[发明专利]包含弹簧阻尼器的对称液压回路拉索阻尼装置及控制方法

说明书

本申请提供了一种包含弹簧阻尼器的对称液压回路拉索阻尼装置及控制方法，该方法利用该装置对桥梁拉索进行减振，通过斜拉桥、悬索桥等拉索桥梁的拉索进行减振时，利用弹簧发挥首次阻尼减振效果，拉索的振动幅度超过弹簧的减振范围时，对称排布的磁流变液液压回路开始动作发挥普通液压阻尼装置的作用进行拉索的二次减振，当拉索振动幅度超过普通液压阻尼效果的承受范围时，磁流变液开始被磁化发挥MR(磁流变液)阻尼装置效果进行第三次减振。通过这样的阶段性减振方法可以对拉索的振动进行有效减振，并且在拉索小幅振动的情况下，只有弹簧阻尼功能起作用进行第一阶段减振，液压阻尼和磁流变液阻尼功能不动作，可以大幅延长液压缸的寿命。

技术领域

本发明是关于桥梁拉索阻尼器的一种方案，具体来说就是对在风雨激励和动载荷(车辆等)激励下的桥梁拉索振动现象进行控制的一种除振装置，是一种同时具有弹簧阻尼特性、液压阻尼特性和磁流变液阻尼特性的一体化阻尼器。本申请要求2018年04月26日提交的韩国专利(专利申请号为10-2018-0048238)的权益，在此将上述申请的全部内容引用并入本文。

背景技术

斜拉桥是柔性拉索结构的建筑物,在实际运营中斜拉桥的斜拉索和悬索桥的拉杆一直都处于风雨和各种动载荷引起的微小振动当中，即使没有因为这些微小振动产生结构性破坏，也会对拉索的锚固部疲劳特性产生不良影响，进而缩短整体桥梁的寿命。斜拉桥拉索减振方式有很多，如在拉索保护管表面上加工螺旋线或凹坑，破坏风雨激励的涡流和水线振动频率。以及在拉索之间连接柔性索，但是主流减振方法都是在拉索上安装阻尼器对振动进行控制和预防。

桥梁拉索领域通常为了消除拉索的风雨激振、参数振动(由桥梁结构如梁、塔传递过来的振动)等影响，采用的阻尼装置主要有各种外置式粘滞、剪切阻尼器、磁流变液(MR)阻尼器和内置式橡胶、摩擦阻尼器和内置式液压粘滞阻尼器。

通常情况下，为了防止拉索结构物发生振动，现有技术的处理方法为设置液压阻尼装置或高衰减橡胶阻尼等产品，目前的方法存在阻尼率普遍较低和频繁维修和更换的问题。

桥梁拉索是传递载荷的主要途径，由于其大柔性、小质量、小阻尼的特性，成为一种容易在风雨激振、动载荷(桥面通行车辆等)的作用下产生有害振动的构件，因此必须采取必要的预防措施防止因拉索有害振动现象引起的桥梁结构问题。

桥梁拉索的有害振动通常包括涡流共振、风雨激振、尾流驰振、参数共振等几种形式，所有的振动不论小幅振动还是大幅振动都会对桥梁的寿命产生影响，为了遏制拉索的有害振动目前最为有效的方法就是增加拉索的阻尼比，既在拉索上安装阻尼器。

目前已有技术的拉索阻尼器根据其安装的位置和发挥阻尼作用的方式，主要分为以下几种；

外置式阻尼器如粘滞阻尼器、粘性剪切阻尼器、磁流变阻尼器，杠杆式阻尼器等。

内置式阻尼器则主要有高阻尼橡胶阻尼器、摩擦阻尼器和液压阻尼器等。

已有技术的阻尼器为了发挥更大的阻尼效果，如图1a和1b所示，通常都采用外置式。

图1a和1b描述了已有技术为了控制斜拉桥拉索和悬索桥吊杆的振动现象所采用的阻尼器形式。

图1a和1b的图示，主要描述了已有技术为了防止斜拉桥(10)的拉索(11)或悬索桥(20)的吊杆(21)产生振动现象，使用外置式粘滞阻尼器(12)和高阻尼橡胶阻尼器(22)安装在各自的拉索(11，21)端部，利用粘滞阻尼器(12)和高阻尼橡胶阻尼器(22)的粘滞特性进行振动衰减。但是目前的粘滞阻尼器(12)和高阻尼橡胶阻尼器(22)存在结构和寿命上的缺点，需要频繁保养或更换。特别是粘滞液压类的阻尼器，其共同的缺点是由于结构上的原因容易受到环境温度的影响和漏油。

就消除物体的振动技术而言，最近的有根据记忆合金的特性开发的阻尼器和利用半固态物质开发的阻尼器，并且还有可以在流体和固体之间根据需要进行反复变化阻尼器，例如磁流变阻尼器MR(Magneto Rheological)等。