一种滞回阻尼型辅助索

本技术属于工程结构振动控制，具体涉及一种滞回阻尼型辅助索。

背景技术：

1、斜拉桥作为大跨度桥梁的主要桥型之一，在国内外被大量建造。特别是在我国，无论已建成还是在建斜拉桥数量均居世界第一。近年来，斜拉桥跨径不断刷新记录，我国已建成或在建中的跨径超千米斜拉桥就有昂船洲大桥、苏通长江大桥、沪苏通长江大桥、常泰长江大桥、观音寺长江大桥、马鞍山公铁两用长江大桥等。随着斜拉桥跨径的不断增加，斜拉索长度也在不断增加，已突破 640 m。随着斜拉桥数量和跨径的不断增加，斜拉索振动问题更加突出，拉索减振成为迫切的现实需要。

2、目前，拉索常用的减振措施包括气动措施、阻尼器措施和辅助索措施。气动措施几乎成为斜拉索的标配减振措施，然而实践证明其效果有限，因此常与其他减振措施配合使用；阻尼器是目前最常用的拉索减振措施，通常采用安装支架将其连接于拉索与桥面之间，通过增加系统附加阻尼达到耗能减振的目的。阻尼器阻尼效果与其安装高度成正相关，即为了对超长斜拉索提供足够的附加阻尼需要较大的安装高度，增加安装支架的成本，同是影响桥梁美观，故而存在安装位置的限制。另外，部分阻尼器存在阻尼液泄漏的问题，安装角度受到限制。靠近桥塔附近的拉索倾角较大，阻尼器安装存在困难；辅助索的最初目的是通过减少拉索的自由长度来增加索横向刚度，从而避免低频拉索振动。然而，理论和实验研究都表明，早期的辅助索对索网系统的阻尼作用非常有限。因此，在实践中观察到索网中拉索的局部振动问题，例如美国的fred hartman（弗雷德·哈特曼）大桥。

3、由于高阻尼橡胶材料具有弹性固体性质和黏性流体特性，高阻尼橡胶阻尼器也被用于拉索的减振。该类型阻尼器不存在液体物质，且耐久性较好，在拉索减振中具有一定应用前景。然而，橡胶阻尼器相比于粘滞阻尼器耗能能力较差，因此，其应用限于较短拉索。

4、传统辅助索和高阻尼橡胶阻尼器结合形成滞回阻尼型辅助索，可实现各自优势的互补，具有较高的可行性。依靠辅助索任意位置安装的条件，突破阻尼器位置的限制，因此可以显著提升橡胶阻尼装置的阻尼效果。同时，橡胶具有较大的刚度也可以提升索网系统频率。因此，实现滞回阻尼型辅助索的拉索减振思路具有较大的工程价值。

技术实现思路

1、本实用新型针对传统辅助索难以提升索网系统的阻尼，提出了一种辅助索与高阻尼橡胶阻尼装置结合的滞回阻尼型辅助索减振装置。本实用新型所述的阻尼型辅助索通过钢绞线串联高阻尼橡胶阻尼器实现索网系统频率和阻尼的同步提升；通过阻尼型辅助索的多点分布实现拉索宽频率多模态振动控制。

2、本实用新型的技术方案说明如下：

3、一种滞回阻尼型辅助索，包括连接索夹（1）、阻尼装置(2)及辅助索组件(3)，所述阻尼装置(2)与辅助索组件(3)串联，并连接于相邻连接索夹(1)。

4、优选地，所述连接索夹(1)包括上铰接口(1-1)和第一下铰接口(1-2)；所述阻尼装置(2)包括高阻尼橡胶单体(2-1)；所述辅助索组件(3)包括连接锚头(3-1)、钢绞线(3-2)以及第二下铰接口(3-4)；所述阻尼装置(2)通过铰接方式连接于连接索夹(1)的第一下铰接口(1-2)；所述辅助索组件(3)通过连接锚头(3-1)连接于阻尼装置(2)，通过第二下铰接口(3-4)连接于下侧拉索连接索夹(1)的上铰接口(1-1)。

5、优选地，所述阻尼装置(2)内部安装有内框(2-3)，可以锚固辅助索组件(3)。

6、优选地，所述辅助索组件(3)还包括张紧装置(3-3)，可以由张紧装置(3-3)施加辅助索预张力。

7、相对于现有技术，本实用新型具有如下有意效果：

8、本实用新型所述的滞回阻尼型辅助索，弥补传统辅助索对于系统阻尼提升的不足。高阻尼橡胶材料具有的弹性固体性质和黏性流体特性，以其构建阻尼装置具有一定耗能及较大刚度，易与传统辅助索结合而形成阻尼型辅助索。高阻尼橡胶阻尼器提供滞回阻尼，由于滞回阻尼不依赖于频率，且辅助索可沿拉索任意位置多点分布安装，可以兼顾系统阻尼与频率的提升。本实用新型特别适用于大跨斜拉桥超长斜拉索多模态、宽频段振动处置。

技术特征：

1.一种滞回阻尼型辅助索，其特征在于：包括连接索夹（1）、阻尼装置(2)及辅助索组件(3)，所述阻尼装置(2)与辅助索组件(3)串联，并连接于相邻连接索夹(1)；所述连接索夹(1)包括上铰接口(1-1)和第一下铰接口(1-2)；所述阻尼装置(2)包括高阻尼橡胶单体(2-1)；所述辅助索组件(3)包括连接锚头(3-1)、钢绞线(3-2)以及第二下铰接口(3-4)；所述阻尼装置(2)通过铰接方式连接于连接索夹(1)的第一下铰接口(1-2)；所述辅助索组件(3)通过连接锚头(3-1)连接于阻尼装置(2)，通过第二下铰接口(3-4)连接于下侧拉索连接索夹(1)的上铰接口(1-1)。

2.如权利要求1所述的一种滞回阻尼型辅助索，其特征在于：所述阻尼装置(2)内部安装有内框(2-3)，用于锚固辅助索组件(3)。

3.如权利要求1所述的一种滞回阻尼型辅助索，其特征在于：所述辅助索组件(3)还包括张紧装置(3-3)，由张紧装置(3-3)施加辅助索预张力。

技术总结本技术提供了一种滞回阻尼型辅助索，即高阻尼橡胶阻尼装置与钢绞线辅助索串联，并连接于相邻拉索，包括连接索夹、阻尼装置及辅助索组件。本技术所述的滞回阻尼型辅助索，弥补传统辅助索对于系统阻尼提升的不足。高阻尼橡胶材料具有的弹性固体性质和黏性流体特性，以其构建阻尼装置具有一定耗能及较大刚度，易与传统辅助索结合而形成阻尼型辅助索。高阻尼橡胶阻尼器提供滞回阻尼，由于滞回阻尼不依赖于频率，且辅助索可沿拉索任意位置多点分布安装，可以兼顾系统阻尼与频率的提升。本技术特别适用于大跨斜拉桥超长斜拉索多模态、宽频段振动处置。技术研发人员：狄方殿,殷俊,覃磊,陈林,孙利民受保护的技术使用者：南京工业大学技术研发日：20230925技术公布日：2024/5/16