[实用新型]一种装配式电涡流调谐质量阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程结构振动控制领域，具体涉及一种适用于大跨度人行天桥竖向振动控制的电涡流调谐质量阻尼器。

背景技术

随着城市化进程与立体化交通的发展，国内大跨径人行天桥的建设越来越多，而我国现有人行天桥设计规范规定人行天桥竖向一阶频率必须大于3.0Hz，这对于超过40m的单跨人行天桥很难做到。为方便施工，过街天桥多采用简支钢箱梁结构。然而，一方面钢结构人行天桥固有阻尼较低，另一方面大跨度人行天桥的一阶竖向振动固有频率与行人正常步行频率较为接近，极易诱发共振。此时人行天桥挠度、应力将大大超过静力分析值，行人舒适度也难以满足要求。长此以往，必将影响结构的安全和正常使用。

解决简支钢箱梁人行天桥舒适性问题的现有技术主要有：增加梁高、改变结构支撑体系(如门式刚架)、组合结构体系(在梁体上方两侧增设桁架)等增加结构自身刚度的频率调整法，使其竖向一阶频率满足中国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69—95)不宜小于3Hz的规定；在人行天桥上附加耗能装置增大结构的阻尼，较多采用调谐质量阻尼器(TMD)这种动力吸振装置来降低人行桥在同等人流量下的振动幅值，从而满足相关规范的舒适性要求。比较而言，基于刚度措施的频率调整法经济成本较高，近年来以TMD为主的吸能减振措施在人行天桥振动控制领域逐渐得到了推广应用。

现有人行桥竖向减振用TMD的阻尼形式主要为液体粘滞阻尼器(如专利号为201010137516.2公开的“一种悬吊式的调频质量阻尼器”)。但粘滞阻尼器存在漏油、不易养护，以及阻尼在后期均很难调节等问题。最近，也有研究者开发了电涡流阻尼TMD(见专利号为201010022003.7公开的“永磁式电涡流调谐质量阻尼器”)，并成功用于钢拱桥细长吊杆减振(见《钢拱桥刚性细长吊杆减振用调谐质量阻尼器的试验研究》，科学技术与工程，2013，第19期，5555-5560页)。将电涡流阻尼应用于TMD的突出优点有：阻尼器不需要与结构直接接触，无任何摩擦阻尼；阻尼器内无流体，无需密封件，不会出现任何漏液；阻尼器无附加刚度，从而不会影响TMD的频率参数，实现了TMD刚度与阻尼的完全分离。但目前电涡流阻尼TMD存在磁路过于简单、易漏磁，耐久性低，电涡流阻尼系数设计计算不准确，现场安装困难等问题。

TMD的减振效果与TMD、主体结构二者之间的频率调谐程度密切相关，为确保减振效果，一般均要求TMD的频率具有一定的调节余地。现有TMD的频率微调方法主要通过增减质量实现，该方法属于应用较为广泛的常规技术，也有通过增减小弹簧的方式改变TMD的刚度继而实现TMD频率的调节(如专利号为“201320560965.7”公开的“摆式调谐质量阻尼器的频率调节装置”)，但这两种方法均难以实现TMD频率的连续、精确调节。

此外，对于新建人行天桥，TMD可以在施工过程中直接安装在钢箱梁内部，对于既有(正在服役)人行桥将TMD直接安装在钢箱梁内部存在困难。也就是说，既有人行桥减振对于TMD的安装空间与方式提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在服役人行天桥竖向减振用TMD的阻尼元件耐久性差、安装不便、频率调节困难等问题，提出一种装配式电涡流调谐质量阻尼器。

本实用新型的技术方案是：一种装配式电涡流调谐质量阻尼器，包括下底板(1)、TMD主体(15)和调频装置，TMD主体(15)套装在固定在下底板(1)上的导轴(11)上，TMD主体(15)由套装在导轴(11)上的螺旋压簧(3)支撑，导轴(11)顶端安装有限位板(9)，在TMD主体(15)的下方设至少置有两个调频装置，所述TMD主体(15)由下向上依次叠放有五片钢板a(4)、一片钢板b(5)、一片钢板c(6)、一片钢板d(7)和一片钢板e(8)；钢板a、b的中部形成矩形的钢板腔室(22)；钢板c(6)的中部预留有安装L型永磁铁固定板(12)的缺口；L型永磁铁固定板(12)上安装有永磁铁(13)，永磁铁(13)位于钢板腔室(22)内；在钢板腔室(22)内的两个L型永磁铁固定板(12)之间安装有导体铜板(14)，导体铜板(14)固定安装在下底板(1)上；在钢板d(7)的导轴孔内(21)内设置有直线轴承(25)。

所述的装配式电涡流调谐质量阻尼器，所述永磁铁(13)的一种优选为长方体，同一L型永磁铁固定板(12)上永磁铁(13)同磁极布置，不同L型永磁铁固定板(12)上永磁铁(13)异磁极布置。