一种频率连续可调型质量阻尼器.pdf

本发明属于土木工程结构减振技术领域，提供了一种频率连续可调型质量阻尼器。主要由立柱、配重箱、配重钢板、横梁、底板、压板等组成，适用于大跨人行过街天桥、港口栈桥及大跨建筑结构中楼板的高频振动控制。与传统调谐质量阻尼器相比，本发明采用横梁来代替弹簧提供减振系统的刚度，实现减小高频振动的目的。立柱通过与底板、压板夹持连接，安装位置可沿横梁长度方向调节，从而改变横梁的跨度。通过调整横梁的跨度，可以连续调节减振系统频率。配重钢板采用立式装配连接，可以减小安装空间，同时也可以通过改变配重钢板的数量来微调减振系统的频率。

1.  一种频率连续可调型质量阻尼器，其特征在于，该频率连续可调型质量阻尼器包括底板、压板、立柱、配重箱、配重钢板和横梁；
立柱的底部设置长方形的柱脚，顶部设置长方形的承台；立柱的柱脚通过螺栓Ⅰ固定于压板和底板之间，即两压板分别压在立柱的柱脚的两端，并形成可以移动的缝隙；在夹紧固定立柱前，立柱在两压板间可移动，以此调节横梁的跨度，达到质量阻尼器频率连续可调；
将横梁置于两立柱的承台上，由立柱扣件通过螺栓Ⅱ固定；在立柱扣件与横梁、横梁与立柱间设置橡胶垫片Ⅱ；用于立柱的承台与立柱扣件连接的螺栓孔设置成垂直于轴向方向的直槽口，对横梁的横向位置进行微调节；
配重箱为抽屉式箱体结构，通过配重箱扣件将配重箱固定在横梁上，置于两立柱间；配重箱与横梁、横梁与配重箱扣件间设置橡胶垫片Ⅰ；配重扣件与配重箱通过螺栓Ⅱ连接，螺栓孔设置成垂直于轴向方向的直槽口，使配重箱安装时，可沿着横梁的横向方向进行微调；
配重钢板采用立式装配连接，配重钢板通过螺栓Ⅲ装配在配重箱内，通过改变配重钢板的数量微调减振系统的频率。

一种频率连续可调型质量阻尼器
技术领域
本发明属于土木工程结构减振技术领域，涉及到使用立柱、配重箱、配重钢板、横梁、底板、压板组成的一种频率连续可调型质量阻尼器。
背景技术
调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)是一种经典的减振控制装置，通常是由弹簧、阻尼器和质量块所组成的振动系统。然而，调谐质量阻尼器是一种频率敏感型减振装置，在实际制作中存在如下问题：(1)目前的调谐质量阻尼器通常都是由弹簧来提供刚度，受制作工艺的限制，弹簧的刚度难以精确制作，导致减振系统的频率难以保证；(2)目前的调谐质量阻尼器通常是在弹簧制作完成后，通过改变配重的质量来改变系统的频率，这种方法对于频率的可调谐范围非常有限；(3)目前的调谐质量阻尼器仅适用于低频激励下的减振，对于机械设备等引起的高频振动，传统的调谐质量阻尼器无法适用。由于大跨楼板和悬挑结构的广泛使用，由人行荷载或是机械振动引起的舒适度超标问题越来越多，传统的调谐质量阻尼器已经不能解决这类振动问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型的调谐质量阻尼器，能够实现系统的频率连续可调，并且能够适用于高频激励减振的情况。
本发明的技术方案是采用横梁6来代替弹簧提供减振系统的刚度，实现减小高频振动的目的。通过调整横梁6的跨度，可以连续调节减振系统频率。配重钢板5采用立式装配连接，可以减小安装空间，同时也可以通过改变配重钢板5的数量来微调减振系统的频率。
一种频率连续可调型质量阻尼器，包括底板1、压板2、立柱3、配重箱4、 配重钢板5和横梁6。
立柱3的底部设置长方形的柱脚，顶部设置长方形的承台；立柱3的柱脚通过螺栓Ⅰ11固定于压板2和底板1之间，即两压板2分别压在立柱3的柱脚的两端，并形成可以移动的缝隙；在夹紧固定立柱前，立柱3在两压板2间可移动，以此来调节横梁6的跨度，达到质量阻尼器频率连续可调的目的。
将横梁6置于两立柱3的承台上，由立柱扣件7通过螺栓Ⅱ12固定。在立柱扣件7与横梁6、横梁6与立柱3间设置橡胶垫片Ⅱ10，以防止螺栓Ⅱ12拧紧后，横梁6在立柱3的承台与立柱扣件7间沿轴向滑动。用于立柱3的承台与立柱扣件7连接的螺栓孔设置成垂直于轴向方向的直槽口，可以对横梁的横向位置进行微调节。
配重箱4为抽屉式箱体结构，通过配重箱扣件8将配重箱4固定在横梁6上，置于两立柱3间。配重箱4与横梁6、横梁6与配重箱扣件8间设置橡胶垫片Ⅰ，使横梁6在配重箱4与配重箱扣件8间夹紧，防止螺栓Ⅱ12拧紧后配重箱4沿横梁6轴向滑动。配重扣件8与配重箱4通过螺栓Ⅱ12连接，螺栓孔设置成垂直于轴向方向的直槽口，使配重箱4安装时，可沿着横梁3的横向方向进行微调，以避免配重箱4引起的阻尼器横向方向偏心。
配重钢板5采用立式装配连接，可以减小安装空间。配重钢板5通过螺栓Ⅲ13装配在配重箱4内，通过改变配重钢板5的数量可微调减振系统的频率。
本发明的效果和益处是这种减振装置能减小大跨桥梁或楼板的高频振动，保证结构的安全性。可适用于大跨人行过街天桥、港口栈桥及大跨建筑结构中的楼板，能够产生巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是频率连续可调型质量阻尼器的三维整体示意图。
图2是频率连续可调型质量阻尼器的立面图。
图3是频率连续可调型质量阻尼器的侧立面图。
图4是附图2中的1-1剖面图。
图5是附图1中的A区域局部放大图。
图6是立柱3示意图。
图7是配重箱4示意图。
图中：1底板；2压板；3立柱；4配重箱；5配重钢板；6横梁；7立柱扣件；8配重箱扣件；9橡胶垫片Ⅰ；10橡胶垫片Ⅱ；11螺栓Ⅰ；12螺栓Ⅱ；13螺栓Ⅲ。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种频率连续可调型质量阻尼器，包括底板1、压板2、立柱3、配重箱4、配重钢板5和横梁6。
本发明的整体示意图、立面、剖面图如图1-图4所示。立柱3如图6所示，在底部设置长方形的柱脚，在顶部设置长方形的立柱承台。螺栓Ⅰ11预埋或植入到需设置阻尼器的结构中，通过拧紧螺栓Ⅰ11，使立柱3的柱脚在底板1和压板2间夹紧固定。在夹紧固定立柱前，立柱3的柱脚在底板1的长度方向上可移动，以此来调节横梁6的跨度，达到调谐质量阻尼器频率连续可调的目的。如图5所示，将横梁6搭放在立柱3的长方形承台上，再由立柱扣件7通过螺栓Ⅱ12固定。立柱扣件7与横梁6、立柱3与横梁6间设置橡胶垫片Ⅱ10，以防止螺栓Ⅱ12拧紧后，横梁6在立柱3的承台与立柱扣件7间沿轴向滑动。立柱3的承台与立柱扣件7连接的螺栓孔设置成垂直于轴向方向的直槽口，可以对横梁的横向位置进行微调节。
配重箱4如图7所示，通过配重箱扣件8，将配重箱4固定在横梁6上。配重箱4与横梁6、横梁6与配重箱扣件8间设置橡胶垫片Ⅰ，使横梁6在配重箱4与配重箱扣件8间夹紧，防止螺栓Ⅱ12拧紧后配重箱4沿横梁6轴向滑动。配重扣件8与配重箱4通过螺栓Ⅱ12连接，螺栓孔设置成垂直于轴向方向的直槽口，使配重箱4安装时，可沿着横梁3的横向方向进行微调，以避免配重箱4引起的阻尼器横向方向偏心。
配重钢板5采用立式装配连接，可以减小安装空间。配重钢板5通过螺栓Ⅲ13装配在配重箱4内，通过改变配重钢板5的数量可微调减振系统的频率。
本发明的具体安装方式如下：首先，在安装阻尼器的结构上预先安装或置入螺栓Ⅰ11，再放置好底板1，使结构上安装阻尼器的部位受力均匀，避免局部破坏。如图4所示，将立柱3的方形柱脚放置在底板1上，用压板2压住，压板2的螺栓孔与螺栓Ⅰ11对应，并拧紧螺栓Ⅰ11。在立柱3的上部放置橡胶垫片Ⅱ10，将横梁6搭载于立柱3上，再将橡胶垫片Ⅱ10放置在立柱3上，扣上立柱扣件7，如图5所示。立柱3与立柱扣件7用螺栓Ⅱ12连接，由于立柱3与立柱扣件7上的螺栓孔为直槽口的形式，立柱扣件7和立柱3可沿直槽口方向微调来避免结构偏心，调节好后将螺栓Ⅱ12拧紧。按图4所示，在横梁6中间放置橡胶垫片Ⅰ9，将配重箱扣件8扣在横梁6上，在配重箱4上放置橡胶垫片Ⅰ9后，用螺栓Ⅱ12将配重箱配件8与配重箱4拧紧。将配重钢板5装配在配重箱4内，用螺栓Ⅲ13将配重钢板5固定在配重箱4内。由于螺栓孔是直槽口的形式，对配重箱4沿直槽口方向微调，来避免由于配重钢板5造成的阻尼器结构偏心。最后，调节阻尼器的频率，可通过改变横梁6的跨度，以及配重钢板5的质量来调节阻尼器的频率。调节好频率后，固定好所有螺栓，阻尼器安装便可完成。
本发明的优点可概括如下：首先，减震系统频率可连续调节，可通过改变横梁6跨度和配重钢板5重量来连续调节减震系统频率。另外，整个减震系统为装配式结构，便于实施，配重钢板采用立式装配连接，能有效节省空间。