横缝法向磁流变阻尼器拱坝的制作方法

1.本实用新型涉及水工结构的振动控制技术领域，尤其是涉及一种横缝法向磁流变阻尼器拱坝。

背景技术：

2.考虑到混凝土拱坝在施工时可能产生的由混凝土温度应力、地基不均匀等而导致沉降变形问题，在混凝土拱坝的建筑施工设计中须设置贯通基础到坝顶且垂直于坝轴线方向的构造缝，从而满足地基不均匀变形、混凝土浇筑和温度控制的要求。但在强震作用下，混凝土拱坝中的横缝会出现张开、闭合和沿缝界面的相对错动等现象，从而很大程度地影响坝体应力大小和分布。
3.现有技术中，对于拱坝横缝在强震作用下开合的应对措施包括设置构造措施和设置粘滞阻尼器等，其中，设置构造措施的施工复杂，减震效果欠佳；设置粘滞阻尼器的减震消能的方式被动，难以改变，减震效果也较差。

技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种横缝法向磁流变阻尼器拱坝，具有良好的减震效果，同时便于安装及维护。
5.根据本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，包括：
6.坝体，所述坝体包括多个坝段，多个所述坝段在左右方向上顺次布置，左右相邻的所述坝段之间具有横缝和安装孔洞；
7.磁流变阻尼器，所述磁流变阻尼器安装在所述安装孔洞中，所述磁流变阻尼器的两端分别固定在左右相邻的所述坝段上，用于控制所述横缝的张开程度。
8.根据本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，通过将磁流变阻尼器设置在坝体的横缝处，在强震作用下，随着坝体横缝的张开程度的变化，改变磁流变阻尼器的线圈中的电流，使线圈产生的磁场发生变化，从而使磁流变阻尼器的减震消能效果也随之改变，实现了对横缝开度的有效控制，进而提升坝体的抗震性能，相较于传统粘滞阻尼器，本发明可以实时改变阻尼器阻尼，实现最优化的半主动控制，提高坝体安全性能。
9.在一些实施例中，所述安装孔洞包括形成在相邻所述坝段之间彼此相对的立面上的预留洞。
10.在一些实施例中，所述磁流变阻尼器包括外壳和活塞杆，所述外壳上设置有线圈，所述外壳内填充有磁流变液体；所述活塞杆可左右滑动地与所述外壳相连且包括活塞头和杆体，所述活塞头适配地设置在所述外壳内，所述活塞头上设有过液通道，所述过液通道的延伸方向与所述活塞杆的滑动方向一致；所述杆体的一端与所述活塞头固定，所述杆体穿过所述外壳，所述杆体的另一端位于所述外壳外；所述杆体的另一端和所述外壳分别固定在左右相邻的所述坝段上。
11.在一些实施例中，所述活塞杆还包括杆体座，所述杆体座与所述杆体的另一端固定，所述杆体座固定在左右相邻的所述坝段中的其中一个所述坝段上。
12.在一些实施例中，所述磁流变阻尼器还包括滑轨，所述滑轨设置在所述外壳内，所述活塞头与所述滑轨滑动配合。
13.在一些实施例中，所述活塞头相对的两侧壁上分别设有凹形滑槽，所述凹形滑槽与对应的所述滑轨配合。
14.在一些实施例中，所述过液通道为设置在所述活塞头的侧壁上的凹槽或/和贯穿于所述活塞头的通孔。
15.在一些实施例中，所述过液通道有多个，多个所述过液通道分散设置。
16.在一些实施例中，所述线圈分布在所述外壳相对的两侧面上。
17.在一些实施例中，所述线圈安装在所述外壳的内壁上。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝的俯视图。
21.图2为本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝的坝体剖面图。
22.图3为本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝中磁流变阻尼器的剖面图。
23.图4为本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝中磁流变阻尼器的俯视图。
24.图5为本实用新型实施例的磁流变阻尼器中活塞头的结构示意图。
25.附图标记：
26.坝体1
27.坝段101 横缝102 安装孔洞103 左安装洞1031 右安装洞1032
28.磁流变阻尼器2
29.外壳201 线圈2011 第一腔室2012 第二腔室2013 活塞杆202
30.活塞头2021 凹形滑槽20211 凹槽20212 杆体2022 过液通道2023
31.杆体座2024 滑轨203
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.下面结合图1至图5来描述本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝。
34.如图1至图5所示，根据本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，包括坝
体1和磁流变阻尼器2。其中，坝体1包括多个坝段101，多个坝段101在左右方向上顺次布置，左右相邻的坝段101之间具有横缝102和安装孔洞103；磁流变阻尼器2安装在安装孔洞103中，磁流变阻尼器2的两端分别固定在左右相邻的坝段101上，用于控制横缝102的张开程度。
35.具体地，如图2所示，坝体1包括多个坝段101，多个坝段101沿左右方向依次相邻布置，左右相邻的坝段101之间具有横缝102和安装孔洞103；该横缝102为贯通坝体1基础到坝体1顶部且垂直于坝体1轴线方向的构造缝，用于满足地基不均匀变形、混凝土浇筑和温度控制的要求；该安装孔洞103位于横缝102处，磁流变阻尼器2可以方便地设置在安装孔洞103中，同时便于安装及维护；该安装孔洞103可以由左右相邻坝段101之间彼此相对的立面上的预留洞构成。磁流变阻尼器2的两端分别固定在左右相邻的坝段101上，用于控制横缝102的张开程度。可以理解为，磁流变阻尼器2的活塞杆202可以与左右相邻两个坝段101中的一个坝段101固定(例图1中的横缝102左侧的坝段101)，磁流变阻尼器2的外壳201可以与左右相邻两个坝段101中的另一个坝段101固定(如图1中的横缝102右侧的坝段101)。
36.当坝体1受到强震作用，横缝102张开和闭合，磁流变阻尼器2的活塞杆202与外壳201之间相对地左右移动时，磁流变阻尼器2中磁流变液体会在活塞杆202的作用下在磁场中流动，产生阻尼力抑制横缝102的发展；随着横缝102偏离距离增加，可以调节磁流变阻尼器2中的线圈2011的电流，来改变磁流变液体的粘滞性，进而调节阻尼，促使磁流变阻尼器2减震消能效果提升，可以很大程度减轻强震对坝体1的冲击。在磁流变阻尼器2中，通过改变磁流变阻尼器2线圈2011电流的大小调节磁场强度，其减震消能的效果会随之改变，从而达到良好的减震效果，因此横缝法向磁流变阻尼器拱坝具有良好的减震效果。
37.根据本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，通过将磁流变阻尼器2设置在坝体1的横缝102处，在强震作用下，随着坝体1横缝102的张开程度的变化，改变磁流变阻尼器2的线圈2011中的电流，使线圈2011产生的磁场发生变化，从而使磁流变阻尼器2的减震消能效果也随之改变，实现了对横缝102开度的有效控制，进而提升坝体1的抗震性能，相较于传统粘滞阻尼器，本发明可以实时改变阻尼器阻尼，实现最优化的半主动控制，提高坝体1的安全性能。
38.在一些实施例中，安装孔洞103包括形成在相邻坝段101之间彼此相对的立面上的预留洞。具体地，例如在左右相邻的坝段101中，位于横缝102左侧的坝段101的立面上预留有左安装洞1031，位于横缝102右侧的坝段101的立面上预留有右安装洞1032，左安装洞1031和右安装洞1032构成安装孔洞103，安装孔洞103的开口向上。可以理解的是，在拱坝坝体1接近横缝102的位置设置预留洞，便于进行磁流变阻尼器2的安装及维护工作。
39.在一些实施例中，磁流变阻尼器2包括外壳201和活塞杆202，其中，外壳201上设置有线圈2011，外壳201内填充有磁流变液体；活塞杆202可左右滑动地与外壳201相连且包括活塞头2021和杆体2022，活塞头2021适配地设置在外壳201内，活塞头2021上设有过液通道2023，过液通道2023的延伸方向与活塞杆202的滑动方向一致；杆体2022的一端与活塞头2021固定，杆体2022穿过外壳201，杆体2022的另一端位于外壳201外；杆体2022的另一端和外壳201分别固定在左右相邻的坝段101上。
40.具体地，外壳201为一个密闭外壳201，可以为长方形，但并不局限于此。外壳201主要提供容纳空间，该容纳空间中用于容纳活塞杆202等功能部件以及用于填充磁流变液体。
外壳201上设置有线圈2011，外壳201内填充有磁流变液体，通过调节线圈2011的电流，可以改变磁流变液体的粘性，进而可以调节阻尼力。外壳201具有彼此相对的第一端和第二端，第一端和第二端可以理解为在活塞杆202左右往复直线运动方向上的两端。活塞杆202包括活塞头2021和杆体2022，活塞头2021适配地设置在外壳201内，活塞头2021将外壳201内的容纳空间分隔成两个腔室，如图3中所示的第一腔室2012和第二腔室2013，第一腔室2012为外壳201内的位于第一端和活塞头2021之间的腔室，第二腔室2013为外壳201内的位于第二端和活塞头2021之间的腔室。活塞头2021上设有过液通道2023，过液通道2023的延伸方向与活塞杆202的滑动方向一致；杆体2022的一端与活塞头2021固定，杆体2022穿过外壳201的第一端，杆体2022的另一端位于外壳201外。杆体2022的另一端和外壳201的第二端分别固定在左右相邻的坝段101上，例如如图1所示，杆体2022的另一端固定在左安装洞1031的壁体上，外壳201的第二端固定在右安装洞1032的壁体上。
41.在强震作用下，本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝中的坝段101发生往复振动时，可以带动活塞杆202和外壳201左右相对往复直线运动，例如，当活塞头2021沿从第二端至第一端的方向运动时，第一腔室2012的容积减小，而第二腔室2013的容积变大，第一腔室2012中的磁流变液体通过过液通道2023流入第二腔室2013，磁流变液体在磁场中流动能够产生阻尼力，可以耗能；当活塞头2021沿从第一端至第二端方向运动时，第二腔室2013的容积减小，而第一腔室2012的容积变大，第二腔室2013中的磁流变液体通过过液通道2023流入第一腔室2012，磁流变液体在磁场中流动能够产生阻尼力，可以耗能。由于线圈2011的电流可以实时调节，磁流变液体的粘性可以实时改变，进而阻尼力也可以实时改变，以获得更好的减震效果。
42.在一些实施例中，如图1、图3和图4所示，活塞杆202还包括杆体座2024，杆体座2024与杆体2022的另一端固定，杆体座2024固定在左右相邻的坝段101中的其中一个坝段101上。在杆体2022的另一端设置杆体座2024，便于本实用新型实施例的横缝法向磁流变阻尼器拱坝与坝段101连接，安装方便。
43.在一些实施例中，如图3所示，磁流变阻尼器2还包括滑轨203，滑轨203设置在外壳201内，滑轨203的延伸方向与活塞杆202的延伸方向一致，活塞头2021与滑轨203滑动配合。这样，活塞头2021往复直线运动平稳顺畅。
44.在一些实施例中，活塞头2021相对的两侧壁上分别设有凹形滑槽20211，凹形滑槽20211与对应的滑轨203配合。例如，活塞头2021相对的两侧壁上各设有一个凹形滑槽20211，滑轨203有两个，两个凹形滑槽20211与两个滑轨203分别对应滑动配合。这样，一方面，凹形滑槽20211(如图5中的方形凹形滑槽20211)加工方便，另一方面，在活塞头2021与外壳201中的滑轨203配合组装时操作方便，再一方面，活塞头2021往复直线运动更加平稳顺畅。
45.在一些实施例中，过液通道2023为设置在活塞头2021的侧壁上的凹槽20212(如图5所示)或/和贯穿于活塞头2021的通孔(图中未示出)。可以理解的是，过液通道2023的具体结构、形状及位置可以根据具体需要进行设置。
46.在一些实施例中，如图5所示，过液通道2023有多个，多个过液通道2023分散设置。这样，在活塞杆202的往复直线运动过程中，当活塞头2021沿从第二端至第一端方向运动时，第一腔室2012的容积减小，而第二腔室2013的容积变大，第一腔室2012中的磁流变液体
通过多个分散的过液通道2023流入第二腔室2013，当活塞杆202沿从第一端至第二端方向运动时，第二腔室2013的容积减小，而第一腔室2012的容积变大，第二腔室2013中的磁流变液体通过多个分散过液通道2023流入第一腔室2012。
47.在一些实施例中，如图3所示，线圈2011分布在外壳201相对的两侧面上。例如，线圈2011可以分布在外壳201相对的左侧面和右侧面上、或上侧面和下侧面上、或前侧面和后侧面上。这样可以使得磁流变液体处在较为均匀的磁场中。
48.在一些实施例中，如图3所示，线圈2011安装在外壳201的内壁上。这样，外壳201可以对线圈2011起到保护作用。在其它的一些实施例中，线圈2011也可以安装在外壳201的外壁上。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，包括：坝体，所述坝体包括多个坝段，多个所述坝段在左右方向上顺次布置，左右相邻的所述坝段之间具有横缝和安装孔洞；磁流变阻尼器，所述磁流变阻尼器安装在所述安装孔洞中，所述磁流变阻尼器的两端分别固定在左右相邻的所述坝段上，用于控制所述横缝的张开程度。2.根据权利要求1所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述安装孔洞包括形成在相邻所述坝段之间彼此相对的立面上的预留洞。3.根据权利要求1或2所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述磁流变阻尼器包括：外壳，所述外壳上设置有线圈，所述外壳内填充有磁流变液体；活塞杆，所述活塞杆可左右滑动地与所述外壳相连且包括活塞头和杆体，所述活塞头适配地设置在所述外壳内，所述活塞头上设有过液通道，所述过液通道的延伸方向与所述活塞杆的滑动方向一致；所述杆体的一端与所述活塞头固定，所述杆体穿过所述外壳，所述杆体的另一端位于所述外壳外；所述杆体的另一端和所述外壳分别固定在左右相邻的所述坝段上。4.根据权利要求3所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述活塞杆还包括杆体座，所述杆体座与所述杆体的另一端固定，所述杆体座固定在左右相邻的所述坝段中的其中一个所述坝段上。5.根据权利要求3所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述磁流变阻尼器还包括滑轨，所述滑轨设置在所述外壳内，所述活塞头与所述滑轨滑动配合。6.根据权利要求5所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述活塞头相对的两侧壁上分别设有凹形滑槽，所述凹形滑槽与对应的所述滑轨配合。7.根据权利要求3所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述过液通道为设置在所述活塞头的侧壁上的凹槽或/和贯穿于所述活塞头的通孔。8.根据权利要求3所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述过液通道有多个，多个所述过液通道分散设置。9.根据权利要求3所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述线圈分布在所述外壳相对的两侧面上。10.根据权利要求9所述的横缝法向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述线圈安装在所述外壳的内壁上。

技术总结

本实用新型公开了一种横缝法向磁流变阻尼器拱坝，包括坝体和磁流变阻尼器。其中，坝体包括多个坝段，多个坝段在左右方向上顺次布置，左右相邻的坝段之间具有横缝和安装孔洞；磁流变阻尼器安装在安装孔洞中，磁流变阻尼器的两端分别固定在左右相邻的坝段上，用于控制横缝的张开程度。本实用新型具有良好的减震效果，同时便于安装及维护。同时便于安装及维护。同时便于安装及维护。