（徐州市市政設(shè)計院有限公司，江蘇 徐州 221000）

傳統(tǒng)的橋梁用粘滯阻尼器，同規(guī)格產(chǎn)品只能滿足于單一的荷載，無法滿足各種復雜工況下的阻尼可調(diào)需求。

例如：情況1，在車輛制動及輕微風振作用下，阻尼器持續(xù)工作，導致阻尼器、伸縮縫等結(jié)構(gòu)部件在地震發(fā)生前就疲勞損壞，無法達到對橋梁結(jié)構(gòu)預期的減震作用；情況2，對于漂浮或者半漂浮體系的斜拉橋，需要在日常工作狀態(tài)下放松阻尼器的約束，由斜拉索彈性約束來承擔日常荷載；情況3，傳統(tǒng)液體粘滯阻尼器在高速時達到設(shè)計阻尼力，低速阻尼偏大，無法同時滿足高速較大阻尼力和低速較小阻尼力；情況4，山區(qū)橋梁需要通過阻尼器將動力荷載傳給橋臺，并期望橋臺僅受壓力作用，傳統(tǒng)阻尼器雙向傳力，橋臺容易受損。

筆者結(jié)合可調(diào)阻尼器領(lǐng)域的相關(guān)專利文件，將現(xiàn)有典型的專利技術(shù)在可調(diào)阻尼方面的功能和實現(xiàn)方式創(chuàng)新點整理如下，并提出本人對于該領(lǐng)域的技術(shù)設(shè)想。

1 典型專利技術(shù)整理

（1）專利名稱：可控式粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN101576139B）。

專利要點：采用雙層筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒間設(shè)壓差調(diào)節(jié)裝置，阻尼器在往復運動中，當活塞相對運動速度較小時，缸筒內(nèi)活塞兩邊的壓差也較小，沒有達到壓差調(diào)節(jié)裝置的開啟壓力，阻尼介質(zhì)基本都是在壓差作用下，通過與調(diào)節(jié)裝置并聯(lián)的阻尼孔道從缸筒內(nèi)高壓腔流往低壓腔。如果外界激勵作用加大，隨著活塞運動速度的加快，阻尼器缸筒內(nèi)活塞兩端的壓差也相應(yīng)加大。當高壓腔內(nèi)阻尼介質(zhì)的壓力達到或超過壓差調(diào)節(jié)裝置的開啟壓力時，調(diào)節(jié)裝置對高壓腔內(nèi)的阻尼介質(zhì)進行溢流，從而限制阻尼器缸筒高壓腔壓力的增大，使活塞兩邊的壓差基本保持穩(wěn)定；在此同時，阻尼介質(zhì)仍舊在壓差作用下，通過阻尼孔道從缸筒內(nèi)的高壓腔流往低壓腔，只是阻尼孔兩端的壓差變化不大，所以阻尼器的最大輸出阻尼力能夠限制在設(shè)計范圍內(nèi)（見圖1）。

圖1 可控式粘滯阻尼器

（2）專利名稱：一種粘滯阻尼器輸入位移速率加速裝置（授權(quán)公告號：CN104499597B）。

專利要點：將常規(guī)粘滯阻尼器與齒輪桿結(jié)構(gòu)的加速傳動系統(tǒng)連接，亦可采用杠桿結(jié)構(gòu)，利用齒輪和杠桿結(jié)構(gòu)對位移的放大作用，提高阻尼器的耗能效率，從而提高了對結(jié)構(gòu)振動的控制效率（見圖2）。

圖2 粘滯阻尼器輸入位移速率加速裝置

（3）專利名稱：一種在公路橋梁上使用的彈性間隙式粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN104695321B）。

專利要點：增大傳統(tǒng)液體粘滯阻尼器的活塞的流通孔，并在增大后的活塞內(nèi)流通空間中設(shè)置低模量彈性材料，當阻尼器運行速度急劇增大時，流通孔內(nèi)液體的壓應(yīng)力相應(yīng)增大，彈性材料壓縮變形相應(yīng)增大，同時液體流通間隙也相應(yīng)增大，降低了液體流速增大的幅度，抑制了阻尼力增加的幅度，從而增加了滯回曲線的飽滿程度。

該發(fā)明的另一個優(yōu)點是，傳統(tǒng)可變阻尼力的變間隙阻尼器對安裝精度要求很高，產(chǎn)品安裝時活塞必須位于間隙構(gòu)造的中央對稱位才能滿足設(shè)計制造目的；并且傳統(tǒng)變間隙阻尼器的活塞外表和缸壁內(nèi)需要曲面加工，曲面函數(shù)建模復雜，加工工藝難度大，很難保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。該發(fā)明避免了設(shè)計加工難度大、滯回曲線不飽滿、安裝要求高等問題（見圖3）。

圖3 彈性間隙式粘滯阻尼器

（4）專利名稱：一種帶有磁性控制閥的大工作速度范圍的粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN104805923B）。

專利要點：利用永磁鐵同性相斥的原則，在粘滯介質(zhì)通過的孔隙上設(shè)置磁性控制閥，磁性控制閥由三塊彼此排斥的永磁鐵排列而成，其間隙為粘滯介質(zhì)通過的孔隙，當阻尼器運動速度較小時，粘滯介質(zhì)的壓力較小，磁性控制閥中的三塊永磁鐵的間距較大，介質(zhì)通道面積較大，阻尼力增加幅度很?。划斪枘崞鬟\動速度較大時，粘滯介質(zhì)的壓力較大，磁性控制閥中的三塊永磁鐵間距較小，介質(zhì)通道面積較小，阻尼力進一步增大（見圖4）。

圖4 磁性控制閥

（5）專利名稱：一種粘滯阻尼器及安裝有該粘滯阻尼器的橋梁（授權(quán)公告號：CN106758766A）。

專利要點：通過在傳統(tǒng)粘滯阻尼器的過流孔隙上增設(shè)彈簧翻轉(zhuǎn)片（類似止逆閥），來實現(xiàn)阻尼器的單向持力，減小火車引起的橋臺受拉作用，保證山區(qū)橋梁只承受指向山體的壓力作用。避免橋臺損傷（見圖5）。

圖5 過流孔隙上增設(shè)彈簧翻轉(zhuǎn)片

（6）專利名稱：一種具有液壓熔斷功能的粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN107152486A）。

專利要點：不同于傳統(tǒng)的金屬熔斷阻尼器，本發(fā)明設(shè)計了一種液壓熔斷機制，即在活塞上設(shè)置單向閥，單向閥在荷載小于熔斷臨界值時處于關(guān)閉狀態(tài)，使得腔室之間無法交換粘滯介質(zhì)，在荷載大于熔斷臨界值時處于開啟狀態(tài)，粘滯介質(zhì)由高壓腔室運動至低壓腔室，有效實現(xiàn)了粘滯阻尼器輕載時鎖定、重載（地震）時耗能減震的目的，并且避免了重復更換金屬熔斷裝置的問題（見圖6）。

圖6 具有液壓熔斷功能的粘滯阻尼器

（7）專利名稱：阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN201396390Y）。

專利要點：通過腔內(nèi)壓力控制彈簧閥芯的開合，從而使移動過快時，阻尼力不至于過大。

（8）專利名稱：一種帶靜剛度的粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN203247729U）。

專利要點：通過在阻尼器中增設(shè)彈簧，使粘滯阻尼器具有初始剛度（見圖7）。

圖7 帶靜剛度的粘滯阻尼器

（9）專利名稱：一種粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN203656013U）。

專利要點：通過腔內(nèi)壓力控制彈簧閥芯的開合，從而使移動慢時阻尼力小，快時力大（見圖8）。

圖8 帶壓力控制彈簧閥芯的阻尼器

（10）專利名稱：一種恒力粘滯阻尼器（授權(quán)公告號：CN203670578U）。

專利要點：通過變管徑即變間隙使阻尼力基本恒定，防止阻尼力變化過快導致的阻尼器自身結(jié)構(gòu)失效，通過持續(xù)施加阻尼力，穩(wěn)定耗能減振。

2 結(jié)語

綜上所列專利可見，通過將傳統(tǒng)粘滯阻尼器與常見的機械結(jié)構(gòu)組合，可以變形出具有各色功能的新型阻尼器，改善傳統(tǒng)粘滯阻尼器在耗能效率、疲勞損傷、過載損傷、持續(xù)維護等方面的表現(xiàn)。

同時，本文提及的可變阻尼的粘滯阻尼器專利技術(shù)多采用被動控制方式[1]，阻尼器設(shè)計上復雜程度仍然較高，穩(wěn)定性和耐久性仍為該領(lǐng)域需重點關(guān)注內(nèi)容[2]。