[发明专利]一种适用于斜拉索多阶振动的电磁三元减振装置

说明书

本发明公开了一种适用于斜拉索多阶振动的电磁三元减振装置，属于建筑物减隔振领域，包括固定安装在底座上的外壳；外壳内部设有传动组件，传动组件从开口部伸出外壳，传动组件上端铰接拉索的受控件，传动组件下端铰接垂直于外壳第一内壁的弹性件；连接传动组件的减振系统，减振系统固定连接外壳的第二内壁；连接传动组件和减振系统的信号传递系统；传动组件包括上端的刚性杆；齿条；与减振系统对应设置的齿轮；减振系统包括磁粉离合器；惯质圆盘；粘滞阻尼组件。本发明公开的一种适用于斜拉索多阶振动的电磁三元减振装置结构合理，便于加工，易于维护，成本较低，适应工况较多，受力及耗能机理明确。

技术领域

本发明属于建筑物减隔振领域，尤其涉及一种适用于斜拉索多阶振动的电磁三元减振装置。

背景技术

斜拉桥在世界范围内得到了广泛使用。作为主要承重构件的斜拉索，由于刚度小、单位长度质量小和自身阻尼小的内在结构特点，使其外部作用下极易产生振动。斜拉索大幅振动的危害主要体现在：1)影响行车舒适度，易引发人们对桥梁安全的恐慌心理，造成不良的社会舆情；2)导致桥梁的物理损伤，包括拉索端部接头和防腐护套等在内的斜拉索损伤、索锚结合处的主梁损伤和拉索减振器的破损。

目前常用的斜拉索减振阻尼器主要有：高阻尼橡胶减振器、黏性剪切型阻尼器、油阻尼器及磁流变MR阻尼器等。但上述阻尼器均存在一些不足之处，如内置高阻尼橡胶阻尼器对拉索阻尼比的提高极为有限；黏性剪切型阻尼器存在尺寸较大等缺点。同时，不能太高的安装位置限制了阻尼器的减振效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种结构合理，便于加工，易于维护，成本较低，适应工况较多，受力及耗能机理明确的适用于斜拉索多阶振动的电磁三元减振装置。

本发明是这样实现的，一种适用于斜拉索多阶振动的电磁三元减振装置，包括位于桥面板上部的底座，所述底座的上表面平行于拉索；固定安装在所述底座上的外壳，所述外壳上部设有开口部；所述外壳内部设有传动组件，所述传动组件从所述开口部伸出所述外壳，所述传动组件上端铰接所述拉索的受控件，所述传动组件上端垂直于所述拉索，所述传动组件下端铰接垂直于外壳第一内壁的弹性件，所述弹性件的一端固定连接所述第一内壁下部，所述弹性件的另一端通过球铰固定连接所述传动组件下端；连接所述传动组件的减振系统，所述减振系统固定连接所述外壳的第二内壁，所述第二内壁与所述第一内壁为相对的内壁；连接所述传动组件和所述减振系统的信号传递系统。

所述传动组件包括上端的刚性杆，所述刚性杆上端铰接所述拉索；齿条，所述齿条上端通过球铰连接所述刚性杆下端，所述齿条下端通过球铰固定连接所述弹性件；与所述减振系统对应设置的齿轮，所述齿轮啮合齿条。

所述减振系统包括磁粉离合器，所述磁粉离合器的输入轴固定连接所述齿轮；所述磁粉离合器的输出轴上由所述传动组件近端向所述传动组件远端依次设有惯质圆盘，所述惯质圆盘通过中心孔固定安装在所述磁粉离合器的输出轴上；安装在所述磁粉离合器的输出轴端部的粘滞阻尼组件，所述粘滞阻尼组件固定连接所述外壳的第二内壁。

该技术方案中，所述底座的上表面平行于拉索方向，传动组件上端垂直于拉索方向，避免了传动组件的弯曲变形；所述外壳采用封闭外壳，隔离外壳内部和外部，可保护该外壳内部的传动组件、减振系统、信号传递系统，延长了该阻尼器的使用寿命。

传动组件通过弹性件固定在固定外壳内壁上，当阻尼器没有工作时，弹性件处于压缩状态；当拉索振动，阻尼器开始工作时，弹性件拉长，但仍处于压缩状态，提供负刚度，提高了阻尼器的减振，抗震效果，同时便于齿条复位。

传动组件的齿轮齿条结构可以承受较大荷载，且对加工精度的要求不苛刻，制作成本低；刚性杆与齿条间使用球铰连接，使拉索的面内、面外振动均能转化为齿条的上下振动。