本技术提供一种与主桥平行设置的辅桥的减振装置,包括设于辅桥主梁、与辅桥相邻的主桥主梁之间的扭转型阻尼单元,所述扭转型阻尼单元包括扭转型阻尼器、传动组件和固定组件,所述扭转型阻尼器通过所述固定组件安装于所述主桥主梁的侧壁,所述传动组件包括传递辅桥竖桥向和侧桥向振动的传力杆、以及将传力杆的直线运动转化为旋转运动的转化摆杆,所述扭转型阻尼器包括扭转轴,所述扭转型阻尼器通过依次铰接的所述扭转轴、所述转化摆杆、所述传力杆与所述辅桥主梁的侧壁连接。本发明具有提高辅桥减振效果、减少了阻尼器用量等优点。
背景技术
辅桥(如人行桥等)作为跨越障碍物的结构,可保证车流和人流互不干扰,保障行人安全,提高行车流畅度。辅桥的振动源主要有:地震周期荷载、脉动风荷载和人群动态步行力荷载。辅桥会在地震周期荷载作用下产生大幅振动,也会在脉动风荷载作用下产生大幅振动。而人群动态步行力荷载引起的振动就是人致振动,动态步行荷载具有明显的周期性和随机性,有竖桥向、横桥向和纵桥向三个分量,如竖桥向步行荷载的频率主要分布在0~4.6Hz,侧桥向(横桥向和纵桥向)步行荷载的频率主要分布在0~1.2Hz。
随着城市道路宽度增大,跨越道路的辅桥结构趋向于大跨度化;同时,高强轻质材料的涌现使辅桥结构变得轻柔化,辅桥阻尼比越来越低,从而使得辅桥往大跨、轻柔、低阻尼方向发展,此时,辅桥的固有频率往往会降低至与步行荷载的频率接近(即4.6Hz以下),引发人桥共振现象,较低的结构阻尼比条件下,辅桥会发生大幅的竖桥向和侧桥向振动,其中,人致振动最为危险,容易导致桥上行人的不适,严重时会导致桥梁垮塌事故。
为解决上述辅桥振动问题的技术问题,现有的方式主要有两个方法:一、频率调整法。即通过缩短跨径、增加梁高,提高辅桥本身的固有频率,避免发生共振,但其会大幅提高辅桥的建设成本,影响辅桥的美观性,实际应用中难以采用。二、提高结构阻尼法。即在不改变辅桥本身结构的前提下通过增设阻尼装置提高辅桥阻尼比。但现有的提高结构阻尼的方式存在以下问题:
一、阻尼装置通常设置为调谐质量阻尼器(TMD),由于调谐质量阻尼器本身的减振频带较窄,只有调谐质量阻尼器的固有频率与辅桥的固有频率接近时才能产生减振效果,而辅桥在人群动态步行荷载频率范围内的固有频率往往不止一个,即会产生多阶人致振动,这就需要在辅桥安装固有频率不同的多种调谐质量阻尼器才能解决多阶人致振动的问题;
二、调谐质量阻尼器通常只能对空间内单一方向起到减振效果,对于辅桥复杂的竖桥向和侧桥向人致振动控制需要设置很大数量的调谐质量阻尼器,其结构复杂、安装空间需求大,且成本高;
三、为避免很大数量的调谐质量阻尼器影响桥梁美观,调谐质量阻尼器通常安装于主梁的内部,此时,需要对梁体开孔,从而导致梁体部分截面强度和刚度低、局部应力集中等问题,影响桥梁的安全可靠运行。
实现思路