个导线之间保持一定的距离，杆塔端部主要承载绝缘子等重型设备，这对抗震设防极为不利。

本发明以电网中高压架空送电线路中杆塔为例，提出了一种通过改进杆塔与基础的连接形式来实现减震目标，针对端承支撑结构减震消能新的装置措施。另外，电网转角杆塔、风力发电场中风力发电机的塔架等端承支撑结构的减震消能措施均可根据实际工程参数调整本发明的端承支撑结构减震消能装置相关设计参数，达到相应的抗震减灾设防目的。

通过改进支座形式来获得端承支撑结构良好抗震性能的做法，Michael Riley等有所尝试，并获得了一定的成效。其装置主要采用摩擦弹簧作为主要受力单元，但是摩擦弹簧在其行程末端会出现无限刚度引起的装置失效状况，且单一接触环面的结构形式易产生弹簧自锁，加速装置失效。

磁流变液（Magneto-rheological Fluid，MRF）是一种可控液态智能材料，其具备良好的力学性能，如高强度、低粘度、温度稳定性和瞬间模态变化等。在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性，而在强磁场作用下呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性。随着外加磁场变化，其表观粘度能够在毫秒级的时间内改变几个数量级，基本不存在时迟。磁流变液（MRF）在磁流变液装置（Magneto-rheological Fluid Devices，MRFD）中的运动形式主要有剪切式、阀式和挤压流动式等，其中以挤压流动式出力最大，且其应力应变曲线呈现指数形式递增的形式特征（S.A. Mazlan, 2009）。

本发明利用磁流变液的优良力学特性，结合绝磁异形护板和中心弹性环的V型凹槽，合理设置变形伸缩囊的结构形式，此发明能够消耗端承支撑结构大量地震能量，并通过调节输入激励电流大幅降低其加速度响应以及承柱底部变截面处的剪力，实现端承支撑结构大震不倒的抗震目标，适于持续地震序列或者突发振动荷载工况下的土木工程支承结构抗震。

                             

发明内容：

技术问题：

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种端承支撑结构减震消能装置并提出一种装置布设方案。

技术方案：