本技术属于结构减震技术领域,特别是一种多级耗能拉索减震系统。该系统包含拉索以及在其上配置的主减震器、辅助减震器和高阶减震器。拉索的一端与桥梁主梁相连,通过多点耗能设计,有效减少结构振动,提高桥梁稳定性。
背景技术
拉索结构在土木工程基础设施中应用广泛,并且是关键核心承力构件,例如悬索桥和拱桥的吊索,斜拉桥和斜拉-悬索协助体系桥梁的拉索,大跨场馆和高耸气象塔中拉索结构也非常常见。拉索长度大而截面积小,其轴向刚度大而横向刚度极小、自身阻尼极低,因此在风、风雨、风沙等作用下容易出现振动,振动具有低风速起振、长持续时间、宽频带内多模态振动的特点,拉索减振控制仍然面临挑战,并且随着桥跨和索长增加,挑战性变得更大。
目前,拉索振动控制常规采用气动措施结合机械减振装置的方案,其中气动措施主要有索护套表面绕螺旋线和压制凹坑等,破坏拉索与风、雨的耦合机制从而减振。在机械装置减振方面,主要是拉索上靠近其锚固点的位置增设阻尼器,将拉索在跨内横向与其支撑结构相连,使得减振装置在拉索横向振动时耗能减振。然而,拉索机械装置减振目前仍然存在几个问题:(1)单点安装机械装置,不能覆盖拉索尤其时长拉索多模态振动,安装减振装置的拉索仍在实桥上观测到了高阶振动;(2)随着索长增加,机械装置安装位置越来越需要远离锚固点以获得足够的阻尼效果,这带来了不经济、不美观和难维护三个问题。
针对上述的第1个问题,近期的一些研究和专利通过增加一个减振装置来解决,包括在与原有减振器附近或者另一端增加一个阻尼器(CN111963618A-一种基于双阻尼器的拉索多阶模态振动控制方法)或者增加一个减振锤(CN111796611A-一种拉索多模态振动的控制方法)和(CN112227180A一种斜拉索组合减振装置及方法)。但是,上述专利仍然无法解决第2个问题。而且,在原有阻尼器同端增加阻尼器等措施还可能降低原有阻尼器对于拉索低阶模态振动的减振效果,进一步需要增加原阻尼器的安装距离(或者说高度)。
因此,提供一种能够解决上述技术问题的减振系统是至关重要的。
实现思路