【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種可調長度的吊桿連接件，屬于結構抗振技術的振動控制。
技術介紹
1、隨著技術發展，各類橋梁工程的體型越發龐大，跨度也不斷增加，風荷載等帶來的災害也愈發嚴重。懸索橋和斜拉橋作為大跨度柔性結構，在風荷載作用下可能引發復雜振動及共振，危及結構安全。近些年的很多現實案例也說明，當自振頻率與荷載頻率相同時，容易發生風荷載作用下的共振現象，進而產生結構損傷。虎門大橋2020年5月發生因風力造成的異常抖動，杭州灣跨海大橋、武漢鸚鵡洲長江大橋、日本東京灣大橋、俄羅斯伏爾加格勒市過河大橋等均出現過風力致使橋梁劇烈振動問題，而現有技術和處理方法對此類共振沒有有效的解決辦法和結構。
技術實現思路
1、針對上述現有技術存在的問題及不足，本專利技術提供一種可調長度的吊桿連接件。本專利技術提供在豎向振動時，通過調整周邊約束鋼箍數量來改變所鏈接吊桿整體長度的連接件，適用于懸索橋、斜拉橋、系桿拱橋等組合結構體系。
2、本專利技術根據振動力學中的集中質量法分析結構振動的原理，設計一種可調長度的吊桿連接件，可以在結構振動時調整結構的質量分布或改變集中質量法的分析模型，從而改變整體結構的自振頻率。當產生共振時，結構的較大振動會帶來個別吊桿的長度變化，引發整體結構的質量重分布，改變結構的自振頻率避免共振損傷。當外荷載消失后可調長度的吊桿連接件在人為外力作用下可以重新恢復原始狀態，確保結構的正常使用。本專利技術通過以下技術方案實現。
3、一種可調長度的吊桿連接件，包括柵欄狀筒體結構1
4、所述柵欄狀筒體結構1相鄰縫隙處頂部均勻通過插接拉桿上的齒狀鏈接8安裝設有周邊分布式拉桿結構2。
5、所述柵欄狀筒體結構1頂部與豎向調節器5連接的軸向對稱位置處固定連接設置有與內部質量塊11質量相同的配重塊6，防止可調長度的吊桿連接件出現偏心受力；
6、所述柵欄狀筒體結構1上部支撐面和下側支撐斜面14端部處均設有限位塊7，限制豎向調節器5位移總量。
7、所述弧形短鋼柱3采用多段式的圓周分布方式，或以連續分布的鋼珠代替。
8、所述可位移約束鋼箍4由通過插銷軸連接的兩段弧形結構組成，兩段弧形閉合處為可位移鋼箍的移動端9。
9、所述位移約束的上下兩層的可位移約束鋼箍4形成截面為三角形的空間，位于上下兩層的可位移約束鋼箍4中間的弧形短鋼柱3的直徑略大于可位移約束鋼箍4形成的等邊三角形空隙的邊長的倍(略大0.1-0.3mm)。上下兩層的可位移約束鋼箍4將產生對平放于其間的弧形短鋼柱3的擠壓作用，同時弧形短鋼柱3會對上下兩層間的可位移約束鋼箍4產生斜向的反作用力，該作用力的水平分力將造成在沒有豎向調節器5的約束時，可位移約束鋼箍4會徑向位移脫離主體結構。
10、所述豎向調節器5包括豎向調節器的鏈接端10、內部質量塊11、套筒蓋板12和局部突起13，豎向調節器5外壁面處設有豎向調節器的鏈接端10，調節器的鏈接端10外部與若干可位移約束鋼箍4的可位移鋼箍的移動端9接觸，調節器的鏈接端10頂部和底部側部設有與限位塊7配合的局部突起13，豎向調節器5的上下頂面上均設有套筒蓋板12。
11、所述可位移約束鋼箍4與弧形短鋼柱3表面均光滑致密、不易生銹、剛度大、受壓變形小，可位移約束鋼箍4與弧形短鋼柱3以及可位移鋼箍的移動端9與豎向調節器的鏈接端10間的接觸面上填充光滑油脂。
12、所述可位移約束鋼箍4高度和數量應通過計算確定，當全部可位移約束鋼箍4脫離，通過計算使得相鄰兩不變形吊桿之間的梁段在自重荷載作用下，可調長度的吊桿連接件處的撓度值大于等于可調長度的吊桿連接件的豎向變形量，也就是變形后的吊桿正好可以不用承擔此梁的自重。設計時要求多個可位移約束鋼箍4的豎向高度總和要大于等于無該可調長度的吊桿連接件時梁段的跨中撓度值。
13、所述可調長度的吊桿連接件間隔、局部、單獨或鄰兩三個同時設置在梁段上，控制可調長度的吊桿連接件不同情況下的各階自振頻率與外荷載頻率數值都能相互遠離，避免共振。通過多次計算可調長度的吊桿連接件設置在不同位置時結構各階自振頻率的數值，比較各工況下的外荷載頻率，選擇最佳設置方式，使得不同情況下的各階自振頻率與外荷載頻率數值都能相互遠離，避免共振。
14、本專利技術的工作原理為：
15、集中質量法是應用離散思想對細長物體對象進行分段，段與段之間通過有質量的節點連接，段是沒有質量且被視為彈性體，使無限自由度體系轉化為有限自由度體系，從而使振動計算得到簡化。質量的集中方法有多種，其中最簡單的是根據靜力等效原則，使集中后的重力與原來的重力互為靜力等效。例如每段分布質量可按杠桿原理換算成位于兩端的集中質量。以懸索橋中可調長度的吊桿連接件連接點左右相鄰兩段梁組成的整體為例，可調長度吊桿連接件位于該組合梁的跨中位置，當變形后的吊桿長度增加值大于等于相鄰兩個不動吊桿提供的豎向支撐下該組合梁跨中撓度時，變形后的吊桿不產生軸向拉力，此時可以考慮將該組合梁的質量平均分配到兩端未變形的吊桿處。此做法改變了集中質量法計算模型中結構體系的質量分布，自振頻率及振型也會隨之改變，從而改善共振時的結構反應。為達到降低結構共振損傷的目的，在共振時改變結構的自振頻率從而減輕或消除共振。
16、當結構因外荷載產生共振時，較大的共振幅度引起豎向調節器5內部質量塊11的豎向移動，從而撞擊豎向調節器5的套筒蓋板12，引起豎向調節器5的豎向移動，不再約束下方可位移約束鋼箍4，于是可位移約束鋼箍4在自重作用下受到弧形短鋼柱3的徑向擠壓而脫離吊桿連接件，其下方不再受到可位移約束鋼箍4約束的周邊分布式拉桿結構2向下移動，吊桿長度發生變化。結構形式的局部變化，改變了集中質量計算模型中的各質點質量數值，最終改變結構的自振頻率和振型。當自振頻率與外荷載頻率不等時，結構振動響應降低，從而改善外荷載作用下結構的共振反應。
17、當連接件周邊所有的可位移鋼箍4全部脫落后，結構此處所產生的最大豎向變形量與下方所連接梁段的剛度相關。通過計算使得相鄰兩不動吊桿之間的梁段在自重荷載作用下，可變形吊桿處的撓度值大于等于所設計的吊桿連接件的豎向變形量，也即變形后的吊桿正好可以不用承擔此梁的自重。設計時要求多個可位移約束鋼箍4的豎向高度總和要大于等于無該可調長度的吊桿連接件時梁段的跨中撓度值。
18、本專利技術的有益效果本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可調長度的吊桿連接件，其特征在于：包括柵欄狀筒體結構(1)、周邊分布式拉桿結構(2)、弧形短鋼柱(3)、可位移約束鋼箍(4)和豎向調節器(5)，柵欄狀筒體結構(1)相鄰縫隙處頂部均勻通過每個拉桿上的齒狀鏈接(8)設有周邊分布式拉桿結構(2)，柵欄狀筒體結構(1)外部通過可位移約束鋼箍(4)、弧形短鋼柱、可位移約束鋼箍(4)形成的若干組位移約束將周邊分布式拉桿結構(2)固定在柵欄狀筒體結構(1)內部，每個可位移約束鋼箍(4)通過豎向調節器(5)側邊封固約束，豎向調節器(5)內部設有能延調節器內壁面上下移動的內部質量塊(11)，當產生豎向振動時，內部質量塊(11)帶動豎向調節器(5)向上或向下移動，部分或全部可位移約束鋼箍(4)將自動脫離，帶動周邊分布式拉桿結構(2)向下移動調節吊桿長度。
2.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述柵欄狀筒體結構(1)相鄰縫隙處頂部均勻通過插接拉桿上的齒狀鏈接(8)安裝設有周邊分布式拉桿結構(2)。
3.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述柵欄狀筒體結構(1)頂部與豎向調節器(
4.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述弧形短鋼柱(3)采用多段式的圓周分布方式，或以連續分布的鋼珠代替。
5.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述可位移約束鋼箍(4)由通過插銷軸連接的兩段弧形結構組成，兩段弧形閉合處為可位移鋼箍的移動端(9)。
6.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述位移約束的上下兩層的可位移約束鋼箍(4)形成截面為三角形的空間，位于上下兩層的可位移約束鋼箍(4)中間的弧形短鋼柱(3)的直徑略大于可位移約束鋼箍(4)形成的等邊三角形空隙的邊長的倍。
7.根據權利要求6所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述豎向調節器(5)包括豎向調節器的鏈接端(10)、內部質量塊(11)、套筒蓋板(12)和局部突起(13)，豎向調節器(5)外壁面處設有豎向調節器的鏈接端(10)，調節器的鏈接端(10)外部與若干可位移約束鋼箍(4)的可位移鋼箍的移動端(9)接觸，調節器的鏈接端(10)頂部和底部側部設有與限位塊(7)配合的局部突起(13)，豎向調節器(5)的上下頂面上均設有套筒蓋板(12)。
8.根據權利要求7所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述可位移約束鋼箍(4)與弧形短鋼柱(3)表面均光滑致密、不易生銹、剛度大、受壓變形小，可位移約束鋼箍(4)與弧形短鋼柱(3)以及可位移鋼箍的移動端(9)與豎向調節器的鏈接端(10)間的接觸面上填充光滑油脂。
9.根據權利要求8所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述可位移約束鋼箍(4)高度和數量應通過計算確定，當全部可位移約束鋼箍(4)脫離，通過計算使得相鄰兩不變形吊桿之間的梁段在自重荷載作用下，可調長度的吊桿連接件處的撓度等于可調長度的吊桿連接件的豎向變形量，多個可位移約束鋼箍(4)的豎向高度總和要大于等于無該可調長度的吊桿連接件時梁段的跨中撓度值。
10.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述可調長度的吊桿連接件間隔、局部、單獨或鄰兩三個同時設置在梁段上，控制可調長度的吊桿連接件不同情況下的各階自振頻率與外荷載頻率數值都能相互遠離。
...【技術特征摘要】
1.一種可調長度的吊桿連接件，其特征在于：包括柵欄狀筒體結構(1)、周邊分布式拉桿結構(2)、弧形短鋼柱(3)、可位移約束鋼箍(4)和豎向調節器(5)，柵欄狀筒體結構(1)相鄰縫隙處頂部均勻通過每個拉桿上的齒狀鏈接(8)設有周邊分布式拉桿結構(2)，柵欄狀筒體結構(1)外部通過可位移約束鋼箍(4)、弧形短鋼柱、可位移約束鋼箍(4)形成的若干組位移約束將周邊分布式拉桿結構(2)固定在柵欄狀筒體結構(1)內部，每個可位移約束鋼箍(4)通過豎向調節器(5)側邊封固約束，豎向調節器(5)內部設有能延調節器內壁面上下移動的內部質量塊(11)，當產生豎向振動時，內部質量塊(11)帶動豎向調節器(5)向上或向下移動，部分或全部可位移約束鋼箍(4)將自動脫離，帶動周邊分布式拉桿結構(2)向下移動調節吊桿長度。
2.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述柵欄狀筒體結構(1)相鄰縫隙處頂部均勻通過插接拉桿上的齒狀鏈接(8)安裝設有周邊分布式拉桿結構(2)。
3.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述柵欄狀筒體結構(1)頂部與豎向調節器(5)連接的軸向對稱位置處固定連接設置有與內部質量塊(11)質量相同的配重塊(6)；
4.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述弧形短鋼柱(3)采用多段式的圓周分布方式，或以連續分布的鋼珠代替。
5.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述可位移約束鋼箍(4)由通過插銷軸連接的兩段弧形結構組成，兩段弧形閉合處為可位移鋼箍的移動端(9)。
6.根據權利要求1所述的可調長度的吊桿連接件，其特征在于：所述位移約束的上下兩層...
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