[实用新型]一种抑制悬索桥风致涡振的装置

说明书

本实用新型公开了一种抑制悬索桥风致涡振的装置，包括主梁、主塔、悬臂支承平台、阻尼减振装置和梁端连接件；所述悬臂支承平台设在主塔的侧部，与主塔锚固；所述阻尼减振装置设于支承平台上，所述阻尼减振装置上端通过梁端连接件与主梁连接，下端与悬臂支承平台连接；本发明能够提高主梁结构相关模态的附加阻尼比，从而降低主梁竖向涡激振幅，抑制主梁结构多阶、高阶模态风致涡振。

技术领域

本实用新型涉及一种抑制悬索桥风致涡振的装置，属于桥梁工程、振动控制技术领域。

背景技术

伴随着桥梁跨度的增加，桥梁长、细、轻、柔与低阻尼的特点愈加突出，其风振问题也日益凸显，涡激振动便是其中之一。

大跨度悬索桥的竖向涡振具有如下特点：①涡激振动是一种非线性自限幅振动，它虽然不像颤振一样会在短时间内对结构造成灾难性破坏，但过大的振幅和加速度会严重影响桥梁的使用功能，频繁发生的涡振还可能引起构件的疲劳破坏，并且影响行车的舒适性和安全性；②大跨度悬索桥的竖向涡振通常表现为单一模态的振动，但大跨度悬索桥模态密集，在桥梁正常运营风速限值25m/s内，固有频率在0.5Hz以内的竖弯模态都有发生涡振的可能，即大跨度悬索桥具有多阶模态涡振问题。

目前为止，常用在实际抗振工程中的调谐质量减振器（简称TMD）是一种控制涡激共振的有效措施，已在多座桥梁上应用，但为达到良好的涡振控制效果，TMD的质量需要达到0.5%以上的受控模态的质量，因此对于上万吨质量的大型悬索桥，TMD需要数十吨的质量，并且，由于TMD是一种单模态的控制措施，要控制多达10个模态的悬索桥涡振，就要在桥梁上安装多达数百吨乃至上千吨质量的多组TMD，控制成本高、桥面荷载增加过多；且由于悬索桥普遍频率较低，则所需TMD刚度也很低，导致弹簧的静伸长将非常大，因而弹簧制作存在一定难度，难以在既有桥梁上安装。

既有大跨度悬索桥多阶模态涡振的病害治理是一项极具挑战的工程技术难题，对于实际工程中大跨度悬索桥多阶涡振的抑振，鲜有相关文献报道。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种抑制悬索桥风致涡振的装置，以解决现有技术大跨度悬索桥多阶、高阶涡振的难题。

一种抑制悬索桥风致涡振的装置，包括主梁、主塔、悬臂支承平台和阻尼减振装置；

所述悬臂支承平台设在主塔的侧部，与主塔锚固；所述阻尼减振装置设于支承平台上，所述阻尼减振装置上端与主梁连接，下端与悬臂支承平台连接。

进一步地，所述阻尼减振装置采用电涡流竖直阻尼器，包括阻尼箱、齿轮箱和传动系统；

所述传动系统一端通过销轴与主梁连接，另一端与齿轮箱传动连接，所述齿轮箱与阻尼箱传动连接。

进一步地，所述主梁设有梁端连接件，所述传动系统一端与梁端连接件采用销轴连接，另一端与齿轮箱采用球铰连接。

进一步地，所述传动系统采用两根传动杆连接。

进一步地，两根所述传动杆之间通过销轴连接，在主梁发生振动时，两根传动杆发生平动转动，并带动齿轮箱及阻尼箱中元件工作并产生阻尼力。

进一步地，所述悬臂支承平台包括塔端锚固件和减振锚固基座；所述塔端锚固件与主塔通过锚栓进行连接；所述塔端锚固件连接有钢牛腿，所述钢牛腿上设有面板，所述面板上设有加强横梁，所述减振锚固基座用于连接阻尼减振装置，且设在加强横梁上。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型主梁发生竖向位移并带动阻尼减振装置发生相对运动，将风致涡振带来的主梁竖向动能通过竖向阻尼减振装置耗散，使得梁体振动速度及位移有效降低，实现抑制涡振的目的，提高主梁结构相关模态的附加阻尼比，降低主梁竖向涡激振幅；