外置阻尼器设计说明
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1.结构设计2.工作原理2.1磁流变液磁流变液是在1948 年被Rabinow,J.发明的一种由非磁性基液(如矿物油、硅油等)、微小磁性颗粒、表面活性剂(也称稳定剂)等组合而成的智能型流体材料。
在无磁场加入的条件下,磁流变液将表现为低粘度较强流动性的牛顿流体特性,加入磁场后,则会表现为高粘度低流动性的Bingham 流体特性。
非磁性基液是一种绝缘、耐腐蚀、化学性能稳定的有机液体。
基液所拥有的特征是:粘度较低,磁流变液在没有磁场加入的条件下表现为低粘度状态,这样能够较好的降低磁流变液的零场粘度;沸点高、凝固点较低,这样就可以确保磁流变液在温度变化波动较大的环境下工作依然可以保持较高的稳定性;较高的密度,能够保证磁流变液不会因沉降问题而无法正常使用;无毒无味、廉价,保障其安全性的同时做到能够广泛使用。
微小磁性颗粒是一种可离散、可极化的软磁性固体颗粒,其单位是微米数量级的。
其主要的特征有[5]:低矫顽力,对于已经磁化过的液体,加较小的磁场就能够使其恢复零磁场状态,即拥有较高的保磁能力;高磁导率,能够在弱磁场中获得较强的磁感应强度从而节约能量;磁滞回线狭窄、内聚力小;磁性颗粒的体积应相对大一些,用于存贮更多的能量。
表面活性剂是可以增加溶液或混合物等稳定性的化学物质。
在实际使用过程中,磁流变液比较容易出现沉降分层现象,所以需要在磁流变液中加入表面活性剂保证物理化学性能的平衡,减少分层、降低沉降。
2.2磁流变液的工作模式磁流变液在外加磁场影响下出现磁流变效应现象,改变流体的表观粘度、流动状态,从而改变剪切屈服应力等参数,使输出的阻尼力能够实时变化,达到所期望的目的。
现如今,磁路变液的一般工作模式有三类:流动式、剪切式及挤压式,如下图所示。
(a)流动式(b)剪切式(c)挤压式图1-3 磁流变液工作模式Fig. 1-3 MR fluid working mode流动式:如图1-3(a)所示,在两块固定静止的磁极板中间具有充足的磁流变液,对磁流变液施加一个压力使其流过两磁极板,其中,两极板之间外加了与磁流变液运动方向垂直的磁场。
阻尼器工作原理阻尼器是一种常见的工程机械装置,它的作用是通过消耗能量来减缓或抑制机械振动或运动。
在工程设计中,阻尼器被广泛应用于各种机械系统中,例如汽车悬挂系统、建筑结构、桥梁、风力发电机等。
阻尼器的工作原理是通过转化机械振动或运动能量为热能或其他形式的能量来实现减震或减振的效果。
本文将从阻尼器的分类、工作原理和应用领域等方面来详细介绍阻尼器的工作原理。
一、阻尼器的分类。
根据阻尼器的工作原理和结构特点,可以将阻尼器分为多种类型,常见的阻尼器包括液体阻尼器、气体阻尼器、摩擦阻尼器和涡流阻尼器等。
1. 液体阻尼器,液体阻尼器是一种利用流体阻尼来实现减震的装置,通常由密封的容器、流体和阀门等组成。
当机械振动或运动时,流体在容器内流动,通过阀门的调节来消耗机械能,从而实现减震的效果。
2. 气体阻尼器,气体阻尼器是一种利用气体的压缩和膨胀来实现减震的装置,通常由气缸、活塞和阀门等组成。
当机械振动或运动时,气体在气缸内压缩或膨胀,通过阀门的调节来消耗机械能,从而实现减震的效果。
3. 摩擦阻尼器,摩擦阻尼器是一种利用摩擦力来实现减震的装置,通常由摩擦片、弹簧和阀门等组成。
当机械振动或运动时,摩擦片在摩擦面上产生摩擦力,通过阀门的调节来消耗机械能,从而实现减震的效果。
4. 涡流阻尼器,涡流阻尼器是一种利用涡流效应来实现减震的装置,通常由导体、磁场和阀门等组成。
当机械振动或运动时,导体在磁场中产生涡流效应,通过阀门的调节来消耗机械能,从而实现减震的效果。
二、阻尼器的工作原理。
阻尼器的工作原理可以总结为能量转换和能量消耗两个方面。
在机械振动或运动时,阻尼器通过转换机械能为其他形式的能量来实现减震或减振的效果。
1. 能量转换,当机械振动或运动时,阻尼器将机械能转换为热能、声能或其他形式的能量。
例如,液体阻尼器通过流体的摩擦来将机械能转换为热能,气体阻尼器通过气体的压缩和膨胀来将机械能转换为热能,摩擦阻尼器通过摩擦力来将机械能转换为热能,涡流阻尼器通过涡流效应来将机械能转换为热能。
阻尼减震器工作原理阻尼减震器是一种常见的机械减震器,广泛应用于工程、建筑和机械设备等领域。
本文将介绍阻尼减震器的工作原理,包括阻尼器的种类、材料及结构组成、工作原理及应用,旨在为读者进一步了解阻尼减震器的设计和应用提供参考。
一、阻尼器的种类及材料在实际工程应用中,阻尼器种类较多。
按照阻尼器的使用方式不同,可以将其分为主动阻尼和被动阻尼。
主动阻尼是指阻尼器主动进行能量吸收和减震,例如在地震时由节制器主动减小建筑物位移波动;被动阻尼是指阻尼器受到外力后才能够发挥所具有的减震、减振效果,例如汽车减震器、建筑物减震器等。
根据材料的不同,阻尼器又可以分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料和液体材料等四类。
金属材料阻尼器主要应用于航天、国防等高档领域,由于耐高温、耐腐蚀、强度高等特点而备受青睐。
高分子材料阻尼器的主要材质是橡胶、聚氨酯和硅橡胶等,常用于汽车减震器和公路桥梁等领域。
陶瓷材料阻尼器含有氧化铝、氧化锆和硼硅酸钠等材料,可以在高温和高压环境下稳定运行,广泛应用于航空航天、核电站等领域。
液体阻尼器主要由油液和气液组成,它们又可以分为单向流动和双向流动两类。
二、阻尼器的结构组成阻尼器的结构组成各不相同,但是基本上均包含了阻尼材料、阻尼部件和机械螺纹和连杆等组成部分。
阻尼材料是阻尼减震器的核心,起到吸收振动能量的作用。
阻尼部件一般包括阻尼孔、阻尼片和钢质弹簧等,起到调节阻尼力和弹性力的作用,对抗机械力量的影响。
机械螺纹和连杆则用来连接阻尼器和其他机械部件,使其能够完整地组成整个阻尼系统。
阻尼器的工作原理是通过阻尼材料对振动能量的吸收和转换,来达到减小或消灭振动的目的。
当外力作用于物体上时,物体就会产生相应的振动,振动的大小和频率与外力大小和频率有关。
阻尼减震器材料的基本原理是根据牛顿第三定律:所有事物都产生相反的作用力和反作用力,当外力向材料施加过程中,材料会产生反作用力抵抗外力,从而起到减震作用。
四、阻尼器的应用1. 建筑减震领域:阻尼器应用于家庭住宅、公共建筑、办公楼,如油管阻尼器、液压阻尼器等。
剪切板阻尼器工程设计方案一、项目背景及目标随着我国基础设施建设的快速发展,桥梁、建筑等工程结构的抗震性能要求越来越高。
剪切板阻尼器作为一种被动减震元件,具有耗能能力强、减震效果显著等特点,在工程领域得到了广泛应用。
本设计方案旨在研究并设计一种具有优良耗能性能、较高延性、不易发生面外屈曲且具有双阶段屈服效果的剪切板阻尼器,以满足工程结构对减震性能的需求。
二、设计原理及技术指标1. 设计原理剪切板阻尼器的工作原理是利用金属屈服后的塑性变形来消耗能量。
当剪切板受到剪切力作用时,板材产生变形,通过板材内部的摩擦力来消耗能量,达到减震的目的。
2. 技术指标(1)双阶段屈服效果:设计剪切板阻尼器时,采用具有双阶段屈服特性的材料,使阻尼器在不同的加载阶段表现出不同的屈服强度,提高阻尼器的耗能性能。
(2)高延性:确保剪切板阻尼器在承受较大变形时仍具有良好的延性,避免发生脆性破坏。
(3)不易发生面外屈曲:通过结构设计,使剪切板阻尼器在受力过程中不易发生面外屈曲,保证其稳定性和可靠性。
三、设计方案1. 材料选择本设计方案选用TRIP-IF复合钢作为剪切板阻尼器的材料。
TRIP-IF复合钢具有较高的强度、良好的延性和双阶段屈服特性,适用于剪切板阻尼器的需求。
2. 结构设计本设计方案采用拼接型双阶剪切板阻尼器结构,即将两个具有不同屈服强度和厚度的剪切板通过高强度螺栓连接。
这种结构可以实现双阶段屈服效果,提高阻尼器的耗能性能。
3. 力学性能分析(1)受力分析:对拼接型双阶剪切板阻尼器进行受力分析,推导出其力学性能参数的设计公式。
(2)有限元模拟:利用有限元分析软件对剪切板阻尼器进行数值模拟,验证其结构设计和材料选择的合理性。
四、制作与安装1. 制作剪切板阻尼器的制作包括剪切板的加工、高强度螺栓的选用与安装等。
在制作过程中,需确保剪切板的尺寸精度、表面质量和高强度螺栓的预紧力。
2. 安装剪切板阻尼器应安装在工程结构的关键部位,如梁、柱等连接节点。
阻尼器工作原理
阻尼器是一种常见的机械装置,它在工程领域中起着重要的作用。
阻尼器的工
作原理是通过消耗能量来减少机械系统的振动或运动过程中的冲击力,从而保护机械设备和提高系统的稳定性。
本文将详细介绍阻尼器的工作原理及其在工程中的应用。
阻尼器的工作原理主要包括摩擦阻尼、液体阻尼和空气阻尼。
摩擦阻尼是指通
过摩擦力来消耗机械系统的能量,从而减少振动或运动过程中的能量损失。
液体阻尼是利用流体的黏性和摩擦力来减缓机械系统的振动或运动过程,通过流体的阻力来消耗能量。
空气阻尼则是利用空气的压缩和摩擦来减少机械系统的振动或运动过程中的冲击力,从而实现能量的消耗。
在工程中,阻尼器广泛应用于各种机械设备和结构中,如建筑物、桥梁、汽车、飞机等。
在建筑工程中,阻尼器常用于减震和抗风设计中,能够有效地减少地震或风力对建筑物的影响,提高建筑物的安全性。
在交通工具中,阻尼器可以减少车辆行驶过程中的颠簸和震动,提高乘坐舒适度和安全性。
在航空航天领域,阻尼器也被广泛应用于飞机和航天器中,能够减少飞行过程中的振动和冲击,保护飞行器的结构和设备。
总的来说,阻尼器作为一种重要的机械装置,通过消耗能量来减少机械系统的
振动或运动过程中的冲击力,起着重要的作用。
它的工作原理包括摩擦阻尼、液体阻尼和空气阻尼,广泛应用于建筑工程、交通工具和航空航天领域。
通过合理的设计和应用,阻尼器能够提高机械系统的稳定性和安全性,保护设备和结构,为人们的生活和工作提供更加安全和舒适的环境。
粘滞阻尼器Viscous Damper一、粘滞阻尼器的基本构造粘滞阻尼器(或称油阻尼器)的原理与构造如右图所示。
我们知道,用水枪喷水时,如果要使水流越快或水的出口越小,需要的力也越强。
油阻尼器就是运用了这一原理。
一般的油阻尼器用钢制的油缸与活塞代替水枪筒与压杆。
并在活塞上设置细小的油孔,代替水的出口。
当油体通过狭小的阻尼孔时,阻尼器吸收的能量通过流体抵抗转换为热能。
当油体通过的阻尼孔直径一定时,油阻尼器的抵抗中文名称:阻尼器英文名称:damper定义:利用航空器角速度反馈系统增强角运动阻尼的自动装置。
应用学科:航空科技(一级学科);飞行控制、导航、显示、控制和记录系统(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片阻尼器阻尼器,是以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置。
利用阻尼来吸能减震不是什么新技术,在航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业中早已应用各种各样的阻尼器(或减震器)来减振消能。
从二十世纪七十年代后,人们开始逐步地把这些技术转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中,其发展十分迅速。
特别是有五十多年历史的液压粘滞阻尼器,在美国被结构工程界接受以前,经历了一个大量实验,严格审查,反复论证,特别是地震考验的漫长过程。
目录概述发展过程仓储货架工程结构分类展开概述发展过程仓储货架工程结构分类展开编辑本段概述瑞安立奇气弹簧基本概念大家知道,使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用,我们称之为阻尼。
而安置在结构系统上的“特殊”构件可以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置,我们称为阻尼器。
编辑本段发展过程·在航天、航空、军工、机械等行业中广泛应用,几十年成功应用的历史·上世纪80年代开始在美国东西两个地震研究中心等单位作了大量试验研究,发表了几十篇有关论文·90年代,美国国家科学基金会和土木工程学会等单位组织了两次大型联合,由第三者作出的对比试验,给出了权威性的试验报告,供教授和工程师们参考·在肯定以上成果的基础上被几乎各有关机构,规范审查,肯定并规定了应用办法·管理部门通过,带来了上百个结构工程实际应用。
粘性阻尼器的工作原理和组成粘性阻尼器是用于减震和降噪的机械装置。
它可以帮助机械系统在运动过程中保持平稳,减少震动和噪音的产生。
本文将介绍粘性阻尼器的工作原理和组成。
工作原理粘性阻尼器的工作原理是通过粘滞阻尼来实现减震降噪。
所谓粘滞阻尼,就是利用黏性物质的黏滞阻力来减少震动和噪音。
当机械系统产生震动时,粘性阻尼器中的黏性液体将受到剪切应力,从而产生抗阻力,减缓机械系统的运动,从而达到减震降噪的效果。
粘性阻尼器的阻尼特性不仅与黏性液体的粘度和摩擦系数有关,还与机械系统的速度和位移有关。
在高速度和大位移时,粘性阻尼器的阻尼特性更加显著。
组成粘性阻尼器主要由壳体、黏性液体和阀门组成。
壳体壳体是粘性阻尼器的外壳,一般由金属材料制成。
壳体上通常有进、出液口和减震调节阀等,通过减震调节阀可以控制粘性阻尼器的阻尼特性。
黏性液体黏性液体是粘性阻尼器的核心元件,它的粘度和黏度决定了粘性阻尼器的阻尼特性。
常用的黏性液体有液态硅胶、液态橡胶和稠化油等。
黏性液体通常填充在壳体内,形成阻尼腔,机械系统的振动会引起黏性液体的甩动、剪切和摩擦,从而产生黏滞阻尼。
阀门阀门是粘性阻尼器中的关键元件,它控制着黏性液体的流动状态,从而控制阻尼特性。
常用的阀门有可变阀门和固定阀门。
可变阀门允许用户通过调节阀口的大小来改变阻尼特性,固定阀门则具有固定的阻尼特性。
小结粘性阻尼器是一种常用的机械减震降噪装置,它通过黏滞阻尼来减少机械系统的震动和噪音。
粘性阻尼器主要由壳体、黏性液体和阀门组成,其中黏性液体是核心元件,阀门则控制着黏性液体的流动状态。
不同的阀门和黏性液体可以组合出不同的阻尼特性,以适应不同的机械系统需求。
粘滞阻尼器参数设置要点1. 引言1.1 什么是粘滞阻尼器粘滞阻尼器是一种通过粘滞材料制成的结构抑制振动和减小结构响应的装置。
其原理是利用粘滞材料的能量耗散和变形来吸收结构振动产生的能量,从而减小结构的振动幅值和响应。
粘滞阻尼器通常由粘滞材料、支撑结构和固定装置组成,通过将粘滞材料固定在结构中,使其在结构振动时发生相对位移和形变,从而实现能量的耗散和减振效果。
粘滞阻尼器具有体积小、重量轻、安装方便等优点,广泛应用于桥梁、建筑、风电、交通运输等工程领域。
在地震和风灾等自然灾害频发的地区,粘滞阻尼器更能有效提高结构的抗震和防风性能,减少灾害损失。
粘滞阻尼器是一种重要的结构减震控制装置,对结构安全性和稳定性具有重要作用,是当前结构工程领域值得研究和推广的一个方向。
1.2 粘滞阻尼器在工程中的作用粘滞阻尼器在工程中的作用非常重要,它可以有效地降低结构在地震或风灾等外部力作用下的振动响应,提高结构的稳定性和安全性。
粘滞阻尼器可以吸收和耗散结构振动的能量,减小结构的位移和加速度响应,从而降低结构受到的损害。
在工程实践中,粘滞阻尼器被广泛应用于桥梁、高层建筑、烟囱、风力发电塔等结构中,通过合理设置参数来实现结构的防震和减震效果。
粘滞阻尼器与传统的结构减震方法相比,具有结构简单、安装方便、成本低廉等优势,因此在工程中得到了广泛应用。
通过科学合理地设置粘滞阻尼器的参数,可以进一步提高结构的抗震性能,降低结构的振动响应,保障结构和人员的安全。
了解粘滞阻尼器在工程中的作用,掌握粘滞阻尼器参数设置的要点是非常重要的,可以帮助工程师更好地设计和应用粘滞阻尼器,提高结构的整体性能和安全性。
2. 正文2.1 粘滞阻尼器参数设置的重要性粘滞阻尼器参数设置的重要性在工程中起着至关重要的作用。
粘滞阻尼器是一种通过黏滞力和阻尼力来消耗结构振动能量并减小结构响应的装置,在地震、风荷载等外部作用下能有效减小结构变形和位移,提高结构的稳定性和抗震性能。
推拉门阻尼器的技术要求-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述推拉门阻尼器是一种用于控制推拉门运动的装置,通过增加或减少阻力来实现门的缓慢关闭或打开。
它在使用推拉门的场所具有重要的作用,例如住宅、商业建筑、医院、学校等。
推拉门阻尼器可以提供安全、舒适、方便的门控体验,减少偶发事故的发生,并增加门的使用寿命。
本文将介绍推拉门阻尼器的技术要求,包括其功能、结构要求和性能要求。
通过深入了解这些技术要求,我们能够更好地理解推拉门阻尼器的设计原理和工作机制,为正确选择和使用推拉门阻尼器提供指导。
文章接下来将结构化地探讨推拉门阻尼器的功能、结构要求和性能要求,并对其技术要求的重要性进行总结。
最后,展望未来,我们将讨论推拉门阻尼器技术的未来发展方向,以期为推动相关领域的技术进步提供参考。
通过本文的阅读,读者将对推拉门阻尼器有更全面的了解,并能够对其在实际应用中的选择和应用有更明确的认识。
1.2 文章结构本文将详细介绍推拉门阻尼器的技术要求。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将对推拉门阻尼器的概述进行介绍,包括其定义、作用和应用领域。
同时还会对本文的结构进行说明,让读者了解整篇文章的内容安排。
正文部分将进一步探讨推拉门阻尼器的技术要求。
首先介绍其功能,包括平衡门体重量、调节开闭速度、减少噪音和延长使用寿命等方面。
接着,将详细阐述推拉门阻尼器的结构要求,包括材料选择、设计原则和制造工艺等方面。
最后,会阐述推拉门阻尼器的性能要求,如承重能力、调节范围、阻尼效果和耐久性等。
结论部分将对全文进行总结,简要回顾文章的要点及对推拉门阻尼器技术要求的重要性进行强调。
同时,还会展望未来推拉门阻尼器技术的发展趋势,为读者提供一个展望未来的视角。
通过以上结构的布置,本文将全面、系统地介绍推拉门阻尼器的技术要求,为相关领域的研究者、设计师和制造商提供有价值的参考和指导。
1.3 目的本文的目的是介绍推拉门阻尼器的技术要求。
随着社会的发展和人们生活水平的提高,推拉门的使用越来越广泛。
在实际的工程应用中,工程结构往往并不是单自由度系统。
不仅如此,阻尼器自身也有极大的可能并不是单自由度系统,下面我们就用一个工程案例来进行分析。
一个很简单的调谐质量阻尼器可以如上图所述。
该减振器使用两个相同的铜质圆盘和弹性O型环,机械地连接到工程结构上。
在这些圆盘的中间有两个螺纹孔,通过螺柱,这两个铜质圆盘被夹在主结构上。
该螺柱穿过工程结构而不接触该结构。
O型环的静态压缩可以通过螺纹杆进行调整。
使用这个阻尼器的结构,在调整O型密封圈静态形变的同时,将接触面的摩擦降到最低。
与此同时,在这种设计中,O型圈不仅为系统提供了刚度和阻尼,而且它们还隔离了作为TMD质量一部分的螺纹杆。
因此,在设计中没有多余的部件,可以有效地节省成本以及提高可靠性。
此外,这个阻尼器的刚度是可调的。
随着不同的O 型圈的静态压缩,可以获得不同的阻尼器的动刚度。
不仅如此,这个阻尼器的刚度和阻尼也是可以预测的。
因此,设计者就能够遵循一种非常简单的方法来设计这个阻尼器,即:根据所需的TMD质量来选择螺纹杆和圆盘的材料和质量。
选择O型环的材料、直径和线径,以达到理想的阻尼和刚度。
静态压缩的最终调整,以达到最优化的共振频率。
1、调谐质量阻尼器的工作模态在经典的调谐质量阻尼器的设计理论之中,往往只考虑其一个自由度。
但对于实际的结构,它的工作模态通常更加复杂。
对于我们所说的例子,这个阻尼器可以有压缩(compressive)、摇晃(rocking)和剪切(shear)等不同的工作模态。
典型的模态形状在下图显示:在这个阻尼器中,一般考虑的设计是压缩模态,因为其他模态可能会对主机结构产生意想不到的影响。
它可能对于主体结构产生意外,造成有利或者有害的影响。
例如,工程结构的横向振动将激发另外两个阻尼器模态(摇摆和剪切),它们会与工程结构的运动产生相互作用。
这与理想的阻尼器设计原理是截然不同的。
然而,这些额外的模态也可以提供有益的减振效果。
判断这些额外的模态是否有效主要还是取决于工程结构的模态。
重庆地维长江大桥斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器设计说明一、工程概况地维长江大桥位于重庆市西郊大渡口区跳蹬镇白沙沱与江津市珞磺镇之间,大桥结构形式为双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥,全长734.8米,总宽15米,双车道,设计车行时速40公里。
跨径布置为141米+345米+141米,倒Y型索塔高148.89m,钢绞线斜拉索。
大桥设计为双向两车道,桥面宽15米,全长737米,设计载荷等级为汽车-20级、挂车-120级。
双塔各高130.89米,呈花瓶形,全桥设168根斜拉索和4根0号索。
二、编制依据《斜拉索外置式黏滞阻尼器》J T/T1038-2016三、斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器设计为减小斜拉索颤振频率,在梁端斜拉索设置外置杆式黏滞阻尼器,设置在编号为n10~n21、n10’~n21’号长索上,共计96套。
对斜拉索预埋管采用发泡填充材料、聚硫密封材料进行密封处置。
为防止行人割伤索皮,斜拉索梁端安装离桥面2.5m高度的不锈钢护管,平均长度3.5m计,全桥共计172根不锈钢护管。
黏滞阻尼器参数选择最大位移±50m m,设计能承受的最大阻尼力20k N;黏滞阻尼器性能符合力-速度曲线关系式F=C Vα,其中阻尼系数C=37.0K N/(m/s)α;阻尼指数α=0.33。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器主要由黏滞阻尼器、索夹连接件、底座以及销轴、紧固件组成。
索夹连接件采用Q235B钢材,索夹内表面粘贴优质三元乙丙橡胶垫。
销轴材料采用2C r13不锈钢。
向心关节轴承、孔用弹性挡圈材料采用304不锈钢。
黏滞阻尼器缸体、端盖、活塞材料采用45#优质碳素结构钢;活塞杆材料采用40C r合金结构钢。
底座采用Q235B结构钢。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器成品防腐涂装外表面涂层配套体系参照J T/T722-2008,总干膜厚度≥240μm。
目标振幅是指斜拉索安装外置式阻尼器后,斜拉索容许产生的最大振幅。
本项目n10~n21、n10’~n21’号斜拉索均属短索(索长小于250米),按《斜拉索外置式黏滞阻尼器》J T/T1038-2016规定,安装斜拉索外置式阻尼器后其目标振幅按L/1000计算,目标振幅如下表3-1、3-2所示。
重庆地维长江大桥斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器设计说明
一、工程概况
地维长江大桥位于重庆市西郊大渡口区跳蹬镇白沙沱与江津市珞磺镇之间,大桥结构形式为双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥,全长734.8米,总宽15米,双车道,设计车行时速40公里。
跨径布置为141米+345米+141米,倒Y型索塔高148.89m,钢绞线斜拉索。
大桥设计为双向两车道,桥面宽15米,全长737米,设计载荷等级为汽车-20级、挂车-120级。
双塔各高130.89米,呈花瓶形,全桥设168根斜拉索和4根0号索。
二、编制依据
《斜拉索外置式黏滞阻尼器》J T/T1038-2016
三、斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器设计
为减小斜拉索颤振频率,在梁端斜拉索设置外置杆式黏滞阻尼器,设置在编号为n10~n21、n10’~n21’号长索上,共计96套。
对斜拉索预埋管采用发泡填充材料、聚硫密封材料进行密封处置。
为防止行人割伤索皮,斜拉索梁端安装离桥面2.5m高度的不锈钢护管,平均长度3.5m计,全桥共计172根不锈钢护管。
黏滞阻尼器参数选择最大位移±50m m,设计能承受的最大阻尼力20k N;黏滞阻尼器性能符合力-速度曲线关系式F=C Vα,其中阻尼系数C=37.0K N/(m/s)α;阻尼指数α=0.33。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器主要由黏滞阻尼器、索夹连接件、底座以及销轴、紧固件组成。
索夹连接件采用Q235B钢材,索夹内表面粘贴优质三元乙丙橡胶垫。
销轴材料采用2C r13不锈钢。
向心关节轴承、孔用弹性挡圈材料采用304不锈钢。
黏滞阻尼器缸体、端盖、活塞材料采用45#优质碳素结构钢;活塞杆材料采用40C r合金结构钢。
底座采用Q235B结构钢。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器成品防腐涂装外表面涂层配套体系参照J T/T722-2008,总干膜厚度≥240μm。
目标振幅是指斜拉索安装外置式阻尼器后,斜拉索容许产生的最大振幅。
本项目n10~n21、n10’~n21’号斜拉索均属短索(索长小于250米),按《斜拉索外置式黏滞阻尼器》J T/T1038-2016规定,安装斜拉索外置式阻尼器后其目标振幅按L/1000计算,目标振幅如下表3-1、3-2所示。
四、材料技术指标
4.1发泡填充材料
表4-1发泡填充材料技术指标
4.2聚硫密封胶材料
表4-2聚硫密封胶技术指标
五、斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器安装
斜拉索外置式阻尼器安装高度设计为1.2米,斜拉索外置式阻尼器安装于斜拉索
的投影线内,黏滞阻尼器中心线与斜拉索中心线垂直。
阻尼器安装时,将底座底面放在桥面上,将阻尼器下索夹内侧表面紧贴斜拉索下
表面,把上索夹盖上,用螺栓联接,稍许收紧,确保阻尼器索夹可移动调节。
然后调
整索夹连接件位置,确保阻尼器位于斜拉索投影线内,且黏滞阻尼器中心线与斜拉索
中心线垂直。
在桥面上标记底座锚栓孔的位置,然后将底座移开。
在桥面混泥土上标记的地方
钻Φ18的孔。
并将锚栓插入孔中,锚栓套管上表面应与桥面相平。
将底座移回至原位置,锚栓螺杆穿过底板的通孔,然后分别拧上垫圈和螺母。
调整外置式阻尼器索夹连接件位置,确保外置式阻尼器对称于斜拉索中心,且黏
滞阻尼器中心线与斜拉索中心线垂直,黏滞阻尼器连接耳环无别死现象。
拧紧索夹连接件连接螺栓和底座处锚栓,并检查阻尼器安装尺寸,确保符合设计
要求。
检查外置式阻尼器及连接构件的表面油漆有无损坏。
油漆损坏处用砂纸或磨光机
打磨后重新补涂重防腐油漆。
连接螺栓虽是镀锌螺栓,但长期处于大气环境中也会生
锈,因此,所有螺栓连接件表面也应涂上重防腐油漆。
六、斜拉索外置式阻尼器的现场检查
斜拉索外置式阻尼器的现场检查主要包括以下四个方面的内容:
6.1安装高度
为保证外置式阻尼器的减振效果,本项目外置式阻尼器安装高度应大于等于1.2米,可采用卷尺、钢尺等不同量具进行检验。
6.2安装位置
斜拉索外置式阻尼器应对称于斜拉索中心,且黏滞阻尼器中心线与斜拉索中心线垂直,黏滞阻尼器连接耳环应无别死现象,采用量具测量和目测法进行综合检验。
6.3目标振幅
斜拉索目标振幅应符合表3-1、3-2的规定,根据《斜拉索外置式黏滞阻尼器》J T/T1038-2016要求,目标振幅采用目测法进行检验。
七、养护方案
7.1检查、养护管理的任务和内容
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器作为减小斜拉索振动的一个重要构件,其养护管理是一项日常性的并且也是一项长期的工作。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的养护管理应该坚持定期检查、日常检查和特殊情况下及时检查、维修的原则。
指定专门人员及时进行斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的检查维修工作,才能使阻尼器保持良好的工作状态,使其在斜拉索受到各种动力作用时,能够很好地抑制斜拉索的振动,延长斜拉索使用寿命的目的,从而提高斜拉索桥的可靠性和耐久性。
其中斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器2年进行一次定期检查,日常养护管理可结合桥梁的日常检查同时进行。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器检查、养护管理的主要内容:
(1)斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的维护管理
(2)防腐涂装的检查与维修;
(3)焊接检查与处理;
(4)外观尺寸的检查与调整;
(5)阻尼器耳环和销轴的检查与维护;
(6)索夹耳板连接件的检查与维修;
(7)斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的检查可采用人工目测、手触摸等手段进行。
7.2维护管理
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的构造是比较精确的,故对环境因数及其他方面的要求也较高。
同时,阻尼器的工作温度变化幅度小,大致为外部气温变化范围。
因此,在一般使用条件下其容器内部零件不会出现生锈和减震介质氧化等性能老化现象。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的耐久性能得到保证时,原则上可以不进行定期检查而仅实施应急检查即可。
必要时对重要的桥梁等或根据业主的要求,也可进行日常检查或定期检查。
但在大地震、火灾等灾害后,为维护其性能必须应急检查。
检查项目及内容见表7-1、7-2。
7.3防腐涂装的检查与维修
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器涂装检查主要检查表面油漆的损坏和钢结构件的锈蚀情况,可通过目测和手摸来检测。
检查内容为:涂装色泽、机械损伤、粉花、气泡、开裂、剥落及钢构件锈蚀等。
如果发现有油漆开裂、剥落等现象,应清除干净后进行补漆;如果钢构件已发生锈蚀,则应在除锈后再进行油漆修补。
防腐涂装修补工艺:首先用金刚砂皮纸擦磨受损伤的区域,清除灰尘;然后用清洁剂清洗要处理的区域,并使之干燥;最后涂刷三道240μm左右的涂料。
要严格遵守三道油漆涂装的时间间隔,并注意螺栓等不易涂抹均匀的部位。
当损伤面积较小时,如≤20%总面积,可进行局部维修;当损伤面积较大时,应考虑全部重新涂装。
具体可参照《G B8923.2-2008/I S O8501-2:1994涂覆涂料前钢材表面处理-表面清洁度的目视评定》进行。
7.4焊缝检查与处理
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的钢结构焊缝当承受与其方向垂直的交变荷载作用时,在焊接缺陷及局部应力集中处易产生疲劳裂纹,特别是阻尼器耳环与钢构件连接处要仔细观察。
因而能及早发现,尽快处理。
7.5外置式杆式黏滞阻尼器外观尺寸的检查与调整
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器只有在正确安装位置上时,才能达到最佳工作效果,因此对于斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的安装位置,应定期进行检查。
斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器外观尺寸要求主要包括:阻尼器中心线应垂直于斜拉索;阻尼器两销轴孔中心距应符合设计要求。
当检查斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器的构件发现不符合上述尺寸要求时,则说明减震系统安装位置发生了一定的位移,紧固件有可能有松动,应采取措施对其进行调整和对紧固螺栓进行紧固,使阻尼器恢复到正确的安装位置。
7.6阻尼器连接构件(耳环、销轴等)检查与维护
阻尼器连接构件:阻尼器耳环和销轴是斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器与斜拉索连接的重要组件,该部件因受斜拉索的振动,长期处在带负荷状态,因此,保证这些部件的灵活性及完好状态特别重要,并且不应出现对性能有害的生锈。
7.7阻尼器索夹连接件的检查与维修
定期对斜拉索外置式杆式黏滞阻尼器索夹连接件和阻尼器底座进行检查,看紧固螺栓是否松动,看阻尼器底座是否存在焊缝裂纹、涂装风化剥落和异常变形等明显的缺陷或缺损。
当发现阻尼器底板存在焊缝裂纹时,应由专业技术焊工及时进行确认,采取措施制止裂纹的发展,并加以修复。