[发明专利]一种桥梁吊杆阻尼索减振装置

说明书

本发明公开了一种桥梁吊杆阻尼索减振装置，包括主梁、桥塔、主缆和阻尼索装置，所述主缆位于主梁上方且左右两端安装在主梁两侧的桥塔上，主缆与主梁之间设有若干吊杆组，每个吊杆组包括两根相互平行且竖向设置的吊杆，所述阻尼索装置沿悬索桥跨中断面对称安装且连接于悬索桥桥塔上部与吊杆之间，所述阻尼索装置包括横向阻尼索装置和纵向阻尼索装置。本发明每两根横向主副索与两根纵向主副索组成一个标准的减振节段，同时抑制相邻4根吊杆任意方向振动，减振节段依次相连就抑制了全桥吊杆振动。

技术领域

本发明公开了一种桥梁吊杆阻尼索减振装置。

背景技术

在跨越大江大河时，悬索桥得到了广泛应用。吊杆将悬索桥主梁自重及桥面交通荷载传递给主缆，大跨度悬索桥吊杆细长、阻尼低，易发生风致振动，特别是主塔最近的吊杆处于主塔尾流区，当尾流涡脱频率与吊杆固有频率一致时，吊杆发生强烈的大幅振动，极易导致吊杆疲劳破坏。

现有吊杆减振装置主要采用调谐减振，调谐减振的原理是在吊杆上通过弹簧和阻尼器连接一质量块，通过合理设计质量块的质量，弹簧刚度和阻尼器参数，使形成调谐质量阻尼器（TMD），如图1所示。图1中，m为质量块的质量，k为弹簧刚度，c为阻尼器阻尼，M为主结构的质量，k1为主结构刚度，c1为主结构阻尼，F为结构所受到的风、流体等激励荷载的动力部分，F₀为外激励的幅值，ω为外激励的频率，t为时间。

当吊杆（主结构）发生大幅振动时，利用共振原理，即TMD的频率与吊杆频率一致，使TMD发生大幅振动，利用TMD的惯性力平衡外加激励，从而抑制吊杆的振动。TMD的减振原理决定了其仅能对吊杆的单阶频率进行减振，当TMD本身的频率与结构振动频率偏离时，TMD的振幅迅速减小，导致其减振效果迅速下降。吊杆会发生多阶频率的振动，TMD抑制吊杆的振动没有得到广泛应用。

吊杆减振目前除TMD减振外，还有在同一位置吊杆的不同索股间安装减振架，通过两夹板8和螺杆25将相互接近的两吊杆5连接，夹板8与吊杆5间加橡胶片等阻尼材料，其结构如图2、图3所示。这种方式本质上是在吊杆5各索股间增加弹性和阻尼装置，强制各索股以共同的频率振动，当各索股具有明显不同的固有频率时，索股间减振器具有一定的减振效果，当索股频率接近时就完全失去了减振作用，仅是强制各索股以共同的频率振动，完全达不到对吊杆减振的效果。

现有的液压流体阻尼器等虽然有很好的耗能减振能力，可以对吊杆的任意振动模态进行耗能减振，但目前阻尼器通过另加支座的方式必须安装在吊杆锚固端附近，吊杆振动时阻尼器的行程小，因而耗能也小，无法达到抑制吊杆振动的目的。

基于以上原因，现有大跨度悬索桥吊杆的风致振动，特别是桥塔附近长吊杆的风致振动一直没有得到有效的控制，严重影响吊杆的使用寿命。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、安全可靠的桥梁吊杆阻尼索减振装置。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种桥梁吊杆阻尼索减振装置，包括主梁、桥塔、主缆和阻尼索装置，所述主缆位于主梁上方且左右两端安装在主梁两侧的桥塔上，主缆与主梁之间设有若干吊杆组，每个吊杆组包括两根相互平行且竖向设置的吊杆，所述阻尼索装置沿悬索桥跨中断面对称安装且连接于悬索桥桥塔上部与吊杆之间，所述阻尼索装置包括横向阻尼索装置和纵向阻尼索装置。