一种用于避雷针结构的柔性拉索放大阻尼器减震耗能装置

技术领域

本发明属于避雷针减震技术领域，具体涉及一种用于避雷针结构的柔性拉索放大阻尼器减震耗能装置。

背景技术

避雷针是交流变电站或直流换流站钢构架的重要组成部分，在变电站结构中有着广泛的应用。避雷针通常由数段圆钢管通过法兰螺栓连接而成，属于对风荷载敏感的高耸结构。避雷针结构细长，侧向刚度较小、质量轻、阻尼小，长期受到风荷载引起的风振交变应力作用会导致结构大变形和疲劳，实际工程中变电站构架柱顶避雷针的地震破坏事故时有发生。因此采用经济且有效的结构控制措施减小避雷针结构的地震响应对于保证变送电系统的安全有着重大意义。

目前，在高耸结构的振动控制中，阻尼器是最为常用的减振手段，所使用的阻尼器包括有调频质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）、摆式阻尼器等。其往往是将阻尼器置于避雷针塔尖位置，此种方式使得避雷针塔体外形发生明显变化，加剧P-Δ效应。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提出一种用于避雷针结构的柔性拉索放大阻尼器减震耗能装置，将避雷针的弯曲变形转化为柔性拉索底端的伸缩运动，再通过阻尼元件实现耗能，减小避雷针的弯曲变形损伤。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于避雷针结构的柔性拉索放大阻尼器减震耗能装置，包括柔性拉索、阻尼元件、转向定滑轮和杆端固定装置，柔性拉索顶端与杆端固定装置相连，且与避雷针杆身平行，在避雷针杆段底部开洞，柔性拉索靠近杆段底部一端通过转向定滑轮穿过洞口水平布置；柔性拉索的末端与阻尼元件相连；阻尼元件水平置于杆段内，与杆段底部固接，阻尼元件两端与柔性拉索相连；转向定滑轮与杆端固定装置相连；杆端固定装置固定于上下避雷针杆段之间。

本发明的进一步改进在于：柔性拉索顶端通过长螺杆与杆端固定装置相连，长螺杆一端端头设有过孔，用于铰接连接柔性拉索，长螺杆另一端螺纹穿越杆端固定装置后由两端的螺母调节定位。

本发明的进一步改进在于：阻尼元件可采用黏滞阻尼器，也可采用齿轮式位移放大阻尼器或杠杆式放大阻尼器。

本发明的进一步改进在于：转向定滑轮包括一个转动轮、转动轮轴承和转动轮安装板，转动轮安装板上留有孔洞与杆端固定装置采用螺栓连接，安装固定在杆段底部对应柔性拉索的位置，用于柔性拉索转向。

本发明的进一步改进在于：杆端固定装置包括环形钢板和外伸固定支板，环形钢板留有孔洞与避雷针杆端法兰盘采用螺栓连接。

本发明的进一步改进在于：柔性拉索、阻尼元件和转向定滑轮左右、前后各布置一组，两组之间设有90°的夹角。

本发明的进一步改进在于：两组装置中阻尼元件和转向定滑轮上下错开，固定于不同高度位置处。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.减振耗能：本发明通过柔性拉索将避雷针各杆段的弯曲变形产生的杆身的伸长量转化为柔性拉索的伸缩运动，结合阻尼元件实现耗能，能较大程度地发挥阻尼元件的耗能效果。

2.双向振动控制：在避雷针杆身四周均布置柔性拉索，有效控制避雷针双向振动。

附图说明

图1为本发明避雷针杆身柔性拉索阻尼器布置位置的示意图；

图2为本发明杆端固定装置与柔性拉索、阻尼元件和转向定滑轮的连接的示意图；

图3为本发明转向定滑轮的示意图；

图4为本发明杆端固定装置的示意图；

附图标记：1-柔性拉索、2-阻尼元件、3-转向定滑轮、4-杆端固定装置、5-避雷针、6-长螺杆、7-螺母、8-转动轮安装板、9-转动轮、10-转动轮轴承、11-螺栓、12-环形钢板、13-外伸固定支板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明做进一步描述：一种用于避雷针结构的柔性拉索放大阻尼器减震耗能装置，包括柔性拉索1、阻尼元件2、转向定滑轮3和杆端固定装置4；柔性拉索1顶端与杆端固定装置4相连，且与避雷针5杆身平行，在避雷针5杆段底部开洞，柔性拉索靠近杆段底部一端通过转向定滑轮3穿过洞口水平布置；柔性拉索1的末端与阻尼元件2相连；阻尼元件2水平置于杆段内，与杆段底部固接，阻尼元件2两端与柔性拉索1相连；转向定滑轮3与杆端固定装置4相连；杆端固定装置4固定于上下避雷针5杆段之间。

如图2所示，柔性拉索1顶端通过长螺杆6与杆端固定装置4相连，长螺杆6一端端头设有过孔，用于铰接连接柔性拉索1，长螺杆6另一端螺纹穿越杆端固定装置4后由两端的螺母7调节定位。

具体地，阻尼元件2可采用传统的黏滞阻尼器，也可采用齿轮式位移放大阻尼器或杠杆式放大阻尼器等起到放大作用同时又具有耗能作用的阻尼器。

如图3所示，转向定滑轮3包括一个转动轮9、转动轮轴承10、转动轮安装板8，安装板上留有孔洞与杆端固定装置4采用螺栓11连接，安装固定在杆段底部对应柔性拉索1的位置，用于柔性拉索1转向。

如图4所示，杆端固定装置4包括环形钢板12和外伸固定支板13，环形钢板12留有孔洞与避雷针5杆端法兰盘采用螺栓11连接。

具体地，柔性拉索1、阻尼元件2和转向定滑轮3左右、前后各布置一组，两组之间设有90°的夹角。

具体地，两组装置中阻尼元件2和转向定滑轮3上下错开，固定于不同高度位置处。

本发明可以将避雷针各杆段弯曲变形转化为柔性拉索底端的伸缩运动，再通过阻尼元件实现耗能，较大程度地发挥阻尼元件的耗能效果。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。