一种多索股吊索减振装置及悬索桥用多索股吊索的制作方法

本发明涉及悬索桥，特别是一种多索股吊索减振装置及悬索桥用多索股吊索。

背景技术：

1、随着悬索桥跨径的不断增大，吊索变得越来越长，导致其柔度不断增大的同时阻尼也不断降低，极易发生各类风致振动。目前国内外多座悬索桥已经发生过吊索的大幅振动。

2、桥梁吊索结构振动控制措施主要有气动措施(如开槽、打凹坑、缠绕螺旋线)和机械控制(如阻尼器、分隔器等)。

3、气动措施主要是通过改变索的结构形状，阻止水线的形成和防止漩涡脱落，从而解决振动。气动措施虽能从源头阻止振动，但是由于流体本身具有十分复杂的机制，使得研究起来非常困难，并且流体的混沌特性决定了同一种气动措施并不适用所用风环境。

4、机械控制中的阻尼器又分为调谐质量阻尼器和直接安装阻尼器。调谐质量阻尼器即tmd(tuned mass damper)，其主要依靠外部调谐的振子吸收主结构的振动。tmd需要完美调谐才能达到良好的效果，但吊杆往往发生多模态振动，使得tmd调谐困难。外部安装阻尼器在斜拉索风雨振控制中取得了良好的效果，并且没有失谐的缺陷，但由于安装距离的问题，在悬索桥吊索的减振应用中受限。

5、分隔器则主要应用于悬索桥双吊索或多索股吊索中，它可以抑制吊索高阶模态的振动。吊索在风荷载的动力作用下，会产生振动，且吊索受到不同的动力荷载下会产生不同模态的振动。如图5所示，多索股吊索的迎风侧吊索直接受到了风的作用，背风侧吊索受到的是迎风侧吊索的尾流作用，因此两者受到的气动力并不同，所发生的振动模态也不同。分隔器的作用是将两根多索股吊索直接在某一处直接固定住；由于两根多索股吊索之间的振动模态并不一致，在分隔器的连接作用下两者相互影响，从而削弱多索股吊索的振动。但由于分隔器的刚性连接作用，多索股吊索可能会整体一起运动，从而使分隔器失去对振动的控制作用。

6、随着科学技术的发展，未来悬索桥的吊索更倾向于采用多索股构型，然而多索股吊索容易引发风致振动，例如尾流驰振和涡激振动，为此需要提供一种多索股多索股吊索减振装置对多索股吊索的振动进行控制。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，针对悬索桥多索股吊索易引发风致振动的不足，本发明提供一种可以有效控制多索股吊索之间振动的多索股吊索减振装置及悬索桥用多索股吊索。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

3、一种多索股吊索减振装置，包括刚性杆件，所述刚性杆件上固定安装电涡流耗能装置，所述电涡流耗能装置包括沿刚性杆件轴向布置的金属板、沿刚性杆件轴向摆动安装的滑块，所述滑块上布置永磁铁。

4、本发明多索股吊索减振装置使用时，可将各索股分别连接一减振装置的刚性杆件，并将各索股的减振装置的刚性杆件的另一端依次与另一索股减振装置的滑块连接，使各索股的减振装置依次连接成环状，当索股发生振动时，可通过连接的刚性杆件及滑块传递，由于索股之间通过电涡流耗能装置的滑块柔性连接，从而可将索股之间的运动转为金属板与永磁体之间的运动，进而将索股的运动能量消耗，对索股的振动起到阻尼作用，进而可控制多索股吊索的振动。

5、优选地，所述电涡流耗能装置还包括固定连接刚性杆件的两块端板，所述滑块滑动安装在两块端板之间，且两块所述端板之间安装所述金属板，两块所述端板分别通过一根弹簧与所述滑块连接。如此，本发明可通过端板实现电涡流耗能装置的安装固定，同时进一步通过弹簧及滑块一起实现索股之间的柔性连接。

6、优选地，所述滑块上设置铰接点，所述刚性杆件与所述滑块通过所述铰接点铰接，以适应多方向风导致的风致振动的抑振需要。

7、优选地，所述刚性杆件上沿轴向设置滑槽，所述滑块的底部安装滑轮，所述滑块经所述滑轮滑动安装在所述滑槽上，以使滑块在刚性杆件上移动更为顺畅，电涡流耗能装置的耗能作用发挥更好。

8、优选地，所述金属板为铜板。

9、基于同一发明构思，本发明还提供了一种悬索桥用多索股吊索，包括吊索体，所述吊索体包括至少三根索股和所述减振装置，各所述索股分别连接一个所述减振装置，且一根索股的减振装置的刚性杆件的一端与该索股固定连接，另一端与另一根索股连接的减振装置的滑块连接，使各所述索股的所述减振装置依次连接成环状。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、1、本发明主要用于多索股吊索的风致振动，它可以有效控制多索股吊索的涡激振动和尾流驰振。

12、2、本发明的核心原理在于在吊索的索股之间安装由电涡流耗能装置形成的阻尼器和用于实现柔性连接的弹簧，其中阻尼器为索股提供耗能能力，弹簧提供柔性连接。本发明作为附加装置安装于多索股吊索上，不会影响多索股吊索的实际使用。

13、3、本发明使用4索股吊索为例作为说明，但类似的使用在其他多索股吊索中也同样适用。

技术特征：

1.一种多索股吊索减振装置，包括刚性杆件，其特征在于，所述刚性杆件上固定安装电涡流耗能装置，所述电涡流耗能装置包括沿刚性杆件轴向布置的金属板、沿刚性杆件轴向摆动安装的滑块，所述滑块上布置永磁铁。

2.根据权利要求1所述的多索股吊索减振装置，其特征在于，所述电涡流耗能装置还包括固定连接刚性杆件的两块端板，所述滑块滑动安装在两块端板之间，且两块所述端板之间安装所述金属板，两块所述端板分别通过一根弹簧与所述滑块连接。

3.根据权利要求1所述的多索股吊索减振装置，其特征在于，所述滑块上设置铰接点，所述刚性杆件与所述滑块通过所述铰接点铰接。

4.根据权利要求1所述的多索股吊索减振装置，其特征在于，所述刚性杆件上沿轴向设置滑槽，所述滑块的底部安装滑轮，所述滑块经所述滑轮滑动安装在所述滑槽上。

5.根据权利要求1所述的多索股吊索减振装置，其特征在于，所述金属板为铜板。

6.一种悬索桥用多索股吊索，包括吊索体，所述吊索体包括至少三根索股，其特征在于，还包括权利要求1－5中任一项所述的减振装置，各所述索股分别连接一个所述减振装置，且一根索股的减振装置的刚性杆件的一端与该索股固定连接，另一端与另一根索股连接的减振装置的滑块连接，使各所述索股的所述减振装置依次连接成环状。

技术总结本发明公开了一种多索股吊索减振装置及悬索桥用多索股吊索，其包括刚性杆件，所述刚性杆件上固定安装电涡流耗能装置，所述电涡流耗能装置包括沿刚性杆件轴向布置的金属板、沿刚性杆件轴向摆动安装的滑块，所述滑块上布置永磁铁。多索股吊索的各索股分别连接一个所述减振装置，且一根索股的减振装置的刚性杆件的一端与该索股固定连接，另一端与另一根索股连接的减振装置的滑块连接，使各所述索股的所述减振装置依次连接成环状。本发明多索股吊索减振装置允许索股之间进行有限制的小幅运动，且这种有限制的小幅运动不会使多索股吊索发生整体的大幅振动。技术研发人员：吴肖波,韩艳,柴小鹏,彭文林,荆国强,田静莹,汪正兴,李凯,马长飞,周旭辉,戴青年受保护的技术使用者：中铁大桥局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13