用于土木工程結(jié)構(gòu)的懸吊系統(tǒng)的纜索中的減振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于減振的技術(shù)，其中這種振動產(chǎn)生于用于懸吊土木工程結(jié)構(gòu)的纜索。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明尤其適用于斜拉橋。由于風(fēng)和車輛運動，拉索會明顯振動。已有多種不同種類的用于減緩這些振動的裝置被提出。
[0003]在第一類減振裝置中(例如參見文獻EP0343054A1，DE29517250U1或W098/04780A1)，振動能量在一個區(qū)域中繞著單條纜索被消散，該區(qū)域由固定到懸吊結(jié)構(gòu)上的元件在徑向上限定。這個元件可以是在纜索和懸吊結(jié)構(gòu)之間延伸的臂，或者也可以是握持纜索下部的管件。
[0004]進一步的裝置使用例如液壓缸的線性沖程阻尼器。一個或多個缸體可以被設(shè)置在一個或多個臂上，該臂將單條纜索連接到懸吊結(jié)構(gòu)(例如參見文獻JP09-59921A)，或者一個或多個缸體可以被設(shè)置在纜索和管件之間，其中該管件被固定到懸吊結(jié)構(gòu)并且包含纜索的下部(例如參見文獻FR2859260A1或JP06-58370A)。
[0005]一種被稱為鐘擺減振裝置的減振裝置具有連接到纜索的擺動臂，其擺動被粘滯摩擦而減緩。文獻FR2664920A1描述了這種擺動裝置的例子。
[0006]上文提到的減振裝置的局限性在于必須被設(shè)置在懸吊結(jié)構(gòu)的附近，即靠近纜索的錨定點，并且通常位于纜索總長度的1%至3%處。
[0007]文獻FR2862073A1公開了另一種減振裝置，其不將纜索連接到懸吊結(jié)構(gòu)上的固定點，而是將纜索連接到臨近的纜索。由于斜拉橋的拉索通常長度不同，它們自然具有不同的固有振動頻率。因此，在一段振動期間中，纜索之間總是存在相對運動。根據(jù)文獻FR2862073A1的減振裝置利用了這種相對運動，從而消散能量。因此，臨近的纜索作為振動中的纜索的偽固定點。
[0008]雖然這種偽固定點的有效性低于諸如斜拉橋橋面的實際固定點，這些裝置依然非常有效，因為它們能被設(shè)置在距離纜索的錨固點較遠的位置，通常為總長度的5%到10%。
[0009]但是，該減振裝置的局限性在于其僅在它連接的纜索的平面內(nèi)起作用，即拉索平面所在的平面。平面外的運動(橫向運動)不能被有效地減緩。
[0010]為了戰(zhàn)勝拉索平面的振動，另一種方法包括安裝互連拉索的纜索，所述纜索橫向地固化拉索平面，并且防止拉索進入某種振動模式。雖然互連的纜索可以被設(shè)計成減緩垂直振動，以便于彌補施加在拉索根部的單個減振器，但是事實上它們在橫向振動上沒有作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提出一種用于減緩纜索中振動的裝置，其對于減緩橫向振動非常有效，其中所述纜索諸如橋的拉索。
[0012]本發(fā)明提出了一種用于土木工程結(jié)構(gòu)的懸吊系統(tǒng)的纜索中的減振裝置。該減振裝置包括在懸吊系統(tǒng)中一組具有至少三個纜索的組的纜索之間的互連結(jié)構(gòu)，其中該纜索組大致在同一個懸吊平面內(nèi)延伸。該互連結(jié)構(gòu)位于懸吊平面之外，并具有至少一個用于能量消散元件的支撐點，以便于產(chǎn)生阻尼力，該阻尼力響應(yīng)于所述纜索組中的一條纜索在垂直于所述懸吊平面的方向上相對于所述纜索組中的其他纜索的移動。
[0013]該裝置提供減緩纜索橫向振動的能力，同時還可自由地把互連結(jié)構(gòu)沿著這些纜索安置。因此，它可以被設(shè)置在減振有效的位置上。
[0014]由互連結(jié)構(gòu)連接的纜索組由三條或更多條纜索構(gòu)成。如果在這種組中只有兩條纜索，橫向阻尼將不會是有效的。由于互連結(jié)構(gòu)具有特定的橫向尺寸，考慮到重量帶來的風(fēng)險和美學(xué)原因，其最好不覆蓋太多纜索。因此，纜索組中纜索的最優(yōu)數(shù)將通常是三條。
[0015]在減振裝置的一項實施例中，互連結(jié)構(gòu)包括至少一個線性沖程阻尼器，其橫向地朝向懸吊平面。通常會具有多個線性沖程阻尼器，它們在互連結(jié)構(gòu)中并不互相平行。
[0016]為了獲得能量消散元件的有效作用的充足空間，在互連結(jié)構(gòu)中的支撐點的優(yōu)選位置到懸吊平面的距離大于四十分之一的空間，其中，該空間在互連結(jié)構(gòu)的懸吊系統(tǒng)的兩個臨近纜索之間。支撐點和懸吊平面之間的這個距離可以明顯大于纜索之間的該空間的十分之一O
[0017]在減振裝置的一個有利的設(shè)計中，互連結(jié)構(gòu)被配置成可當(dāng)纜索組的其他纜索的位置被固定時，能使纜索組中的每根纜索在懸吊平面中和在懸吊平面外產(chǎn)生垂直于其自身的移位。這可以避免對纜索軌跡的約束。
[0018]在這種設(shè)計中，可以確保每個所述移位驅(qū)動至少一個能量消散元件。因此，一個相同的裝置能減緩纜索組中纜索在不同方向上的振動。
[0019]而且，能給纜索提供這樣一種移動，該移動平行于互連結(jié)構(gòu)的連接點的纜索，例如由于發(fā)生溫度變化的情況下導(dǎo)致纜索的膨脹或收縮。
[0020]互連結(jié)構(gòu)可以被至少一個纜索組保持，并且無需插入阻尼元件。尤其是，為了獲得好的穩(wěn)定性，互連結(jié)構(gòu)可以由纜索組中的一根纜索保持，該纜索位于該互連結(jié)構(gòu)的重心之上，諸如纜索組中最高的一根纜索。
[0021]本發(fā)明的另一方面涉及一種斜拉橋，包括至少一個橋柱，一橋面，至少一套拉索，該拉索包含在一側(cè)的橋柱和橋面之間的懸吊平面中傾斜延伸的纜索，以便于懸吊該橋面，以及至少一個如上文定義的減振裝置，其裝在由至少三套拉索組成的組上。
[0022]所有將被減振的拉索，即大體上至少該套拉索中最長的拉索屬于至少一個組，在該組上裝有減振裝置。一些拉索屬于多個組，每個都具有其自己的減振裝置，這也是可行的。
【附圖說明】
[0023]根據(jù)下文中非限定性實施例的描述并參見附圖，本發(fā)明進一步的特征及優(yōu)勢將更為清晰，其中:
-圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的減振裝置的斜拉橋的縱斷面圖；
-圖2和3示出了根據(jù)本發(fā)明的減振裝置的工作原理；
-圖4至10是根據(jù)本發(fā)明的減振裝置的示例的原理剖視圖，其剖視面垂直于拉索的方向；以及
-圖11和12是斜拉橋的縱斷面圖，該斜拉橋具有減振裝置的進一步可能的配置方式。
【具體實施方式】
[0024]下文根據(jù)其在斜拉橋懸吊系統(tǒng)中的應(yīng)用描述本發(fā)明。因此，用于減緩振動的纜索就是在橋柱20和橋面14間延伸以懸吊橋面14的拉索16。如圖1所示，兩組拉索16對稱設(shè)置在橋柱20的兩邊。然而，在實際應(yīng)用中，斜拉橋橋柱兩邊的拉索經(jīng)常是非對稱的。
[0025]拉索16組在橋柱20和橋面14間的垂直面或微傾斜面上延伸。各條拉索16的底端錨固在橋面14上，頂端通過另一錨固裝置或通過偏斜鞍座連接在橋柱20上。
[0026]可以在靠近拉索底端處，用單獨減振裝置(圖中沒示出)配置所有或一些拉索16，例如本說明書中提及的出版物中描述的示例，或其他國際專利申請N0.PCT/FR2014/052693。
[0027]為了利于減緩一組拉索16的振動，該組拉索配置有一個或多個裝置22，各個裝備包括一連接多條相鄰拉索的互連結(jié)構(gòu)24。
[0028]這些裝置22被用于減緩拉索在垂直于它們的路徑上經(jīng)受的振動，這種振動由拉索與他們錨固裝置的相對位移或因為空氣動力效應(yīng)而產(chǎn)生。它尤其適于減緩垂直于拉索組所在平面的拉索16中的振動。
[0029]減緩橫向振動需要通過其他拉索的影響在拉索組平面外對拉索16施加阻尼力F(圖2、3)。依靠纜索的扭轉(zhuǎn)剛度(圖2)，將互連結(jié)構(gòu)24固定在單一的相鄰拉索16既非有效也不實際，因為一條拉索具有較小的扭轉(zhuǎn)剛度且通常覆有與纜索稍微貼附(如果存在)的鞘層O
[0030]因此，互連結(jié)構(gòu)24應(yīng)簡單地連接至少兩條相鄰的纜索16 (圖3)，例如通過可自由轉(zhuǎn)動但沿拉索固定的索圈18，以產(chǎn)生回程效應(yīng)。因為兩條拉索具有不同的長度，從而具有不同的橫向固有頻率，所以他們對需要橫向減緩振動的第三條拉索產(chǎn)生偽嵌入(pseudo-1nset)。
[0031]于是，減振裝置22使用連接至少三條拉索的結(jié)構(gòu)24，通常為拉索組中的三條相鄰纜索。該互連結(jié)構(gòu)24顯著地延伸出拉索組所在的平面，以便具有確定的橫向結(jié)構(gòu)剛度。術(shù)語“顯著地”應(yīng)理解為結(jié)構(gòu)24中的至少一個組件(除了用于連接纜索的索圈)朝向拉索組所在平面外。
[0032]互連結(jié)構(gòu)24的橫向尺寸超出拉索16組中三條拉索間最小間距的二十分之一。通常該尺寸大于該間距的五十分之一。
[0033]互連結(jié)構(gòu)24包括剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)件(通常為剛構(gòu)件)，能量消散元件(通常為摩擦和/或粘性元件)或一個或多個由具有高減振性能的材料制成的結(jié)構(gòu)元件。
[0034]在一個示例性實施例中，使用對稱或非對稱操作的一個或多個液壓缸(見EP2386689A1)作為粘性能量消散元件。這些缸體能選擇性地具有彈簧以便除了減振外還能起彈性回程作用。
[0035]為了承受重力，互連結(jié)構(gòu)24由不具有減振元件的三條拉索組中的至少一條拉索16支撐。
[0036]為不阻礙纜索的緩慢移動，尤其是因熱變化引起的移動，互連結(jié)構(gòu)24優(yōu)選為非剛性地連接拉索組中的兩條纜索。如果互聯(lián)結(jié)構(gòu)剛性固定在兩條纜索16間，則兩條纜索16間的垂直間距將固定住，且本可優(yōu)選地避免的距離偏差將施加在纜索上。
[0037]為使互連結(jié)構(gòu)24具有好的穩(wěn)定性，優(yōu)選的固定模式是懸吊在結(jié)構(gòu)的重心之上的拉索16上。其通常為組中最高的纜索。
[0038]互連結(jié)構(gòu)24可能具有很多配置方式。圖4-10示例性地示出了滿足下列條件的互連結(jié)構(gòu)示例:
-互連結(jié)構(gòu)將三條或更多條纜索連接在一起；
-通過至少一條纜索以穩(wěn)定的且不插入阻尼元件的方式支撐互連結(jié)構(gòu)；
-纜索組中連接在一起的任何一條纜索能夠在纜索組所在平面P內(nèi)以及該平面P外沿垂直于自身(例如圖4-10中所示的平面)的方向移動，當(dāng)固定住纜索組內(nèi)其他纜索的位置時；
-相對于其他纜索的一條纜索的移動驅(qū)動在互聯(lián)結(jié)構(gòu)中的至少一個能量消散元件。
[0039]在圖4-10中的示例中，(纜索)組由拉索組中的三條相鄰的纜索16A，16B，16C組成。需注意的是，這些纜索也可以是非相鄰的纜索。通過索圈18A固定在組中最上端的纜索16A的方式實現(xiàn)支撐互連結(jié)構(gòu)的功能。
[0040]在圖4的示例中，互連結(jié)構(gòu)30在拉索組所在平面P