[发明专利]一种斜拉索刚性连接空间杠杆质量减振装置

权利要求书

1.一种斜拉索刚性连接空间杠杆质量减振装置，其特征在于：刚性连接杆(5’)上部通过索夹(4’)、销轴(10’)与斜拉索(1’)连接，下部通过杠杆夹(12’)、销轴(11’)连接于转动杠杆(7’)，通过调整刚性连接杆(5’)与斜拉索(1’)的连接角度和杠杆夹(12’)在转动杠杆(7’)上的连接位置，实现减振效果的调整；转动杠杆(7’)的一端通过能够实现上下转动的销轴(13’)并采用耳叉式连接方式与伸入杠杆支座(6’)的纵向连接构件(14’)相连接，固定于桥面(2’)上的杠杆支座(6’)限制了纵向连接构件(14’)竖向运动，使得转动杠杆(7’)能够绕纵向连接构件(14’)上的销轴(13’)上下转动，以接受斜拉索(1’)索面内振动位移经刚性连接杆(5’)的传递，纵向连接构件(14’)伸入杠杆支座(6’)上圆孔内部分构造为圆柱体，与转动杠杆(7’)连接端为耳板形，使得转动杠杆(7’)带动纵向连接构件(14’)圆柱体能够在杠杆支座(6’)圆孔内绕自身中心轴转动，以接受斜拉索(1’)索面外振动位移经刚性连接杆(5’)的传递；转动杠杆(7’)的另一端连接有质量块(8’)和阻尼器(9’)，以提供抑振力；

斜拉索(1’)产生索面内振动时，振动位移通过刚性连接杆(5’)传递给转动杠杆(7’)，转动杠杆(7’)带动质量块(8’)、阻尼器(9’)绕销轴(13’)上下运动，产生惯性力、弹性力、阻尼力，再经过转动杠杆(7’)的放大作用，通过刚性连接杆(5’)传递回斜拉索(1’)，改变斜拉索(1’)的模态质量、刚度及阻尼，从而抑制斜拉索(1’)的振动；

斜拉索(1’)产生索面外振动时，振动位移通过刚性连接杆(5’)传递给转动杠杆(7’)，转动杠杆(7’)带动质量块(8’)、阻尼器(9’)及纵向连接构件(14’)圆柱体绕转动杠杆(7’)自身中心轴转动，杠杆支座(6’)与纵向连接构件(14’)的高阻尼结合提供转动摩阻力和粘滞力，质量块(8’)、阻尼器(9’)提供惯性力、弹性力、阻尼力，再经过转动杠杆(7’)的放大作用，通过刚性连接杆(5’)传递回斜拉索(1’)，改变斜拉索(1’)的模态质量、刚度及阻尼，从而抑制斜拉索(1’)的振动。

2.根据权利要求1所述的斜拉索刚性连接空间杠杆质量减振装置的减振效果调整方法，其特征在于：

斜拉索刚性连接空间杠杆质量减振装置的减振效果主要由转动杠杆(7’)对惯性力、弹性力、阻尼力及转动摩阻力和粘滞力的放大倍数来确定；定义杠杆放大系数n＝L_b/L₀，其中L₀为杠杆夹(12’)距销轴(13’)中心的距离，Lb为杠杆质量块(8’)中心到销轴(13’)中心的距离，α为刚性连接杆(5’)与斜拉索(1’)的夹角，β为刚性连接杆(5’)与转动杠杆(7’)的夹角；转动杠杆(7’)对斜拉索(1)提供抑振力的等效放大倍数由下式确定：

n_等效＝n²sin²α/sin²β

式中表明，影响斜拉索减振效果的因素主要有杠杆夹(12’)安装在转动杠杆(7’)上的位置、刚性连接杆(5’)与斜拉索(1’)和转动杠杆(7’)的连接角度，杠杆夹(12’)离销轴(13’)越近，刚性连接杆(5’)与斜拉索(1’)越接近垂直，减振效果越好。

3.根据权利要求1所述的斜拉索刚性连接空间杠杆质量减振装置，其特征在于：在刚性连接杆(5’)与桥面(2’)之间安装的阻尼器(9’)采用油阻尼器或粘性剪切型阻尼器或磁流变阻尼器提供阻尼力。

4.根据权利要求1所述的斜拉索刚性连接空间杠杆质量减振装置，其特征在于：杠杆支座(6’)圆孔内与纵向连接构件(14’)圆柱体间设置摩擦环和高阻尼橡胶阻尼材料提供转动摩阻力和粘滞力。