一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置的制作方法

本技术涉及动态衰减振动系统，特别是涉及一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置。

背景技术：

1、研究数据表明，高铁列车速度超过300km/h后，随着列车速度的提高，车头和车尾的气动力明显增大，跨线人行天桥振动表现为以天桥竖向自振频率为主的自由衰减振动，且衰减时间较慢。引入烦恼率模型研究人行天桥竖向振动加速度的限值计算结果表明，加速度为1.0m/s2时，即约有26.3％的人会觉得振动过大；加速度为1.5m/s2时，即约有56.3％的人会觉得振动过大。

2、调谐质量阻尼器(tunedmass damper，简称tmd)是减少结构体(如高速铁路跨线人行天桥)的振动的有效解决方案，当tmd的动力参数满足动力调谐条件时，tmd通过弹簧施加给结构体的作用力等于列车高速驶过时带起的风压作用在结构体上的激振力，两者方向相反，彼此抵消而控制了主振动系统的振动。

3、然而，计算数据表明，tmd的质量占比μ值越高，理论减振效果越明显。以徐州东站跨线天桥为例，基于徐州东站跨线天桥的设计图纸与有限元模型的计算，跨越正线的主跨总质量为1311890kg(1312t)，400km/h跨中竖向加速度时域极值对比表如下：

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5、以400km/h减振效果最好的3％质量比单tmd为例，约9.2吨的tmd质量块体积将会达到近1.5m3，加上弹簧、阻尼器、工装部件等部件，单质量块的tmd系统体积过大，对人行天桥的空间利用造成较大影响。

6、多重调谐质量阻尼器(multiple tuned mass dampers，简称mtmd)是把一个大的tmd分成具有分布频率的多个小tmd，将集中的大空间占地分散为多个灵活的小空间占地，可一定程度上缓解对人行天桥的空间利用造成的影响。但是，计算数据表明，tmd的质量越集中，理论减振效果越明显。仍以徐州东站跨线天桥为例，400km/h单tmd与多tmd减振效果时域极值对比表如下：

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8、由以上数据可知，当分别将μ＝3％的单个tmd、4个tmd和9个tmd组成mtmd减振系统加载至模型后，400km/h速度下列车通过时，天桥跨中振动加速度时域极值分别为1.48m/s2、1.61m/s2、2.47m/s2，减振比例分别为61.6％、52.5％和35.8％，即mtmd中tmd的质量越分散，其减振效果越差。

9、因此，如何使mtmd在减小对人行天桥空间利用的影响的同时，仍然能够保证良好的减振效果，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，以解决上述现有技术存在的问题，使mtmd在减小对人行天桥的空间利用的影响的同时，仍然能够保证减振效果。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，包括阻尼单元，所述阻尼单元固定设置在天桥上；

4、所述阻尼单元包括：

5、摆动部，所述摆动部在所述天桥振动时相对于所述天桥的运动方向与所述天桥自身的运动方向相反；

6、传力部，所述传力部两端分别与所述摆动部和所述天桥固定连接，用于将所述摆动部相对于所述天桥运动时产生的作用力传导至所述天桥；

7、其中，所述摆动部包括壳体和位于所述壳体内部可自由运动的质量颗粒。

8、优选地，所述质量颗粒采用铁砂、铅粒、钢渣、硅铁粒、沙子中的一种或多种。

9、优选地，还包括用于衰减所述摆动部的动能的阻尼器，所述阻尼器的作用方向平行于所述摆动部的运动方向。

10、优选地，还包括安装部，所述摆动部通过所述安装部固定设置在所述天桥上。

11、优选地，所述安装部为包覆在所述摆动部外周的箱体，所述箱体与所述摆动部之间具有间隙。

12、优选地，所述传力部为两端分别与所述摆动部和所述安装部固定连接的弹簧，所述弹簧位于所述摆动部上方和/或下方的间隙内。

13、优选地，所述传力部为两端分别与所述摆动部和所述安装部固定连接的聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体位于所述摆动部侧方的间隙内。

14、优选地，所述安装部上设置有导向组件，用于允许所述摆动部在所述安装部上做往复运动，所述导轨的延伸方向与所述天桥的振动方向平行。

15、优选地，所述导向组件为设置在所述安装部上的导轨，所述摆动部上设置有与所述导轨相适配的滑动件。

16、优选地，多个所述阻尼单元均匀分布在所述天桥的上表面和/或下表面上。

17、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

18、通过将摆动部设置为内部装有可自由运动的质量颗粒的壳体，摆动部在振动的天桥的带动下做往复运动时，除摆动部通过传力部施加给天桥的作用力与列车高速驶过时带起的风压作用在结构体上的激振力彼此抵消而控制了天桥的振动外，同时，天桥在振动过程中将动能传递给摆动部，摆动部壳体内部的质量颗粒在摆动部的带动下产生运动具有了动能，即摆动部将动能传递给了质量颗粒，而后可自由运动的质量颗粒之间互相碰撞，进一步消耗动能，增强减振效果。

技术特征：

1.一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：包括阻尼单元，所述阻尼单元固定设置在天桥上；

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：还包括用于衰减所述摆动部的动能的阻尼器，所述阻尼器的作用方向平行于所述摆动部的运动方向。

3.根据权利要求1所述的一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：所述安装部为包覆在所述摆动部外周的箱体，所述箱体与所述摆动部之间具有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：所述传力部为两端分别与所述摆动部和所述安装部固定连接的弹簧，所述弹簧位于所述摆动部上方和/或下方的间隙内。

5.根据权利要求3所述的一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：所述传力部为两端分别与所述摆动部和所述安装部固定连接的聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体位于所述摆动部侧方的间隙内。

6.根据权利要求1所述的一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：所述导向组件为设置在所述安装部上的导轨，所述摆动部上设置有与所述导轨相适配的滑动件。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，其特征在于：多个所述阻尼单元均匀分布在所述天桥的上表面和/或下表面上。

技术总结本技术公开一种高速铁路跨线人行天桥的减振装置，涉及动态衰减振动系统技术领域，包括阻尼单元，阻尼单元固定设置在天桥上；阻尼单元包括：摆动部，摆动部在天桥振动时相对于天桥的运动方向与天桥自身的运动方向相反；传力部，传力部用于将摆动部相对于天桥运动时产生的作用力传导至天桥；其中，摆动部包括壳体和位于壳体内部可自由运动的质量颗粒。本技术通过将摆动部设置为内部装有可自由运动的质量颗粒的壳体，摆动部在振动的天桥的带动下做往复运动时，摆动部壳体内部的质量颗粒在摆动部的带动下产生运动具有了动能，即摆动部将动能传递给了质量颗粒，而后可自由运动的质量颗粒之间互相碰撞，进一步消耗动能，增强减振效果。技术研发人员：王一干,刘鹏辉,冯仲伟,杨宜谦,周政,孟鑫,董振升受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所技术研发日：20240105技术公布日：2024/11/21