一种用于避雷针结构的多质点串联减震耗能装置

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多质点串联减震耗能装置。

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，设置阻尼器是最为常用的减振手段，常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，此种方式会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多质点串联减震耗能装置，通过在避雷针塔体内部设置多个阻尼件，在避雷针塔体振动时带动阻尼件振动，下方阻尼件又限制上方阻尼件的振动，产生大量的阻尼，且达到多层减振的效果，在不改变避雷针外形且不过分增加避雷针重量的情况下有效控制避雷针的多向振动，延长其使用寿命。

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多质点串联减震耗能装置，包括锚固接头、第一拉索、多孔螺栓球接头、阻尼件、弹性件和第二拉索，锚固接头在避雷针各杆段端部分别设有3个，各耳板之间设有120°的夹角，固定于杆端内壁；锚固接头可采用单耳板形式；第一拉索下端与耳板铰接，上端与多孔螺栓球接头相连；多孔螺栓球接头包括第一拉索螺孔、第一拉索螺杆、第二拉索螺孔和第二拉索螺杆，通过第一拉索螺孔和第一拉索螺杆相连，第二拉索螺孔和第二拉索螺杆连而形成多孔螺栓球接头；阻尼件与第二拉索相连，每个阻尼件内对称设置2个阻尼件螺孔，分别与阻尼件螺杆相连；弹性件水平布置，一端和阻尼件相连，另一端和杆段内壁相连；第二拉索竖向布置，与避雷针杆身平行，与多孔螺栓球接头和阻尼件相连。

本发明的进一步改进在于：第一拉索下端端头部位选用双叉耳可调节式索头构造，上端端头采用螺杆式锁头构造。

本发明的进一步改进在于：第一拉索在避雷针各杆段端部均设有3根，第一拉索与第二拉索材质相同，第一拉索直径小于第二拉索直径，第一拉索直径与第二拉索直径比值为1/3。

本发明的进一步改进在于：阻尼件在避雷针各杆段内部设有4个，每个阻尼件均与第二拉索相连。

本发明的进一步改进在于：弹性件沿避雷针内壁圆周间隔设置3个及以上。

本发明的进一步改进在于：阻尼件可以采用金属重球。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.多层减震：本发明通过在避雷针塔体内部设置多个阻尼件，当避雷针塔体振动时带动阻尼件振动，下方阻尼件又限制上方阻尼件的振动，且达到多层减振的效果。

2.自复位功能：本发明沿避雷针内壁圆周间隔布置多个弹性件，在避雷针振动时，阻尼件运动，与阻尼件相连的弹簧也被拉伸或压缩，等到振动恢复后，拉伸或压缩的弹簧会带动阻尼件恢复到初始位置，并且弹性件通过拉伸或压缩也可迅速地吸收能量，从而降低避雷针的振动。

3.连接简便：本发明中的连接节点采用铰接、多孔螺栓球接头、螺栓连接，操作简单，连接简便。

附图说明

图1为本发明一种用于避雷针结构的多质点串联减震耗能装置剖面示意图；

图2为本发明第一拉索、阻尼件、第二拉索、弹性件之间的连接示意图；

图3为本发明的锚固接头与第一拉索连接示意图；

图4为本发明的多孔螺栓球接头连接示意图；

图5为本发明的阻尼件剖面示意图；

附图标记：1-锚固接头、2-第一拉索、3-多孔螺栓球接头、4-阻尼件、5-弹性件、6-第二拉索、7-双叉耳可调节式索头、8-第一拉索螺孔、9-第一拉索螺杆、10-第二拉索螺孔、11-第二拉索螺杆、12-阻尼件螺孔、13-阻尼件螺杆。

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多质点串联减震耗能装置，包括锚固接头1、第一拉索2、多孔螺栓球接头3、阻尼件4、弹性件5和第二拉索6，锚固接头1在避雷针各杆段端部分别设有3个，各耳板之间设有120°的夹角，固定于杆端内壁；锚固接头1可采用单耳板形式；第一拉索2下端与耳板铰接，上端与多孔螺栓球接头相连；多孔螺栓球接头3包括第一拉索螺孔8、第一拉索螺杆9、第二拉索螺孔10和第二拉索螺杆11，通过第一拉索螺孔8和第一拉索螺杆9相连，第二拉索螺孔10和第二拉索螺杆11相连而形成多孔螺栓球接头3；阻尼件4与第二拉索6相连，每个阻尼件4内对称设置2个阻尼件螺孔12，分别与阻尼件螺杆13相连；弹性件5水平布置，一端和阻尼件4相连，另一端和杆段内壁相连；第二拉索6竖向布置，与避雷针杆身平行，与多孔螺栓球接头3和阻尼件4相连。

第一拉索2下端端头部位选用双叉耳可调节式索头7构造，上端端头采用螺杆式锁头构造。第一拉索2在避雷针各杆段端部均设有3根，第一拉索2与第二拉索6材质相同，第一拉索2直径小于第二拉索6直径，第一拉索2直径与第二拉索6直径比值为1/3。阻尼件4在避雷针各杆段内部设有4个，每个阻尼件4均与第二拉索6相连。弹性件5沿避雷针内壁圆周间隔设置3个及以上。阻尼件4可以采用金属重球。

本发明可以达到多层减振的效果，且在不改变避雷针外形且不过分增加避雷针重量的情况下有效控制避雷针的多向振动。

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。