桥墩水平向振动控制装置的制作方法

本发明属于振动控制，尤其涉及一种桥墩水平向振动控制装置。

背景技术：

1、随着我国经济的不断发展，列车的运行速度和承载重量都有了很大程度的提升。在列车车速和列车载重的不断提高的情况下，对铁路桥梁的要求相比以前也有了很大的不同。一些既有桥梁，由于原设计规范不能够符合现行规范的设计要求，或是由于当时施工技术、施工材料的限制使得工程质量不能够得以保证，以及外界环境因素等的影响，列车提速和增载后，既有铁路桥梁桥墩存在的主要问题集中在横向刚度不足，桥梁横向振幅过大，将直接影响行车安全性，已经无法满足目前铁路运输发展的需要。

2、此外，随着西南山区高墩桥梁的建设，其在地震和车辆制动作用下的水平向(横桥向和纵桥向)振动问题日益突出。

3、增加阻尼比可以有效抑制桥墩振动，保障桥梁运营安全。但由于桥墩墩顶空间有限，难以布置阻尼器，桥墩墩底位置振幅太小，阻尼器无法发挥耗能作用，因此，本申请提出一种桥墩水平向振动装置和减振方法，该减振装置固定在桥墩墩身，通过张紧的拉索桥墩墩顶振动位移通过杠杆放大作用传递至阻尼装置处，产生惯性力、弹性力、阻尼力，由拉索反馈给桥墩墩顶，改变桥墩的模态质量、刚度及阻尼，有效提高桥墩阻尼，减振效果优异，并具有两种减振功能。有效控制桥墩水平向振动，具有重大工程意义。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出了一种桥墩水平向振动控制装置。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种桥墩水平向振动控制装置，包括：

4、拉索，所述拉索的第一端用于与桥墩的墩顶连接，所述拉索的第一端和所述拉索的第二端分别被设置在所述桥墩的两侧，所述拉索的第二端的高度低于所述拉索的第一端的高度；

5、阻尼机构，所述阻尼机构的第一端用于与所述桥墩的墩身连接，所述阻尼机构与所述拉索的第二端被设置在所述桥墩的同一侧；以及

6、杠杆，所述杠杆的第一端与所述拉索的第二端连接，所述杠杆的第二端与所述阻尼机构的第二端连接，所述杠杆具有一支点，所述杠杆的支点用于与所述墩身连接，所述杠杆的延伸方向与竖直方向之间的夹角小于预设倾角。

7、在一个实施例中，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述质量块与所述杠杆的第二端连接，所述弹性件的第一端用于与所述墩身连接，所述弹性件的第二端与所述杠杆的第二端连接。

8、在一个实施例中，所述杠杆包括第一子臂和一垂直于所述第一子臂的第二子臂，所述第一子臂的第一端用于作为所述支点与所述墩身连接，所述第一子臂的第二端与所述第二子臂的第一端连接，所述第二子臂的第二端与所述阻尼机构的第二端连接，所述拉索的第二端与所述第一子臂连接，所述第二子臂的延伸方向与竖直方向之间的夹角小于所述预设倾角。

9、在一个实施例中，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述弹性件的第一端用于与所述墩身连接，所述第二子臂的第二端分别与所述弹性件的第二端及所述质量块连接。

10、在一个实施例中，所述阻尼机构包括阻尼器和质量块，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述第二子臂的第二端与所述质量块连接。

11、在一个实施例中，所述杠杆包括第三子臂、第四子臂和第五子臂，所述第三子臂垂直于所述第四子臂，所述第四子臂垂直于所述第五子臂，且所述第三子臂平行于所述第五子臂，所述第五子臂的延伸方向与竖直方向之间的夹角小于预设倾角，所述拉索的第二端与所述第三子臂的第一端连接，所述杠杆的支点位于所述第三子臂，所述第三子臂的第二端与所述第四子臂的第一端连接，所述第四子臂的第二端与所述第五子臂的第一端连接，所述第五子臂的第二端与所述阻尼机构的第二端连接。

12、在一个实施例中，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述第五子臂的第二端与所述质量块连接，所述弹性件的第一端用于与所述墩身连接，所述第五子臂的第二端还与所述弹性件的第二端连接。

13、在一个实施例中，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述第五子臂的第二端与所述质量块连接。

14、在一个实施例中，所述拉索的第一端用于通过第一转动铰与所述桥墩的墩顶连接；

15、所述杠杆的第一端通过第二转动铰与所述拉索的第二端连接；

16、所述杠杆的支点用于通过第三转动铰与所述墩身连接；

17、所述杠杆的第二端通过第四转动铰与所述阻尼机构的第二端连接；

18、所述阻尼机构的第一端用于通过第五转动铰与所述桥墩的墩身连接。

19、与现有技术相比，本发明提供的桥墩水平向振动控制装置技术具有如下优点或有益效果：

20、本发明的桥墩水平向振动控制装置，拉索的两端分别与墩顶及阻尼机构连接，即拉索受到阻尼机构的拉力而张紧，墩顶的振动依次通过张紧的拉索、杠杆传递至阻尼机构处，产生惯性力、弹性力和阻尼力，然后阻尼机构产生的惯性力、弹性力和阻尼力再依次通过杠杆和张紧的拉索反馈给墩顶，改变桥墩的模态质量、刚度及阻尼，其中，由于杠杆有效放大了惯性力、弹性力和阻尼力，因此有效提高了桥墩阻尼，使得减振效果优异。且由于所述拉索的第一端和所述拉索的第二端分别被设置在所述桥墩的两侧，所述拉索的第二端的高度低于所述拉索的第一端的高度，即拉索是斜向设置的，使得在横向和纵向上，墩顶均受到来自拉索的力，进而使桥墩水平向振动控制装置在横向和纵向上均具有减振功能，确保了装置对桥墩在水平向的减振效果。

技术特征：

1.一种桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述质量块与所述杠杆的第二端连接，所述弹性件的第一端用于与所述墩身连接，所述弹性件的第二端与所述杠杆的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述杠杆包括第一子臂和一垂直于所述第一子臂的第二子臂，所述第一子臂的第一端用于作为所述支点与所述墩身连接，所述第一子臂的第二端与所述第二子臂的第一端连接，所述第二子臂的第二端与所述阻尼机构的第二端连接，所述拉索的第二端与所述第一子臂连接，所述第二子臂的延伸方向与竖直方向之间的夹角小于所述预设倾角。

4.根据权利要求3所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述弹性件的第一端用于与所述墩身连接，所述第二子臂的第二端分别与所述弹性件的第二端及所述质量块连接。

5.根据权利要求3所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述阻尼机构包括阻尼器和质量块，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述第二子臂的第二端与所述质量块连接。

6.根据权利要求1所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述杠杆包括第三子臂、第四子臂和第五子臂，所述第三子臂垂直于所述第四子臂，所述第四子臂垂直于所述第五子臂，且所述第三子臂平行于所述第五子臂，所述第五子臂的延伸方向与竖直方向之间的夹角小于预设倾角，所述拉索的第二端与所述第三子臂的第一端连接，所述杠杆的支点位于所述第三子臂，所述第三子臂的第二端与所述第四子臂的第一端连接，所述第四子臂的第二端与所述第五子臂的第一端连接，所述第五子臂的第二端与所述阻尼机构的第二端连接。

7.根据权利要求6所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述第五子臂的第二端与所述质量块连接，所述弹性件的第一端用于与所述墩身连接，所述第五子臂的第二端还与所述弹性件的第二端连接。

8.根据权利要求6所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述阻尼机构包括阻尼器、质量块和弹性件，所述阻尼器的第一端用于与所述墩身连接，所述阻尼器的第二端与所述质量块连接，所述第五子臂的第二端与所述质量块连接。

9.根据权利要求1所述的桥墩水平向振动控制装置，其特征在于，所述拉索的第一端用于通过第一转动铰与所述桥墩的墩顶连接；

技术总结本发明提出了一种桥墩水平向振动控制装置，其包括拉索、阻尼机构以及杠杆，拉索的第一端用于与桥墩的墩顶连接，拉索的第一端和拉索的第二端分别被设置在桥墩的两侧，拉索的第二端的高度低于拉索的第一端的高度；阻尼机构的第一端用于与桥墩的墩身连接，阻尼机构与拉索的第二端被设置在桥墩的同一侧；杠杆的第一端与拉索的第二端连接，杠杆的第二端与阻尼机构的第二端连接，杠杆具有一支点，杠杆的支点用于与墩身连接，杠杆的延伸方向与竖直方向之间的夹角小于预设倾角。上述的装置对桥墩在水平向的减振效果优异。技术研发人员：张端阳,吴肖波,赵建达,戴青年,赵宇,荆国强,柴小鹏,董京礼,马长飞,肖龙受保护的技术使用者：国能新朔铁路有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2