全文摘要
一种中承式粘滞阻尼器，涉及大跨度桥梁结构减振抗震领域，包括缸体、第一支架和第二支架，第一支架套设在缸体外表面，并与缸体固定连接；第二支架套设在第一支架外表面，并通过两个第一销轴与第一支架可转动连接；两个第一销轴相对于缸体径向对称布置，并与第二支架相对固定；第二支架通过两个第二销轴可转动的连接在桥塔支座上；两个第二销轴相对于缸体径向对称布置，并与桥塔支座相对固定；其中，缸体、第一支架和第二支架的中心轴重合；两个第一销轴中心轴所在直线与两个第二销轴中心轴所在直线位于同一平面且相互垂直。本实用新型避免活塞杆与缸体的交接位置单侧受压，同时在面对多方向多变量的复杂载荷过程中，减少弹性变形量。
主设计要求
1.一种中承式粘滞阻尼器，其特征在于，包括缸体(2)、第一支架(6)和第二支架(7)，所述第一支架(6)套设在所述缸体(2)外表面，并与所述缸体(2)固定连接；所述第二支架(7)套设在所述第一支架(6)外表面，并通过两个第一销轴(81)与所述第一支架(6)可转动连接；两个第一销轴(81)相对于所述缸体(2)径向对称布置，并与第二支架(7)相对固定；所述第二支架(7)通过两个第二销轴(82)可转动的连接在桥塔或桥墩的支座上；两个第二销轴(82)相对于所述缸体(2)径向对称布置，并与桥塔或桥墩的支座相对固定；其中，所述缸体(2)、第一支架(6)和第二支架(7)的中心轴重合；两个第一销轴(81)中心轴所在直线与两个第二销轴(82)中心轴所在直线位于同一平面且相互垂直。
设计方案
1.一种中承式粘滞阻尼器，其特征在于，包括缸体(2)、第一支架(6)和第二支架(7)，所述第一支架(6)套设在所述缸体(2)外表面，并与所述缸体(2)固定连接；
所述第二支架(7)套设在所述第一支架(6)外表面，并通过两个第一销轴(81)与所述第一支架(6)可转动连接；两个第一销轴(81)相对于所述缸体(2)径向对称布置，并与第二支架(7)相对固定；所述第二支架(7)通过两个第二销轴(82)可转动的连接在桥塔或桥墩的支座上；两个第二销轴(82)相对于所述缸体(2)径向对称布置，并与桥塔或桥墩的支座相对固定；
其中，所述缸体(2)、第一支架(6)和第二支架(7)的中心轴重合；两个第一销轴(81)中心轴所在直线与两个第二销轴(82)中心轴所在直线位于同一平面且相互垂直。
2.如权利要求1所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述第一销轴(81)穿过所述第二支架(7)设置，所述第一支架(6)径向设置两个第一轴承(30)，所述两个第一销轴的端部分别设置于两个第一轴承(30)内。
3.如权利要求1所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述第二支架(7)径向设置两个第二轴承(31)，所述两个第二销轴(82)的端部分别设置于两个第二轴承(31)内。
4.如权利要求1所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述第二支架(7)的长度小于所述第一支架(6)的长度，所述第二支架(7)位于所述第一支架(6)长度方向的中央。
5.如权利要求1所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：还包括伸缩于缸体(2)两端的活塞杆(3)，所述活塞杆(3)一端连接有耳环(12)，所述耳环(12)通过第三销轴(32)可转动的连接在桥梁的支座上。
6.如权利要求5所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述缸体(2)的两端分别设有端盖(5)，所述端盖(5)与第一支架(6)相对固定。
7.如权利要求6所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述端盖(5)的端面设置有撞块(9)，所述撞块(9)与所述端盖(5)通过螺钉固定连接。
8.如权利要求7所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述活塞杆(3)两端分别设置有限位装置(10)，所述限位装置(10)为半包围结构，且所述限位装置(10)内设有套在所述活塞杆(3)上的碟簧(22)，所述限位装置(10)的开口处设有挡板(24)，将碟簧(22)限定在限位装置(10)内。
9.如权利要求8所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述活塞杆(3)从所述端盖(5)到所述限位装置(10)留有一定距离，在该段距离中，所述活塞杆(3)外表面设置防尘套(11)。
10.如权利要求1-9任意一项所述的中承式粘滞阻尼器，其特征在于：所述缸体(2)内腔充满阻尼液(1)，所述阻尼液(1)采用甘油或硅油。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及大跨度桥梁结构减振抗震领域，具体为一种中承式粘滞阻尼器。
背景技术
近年来，采用粘滞阻尼器来耗散地震震动传递至结构的能量，减少结构的地震响应，已经成为桥梁结构振动控制的一种重要手段。随着桥梁结构跨度的增加，粘滞阻尼器正向着大吨位、大行程方向发展，这必然造成粘滞阻尼器长度越来越长、重量越来越大。目前大跨度桥梁抗震粘滞阻尼器的连接方式及构造简图如图1所示，采用一端固定在主梁上，另一端固定在桥塔或桥墩上，阻尼器的两端铰距之间的安装长度通常大于5倍的行程长度，阻尼器整体安装空间较大。
采用现有的粘滞阻尼器，在使用时存在以下缺陷：
(1)一端的固定部连接在活塞杆上，另一端的固定部连接在缸体上，活塞杆与缸体之间的交接位置的密封件因阻尼器自重作用长期处于单侧受压状态，活塞杆因此而承受附加弯矩，在动摩擦因数不变的情况下其正压力加大，摩擦力变大，加剧活塞与缸体之间的磨损，缩减阻尼器的使用寿命。
(2)桥梁在整个生命周期内受到的载荷非常复杂，包括风振、地震、车辆活载、温度作用等。这些荷载引起的桥梁的变形也多种多样，既可引起顺桥向、横桥向的水平位移，也可造成主梁在横桥向及竖向弯曲变形，甚至还包括一定的扭转变形；而传统粘滞阻尼器只可沿顺桥向拉伸或压缩，对于其他自由度的变形缺乏相应的变形协调能力，这会对大吨位粘滞阻尼器的耐久性能造成不良影响。
实用新型内容
针对现有技术中存在的至少一个缺陷，本实用新型的目的在于提供一种中承式粘滞阻尼器，避免活塞杆与缸体的交接位置单侧受压，同时在面对多方向多变量的复杂载荷过程中，增加了粘滞阻尼器活动的自由度，提高了其变形协调能力，避免了粘滞阻尼器构件发生受弯破坏。
为达到以上目的，本实用新型采取一种中承式粘滞阻尼器，包括缸体、第一支架和第二支架，所述第一支架套设在所述缸体外表面，并与所述缸体固定连接；所述第二支架套设在所述第一支架外表面，并通过两个第一销轴与所述第一支架可转动连接；两个第一销轴相对于所述缸体径向对称布置，并与第二支架相对固定；所述第二支架通过两个第二销轴可转动的连接在桥塔或桥墩的支座上；两个第二销轴相对于所述缸体径向对称布置，并与桥塔或桥墩的支座相对固定；其中，所述缸体、第一支架和第二支架的中心轴重合；两个第一销轴中心轴所在直线与两个第二销轴中心轴所在直线位于同一平面且相互垂直。
在上述技术方案的基础上，所述第一销轴穿过所述第二支架设置，所述第一支架径向设置两个第一轴承，所述两个第一销轴的端部分别设置于两个第一轴承内。
在上述技术方案的基础上，所述第二支架径向设置两个第二轴承，所述两个第二销轴的端部分别设置于两个第二轴承内。
在上述技术方案的基础上，所述第二支架的长度小于所述第一支架的长度，所述第二支架位于所述第一支架长度方向的中央。
在上述技术方案的基础上，还包括伸缩于缸体两端的活塞杆，所述活塞杆一端连接有耳环，所述耳环通过第三销轴可转动的连接在桥梁的支座上。
在上述技术方案的基础上，所述缸体的两端分别设有端盖，所述端盖与第一支架相对固定。
在上述技术方案的基础上，所述端盖的端面设置有撞块，所述撞块与所述端盖通过螺钉固定连接。
在上述技术方案的基础上，所述活塞杆两端分别设置有限位装置，所述限位装置为半包围结构，且所述限位装置内设有套在所述活塞杆上的碟簧，所述限位装置的开口处设有挡板，将碟簧限定在限位装置内。
在上述技术方案的基础上，所述活塞杆从所述端盖到所述限位装置留有一定距离，在该段距离中，所述活塞杆外表面设置防尘套。
在上述技术方案的基础上，所述缸体内腔充满阻尼液，所述阻尼液采用甘油或硅油。
本实用新型的有益效果在于：
1、在缸体外部设置有第一支架和第二支架，以及两个第一销轴和两个第二销轴；两个第一销轴与第一支架可转动连接；两个第一销轴与第二支架相对固定；第二支架通过两个第二销轴可转动的连接在桥塔或桥墩的支座上；两个第二销轴与桥塔或桥墩的支座相对固定；其中缸体、第一支架和第二支架的中心轴重合；两个第一销轴中心轴所在直线与两个第二销轴中心轴所在直线位于同一平面且相互垂直。
在具体实施环境中，粘滞阻尼器的转动幅度较小，当塔端支座与主梁支座发生竖向相对位移时，缸体会随两个第二销轴轻微转动，不再直接承受该竖向附加力；当塔端支座与主梁支座发生横向相对位移时，粘滞阻尼器处于正常工作状态，活塞在缸体内滑动，缸体内的阻尼液相对运动产生阻尼力，实现粘滞阻尼器的运动耗能；当塔端支座与主梁支座发生法向相对位移时，缸体随两个第一销轴轻微转动，不再直接承受该法向附加力；该中承式粘滞阻尼器大大增加了三维方向上各力矩的适应能力，减少了中承式粘滞阻尼器在承受各力矩时的弹性变形量，增强了各个方向上变形协调能力，粘滞阻尼器不易受损。
2、中承式粘滞阻尼器连接的两个支撑点，一个支撑点设置在活塞杆的一端，另一个支承点设置在粘滞阻尼器的缸体中部，避免了粘滞阻尼器自重引起的弯曲变形，避免了活塞杆与缸体的交接位置单侧受压问题；解决了缸体或活塞杆弯曲变形而导致滑动时摩擦损耗增大的问题，有利于提高粘滞阻尼器的灵敏度。
3、在粘滞阻尼器活塞杆的两端分别设置有限位装置，在活塞往返运行达到最大行程时，有效避免粘滞阻尼器内部活塞与缸体两端的端盖发生碰撞。进一步的，端盖的端面设置有与限位装置对应的撞块，避免限位装置撞坏端盖。
4、活塞杆从端盖到限位装置留有一定距离，在该段距离中，活塞杆外表面设置防尘套，能保持裸露在缸体外的活塞杆外表面清洁。
附图说明
图1为背景技术中粘滞阻尼器的传统连接示意图。
图2为本实用新型实施例中承式粘滞阻尼器的示意图。
图3为本实用新型实施例中承式粘滞阻尼器的连接示意图。
图4为图3的A-A剖视图。
附图标记：1-阻尼液、2-缸体、3-活塞杆、4-活塞、5-端盖、6-
第一支架、7-第二支架、81-第一销轴、82-第二销轴、9-撞块、10-限位装置、11-防尘套、12-耳环、20-沉孔螺钉、21-碟簧座板、22-碟簧、23-侧板、24-挡板、30-第一轴承、31-第二轴承、32-第三轴承、41-塔端支座、42-主梁支座。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
如图2、图4所示，中承式粘滞阻尼器包括缸体2、第一支架6和第二支架7，还包括在缸体2中滑动的活塞4和活塞杆3，缸体2内腔充满阻尼液1，可以采用甘油或硅油。第一支架6套设在缸体2外表面，并与缸体2固定连接。在本实施例中，第一支架6与缸体2外表面是紧密贴合的，采取过盈连接或焊接。
第二支架7套设在第一支架6外表面，并通过两个第一销轴81与第一支架6可转动连接；两个第一销轴81相对于缸体2径向对称布置，并与第二支架7相对固定。第二支架7通过两个第二销轴82可转动的连接在桥塔或桥墩的支座上；两个第二销轴82相对于缸体2径向对称布置，并与桥塔或桥墩的支座相对固定。其中，缸体2、第一支架6和第二支架7的中心轴重合；两个第一销轴81中心轴所在直线与两个第二销轴82中心轴所在直线位于同一平面且相互垂直。
第一销轴81穿过第二支架7设置，第一支架6径向设置两个第一轴承30，两个第一销轴的端部分别设置于两个第一轴承30内。第二支架7径向设置两个第二轴承31，两个第二销轴82的端部分别设置于两个第二轴承31内。
优选的，第一销轴81和第二销轴82均成阶梯形圆柱体状，第一销轴81的大径部分与第二支架7通过固定连接，在小径部分上设置有第一轴承81，与第一支架可转动连接。第二销轴82的大径部分与塔端支座41通过螺栓或螺钉固定连接，在小径部分上设置有第二轴承，与第二支架可转动连接。
在本实施例中，第一销轴81与第二支架7固定连接的方式，以及第二销轴82与桥塔或桥墩的支座固定连接的方式均采用螺栓连接；其他实施例中，也可以采用其他连接件。
本实施例中，第一轴承30与第二轴承31均采用关节轴承；其他实施例中，也可以采用同心轴承、滚动轴承或滚针轴承。
活塞杆3一端连接有耳环12，耳环12通过第三销轴32可转动的连接在桥梁的支座上。在实际使用的过程当中，如图3所示，中承式阻尼器有两个支撑点，一个支撑点设置在活塞杆的一端，另一个支承点设置在粘滞阻尼器的缸体中部。在本实施例中，活塞杆的一端通过耳环12连接在主梁支座42上，形成一个支撑点；缸体通过第二支架7连接在塔端支座41，形成另一个支撑点。在连接时，耳环中第三轴承32的中心轴与第二销轴82的中心轴可以是平行的，也可以是垂直的。优选的，两者中心轴处于垂直状态。
在具体的实施环境中，主梁支座42和塔端支座41虽然受力较大，但是它们的结构强度使得两者实际产生的相对位移较小，粘滞阻尼器的转动幅度也较小。而缸体2在水平方向、竖直方向和法向都允许有一定的转动变形，减少在面对外界载荷时产生的弹性变形量。当塔端支座41与主梁支座42发生竖向相对位移时，缸体2会随两个第二销轴82轻微转动，不再直接承受该竖向附加力；当塔端支座41与主梁支座42发生横向相对位移时，粘滞阻尼器处于正常工作状态，活塞4在缸体2内滑动，缸体2内的阻尼液1相对运动产生阻尼力，实现粘滞阻尼器的运动耗能；当塔端支座41与主梁支座42发生法向相对位移时，缸体2随两个第一销轴81轻微转动，不再直接承受该法向附加力；该中承式粘滞阻尼器大大增加了三维方向上各力矩的适应能力，增强了各个方向上变形协调能力。
优选的，第二支架7的长度小于第一支架6的长度，第二支架7套设于第一支架6长度方向的中央。在本实施例中，第二支架7的长度为第一支架6的长度的三分之一以下。
优选的，缸体2的两端分别设有端盖5，端盖5与第一支架6相对固定。在本实施例中，端盖5分为连接部分和凸起部分，连接部分内表面与缸体2和支架一6的横截面紧密贴合且固定连接，优选的，采用沉孔螺钉20连接；凸起部分圆周方向上有凹槽环，通过凹槽环与缸体2内壁固定连接，如采用过盈连接。端盖5、缸体2和第一支架6连接为一个固定的整体。
端盖5的端面设置有撞块9，撞块9与端盖5通过螺钉固定连接。在活塞杆3两端分别设置有限位装置10，限位装置10为半包围结构，且限位装置10内设有套在活塞杆3上的碟簧22，限位装置10的开口处设有挡板24，将碟簧22限定在限位装置10内。
在本实施例中，限位装置10由碟簧座板21和侧板23组成，侧板23设置在碟簧22的周向，碟簧22的两端分别抵持于碟簧座板21和挡板24。
在活塞往返运行达到最大行程时，有效避免粘滞阻尼器内部活塞4与缸体2两端的端盖5发生碰撞。进一步的，端盖5的端面设置有与限位装置10对应的撞块9，避免限位装置撞坏端盖5。
在本实用新型实施例中，活塞杆3从端盖5到限位装置10留有一定距离，在该段距离中，活塞杆3外表面设置防尘套11，能保持裸露在缸体2外的活塞杆3外表面清洁，减缓活塞杆3氧化生锈。
在本实用新型实施例中，粘滞阻尼器的阻尼液1采用甘油或硅油。本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920068499.8
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:34(安徽)
授权编号:CN209722694U
授权时间:20191203
主分类号:E01D19/00
专利分类号:E01D19/00
范畴分类:36A;
申请人:安徽省交通控股集团有限公司;中铁大桥科学研究院有限公司
第一申请人:安徽省交通控股集团有限公司
申请人地址:230000 安徽省合肥市望江西路520号
发明人:马祖桥;曹光伦;汪正兴;马长飞;王波;李东超;何金武;袁助;程磊科;吴红波;郭寅;耿京芳;赵金磊;许奇峰;胡泉;许垒;侯宇航;丁亮;王杰钊;王欢;李邵华
第一发明人:马祖桥
当前权利人:安徽省交通控股集团有限公司
代理人:彭程程
代理机构:42225
代理机构编号:武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙) 42225
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计