[实用新型]一种悬索桥抗风装置

说明书

本实用新型公开了一种悬索桥抗风装置，包括绳索和阻尼装置，所述绳索的上端与悬索桥梁体长度方向的边缘处相连接，所述绳索的下端与所述阻尼装置相连接，所述阻尼装置依靠自身浮力和所述绳索提供的拉力悬浮于水中；当悬索桥的梁体发生风致振动时，梁体通过绳索带动阻尼装置在水中运动，阻尼装置在水中运动时受到与运动方向相反的阻力，阻尼装置上下往复运动需克服水的阻力做功，从而耗散梁体振动的能量，使梁体由运动状态恢复到静止状态。

技术领域

本实用新型属于悬索桥技术领域，具体是涉及一种悬索桥抗风装置。

背景技术

悬索桥是目前跨越能力最大的桥型，在跨越海峡、湖泊及大江大河时具有很强的竞争力。在跨径超千米的桥梁中，悬索桥占据了主导地位。但是悬索桥结构刚度弱，抗风性能较差，甚至在风速较小时，结构仍有发生涡振、颤振的风险，影响桥梁的正常通行，甚至给结构安全带来威胁。

梁体发生涡振或颤振时，必然伴随着桥面的扭转或竖向弯曲，具体表现为桥面的竖向运动。悬索桥风振的发生是一个渐进的过程，风对结构做功，结构从风中吸收能量，桥梁结构可以看作一个弹性结构体系，缺乏能量耗散机制，在风的作用下，结构储存的能量越来越大，结构振幅逐渐增大。

为避免各类风致振动，通常在悬索桥的梁体采取各种气动措施，如采用风嘴、导流板、稳定版及梁体中央开槽等。这些气动措施的主要目的在于减小风对梁体的作用，降低桥梁发生风致振动的可能性。然而，由于风环境的不确定性，现有措施难以做到完全避免悬索桥的风致振动。

设计一种能够及时耗散结构振动能量的装置，将悬索桥的风振消除在萌芽阶段，是相关领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种悬索桥抗风装置。该悬索桥抗风装置能够在悬索桥发生风致振动时，有效抑制梁体的竖向移动，及时耗散梁体振动的能量，使梁体由运动状态恢复到静止状态。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种悬索桥抗风装置，包括绳索和阻尼装置，所述绳索的上端与悬索桥梁体长度方向的边缘处相连接，所述绳索的下端与所述阻尼装置相连接，所述阻尼装置依靠自身浮力和所述绳索提供的拉力悬浮于水中；

当悬索桥的梁体发生风致振动时，梁体通过绳索带动阻尼装置在水中运动，阻尼装置在水中受到与运动方向相反的阻力，阻尼装置上下往复运动克服水的阻力做功，从而耗散梁体振动的能量，使梁体由运动状态恢复到静止状态。

可选的，绳索为竖直布设。绳索、所述边缘处和阻尼装置位于同一条竖直的直线上。这样设置的目的是，由于绳索倾斜布设时，在水流作用下会使倾斜布设的绳索抻拉张紧，此时绳索会对梁体具有一个水平上的分力，这个分力会引起梁体的横向变形，对梁体造成危害。所以，将绳索、所述边缘处和阻尼装置置于同一条竖直的直线上，能够避免梁体受到绳索的水平分力。

可选的，绳索处于张紧状态。利用张紧状态的绳索1能够确保阻尼装置随时处于工作状态，确保该悬索桥抗风装置全天候抑制、消除梁体竖向振动。

进一步的，阻尼装置至少包括浮力组件，所述浮力组件的自身重力大于其浮力，自身重力超出浮力的部分由所述绳索承担。

进一步的，浮力组件包括多个浮力单元，多个所述浮力单元沿竖向间隔布设。这样能够通过调整浮力单元的数量来调节浮力组件的浮力大小。

进一步的，所述浮力组件还包括竖直布设的限位筒，多个所述浮力单元通过所述限位筒相连接，多个所述浮力单元的中心轴均与所述限位筒的中心轴相重合。其中，限位筒的作用是限制阻尼装置的平面位置，仅能沿定位桩上下运动；避免阻尼装置在水流作用下改变位置。

进一步的，所述阻尼装置还包括用于定位所述限位筒的定位桩，所述定位桩的下端插入水位冲刷面以下的土体或岩体内，所述定位桩的上端竖直伸入所述限位筒，所述限位筒可沿所述定位桩上下移动。