横缝切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切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、地基不均匀沉降变形等不利因素，在建筑施工设计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。在强震作用下，混凝土拱坝中的横缝会发生张开、闭合和沿缝界面的相对错动等现象，从而很大程度影响坝体应力大小和分布。
3.之前的研究对于拱坝横缝的应对措施主要有设置构造措施等，其施工复杂，效果欠佳。也有使用粘滞耗能装置等方法，其减震消能的方式是被动的，难以改变。

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切向磁流变阻尼器拱坝，抗震效果好，安装维护方便。
5.根据本实用新型实施例的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，包括：
6.坝体，所述坝体包括多个坝段，相邻所述坝段之间具有横缝和安装孔洞，所述安装孔洞的洞口朝上；
7.磁流变阻尼器，所述磁流变阻尼器设置在所述安装孔洞中且分别与相邻所述坝段固定，所述磁流变阻尼器用于控制相邻所述坝段之间的上下错动滑移程度。
8.根据本实用新型实施例的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，具有如下的优点：第一、通过将磁流变阻尼器设置在横缝处的安装孔洞中，在地震发生时，磁流变阻尼器中的磁流变液体在磁场中流动产生阻尼力耗散振动能量，磁流变阻尼器利用磁流变液体在磁场下的物理特性，通过电流控制磁流变阻尼器的阻尼随相邻坝段之间上下错动滑移程度而改变，有效控制相邻坝段之间上下错动滑移程度，提高坝体的抗震性能。第二、坝体的横缝的位置处设置安装孔洞，安装孔洞的洞口朝上，便于进行磁流变阻尼器的安装及维护工作。第三、相较于传统粘滞耗能装置，采用磁流变阻尼器能实时改变耗能装置阻尼，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、移动板、活塞杆、线圈；所述外壳内填充有磁流变液体，所述外壳在左右方向上的一端具有开口，所述移动板可上下往复移动地密封在所述开口处，所述活塞杆穿过所述移动板，所述活塞杆与所述移动板固定，所述活塞杆的一端与所述线圈固定，所述线圈位于所述外壳内；所述活塞杆的另一端和所述外壳分别对应地固定在相邻所述坝段上。
11.在一些实施例中，所述线圈在水平投影面上居中地位于所述外壳内，且所述线圈
的外周与所述壳体之间具有间距。
12.在一些实施例中，所述外壳为矩形，所述外壳上的所述开口为矩形，所述开口在前后方向上的两端分别对应地接近所述外壳在前后方向上的两端，所述活塞杆在前后方向上的宽度尺寸与所述开口在前后方向上的宽度尺寸适配。。
13.在一些实施例中，所述活塞杆的另一端固定有安装板，所述安装板与相邻所述坝段中的一个所述坝段固定。
14.在一些实施例中，所述安装板与所述活塞杆为一体成型件。
15.在一些实施例中，还包括滑轨，所述滑轨在上下方向上延伸且固定在所述外壳的内壁上，所述移动板与所述滑轨滑动配合。
16.在一些实施例中，所述移动板设置在所述壳体的一端内侧或一端外侧。
17.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
18.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：
19.图1为本实用新型的横缝切向磁流变阻尼器拱坝的坝体剖面图。
20.图2为本实用新型的横缝切向磁流变阻尼器拱坝的俯视图。
21.图3为本实用新型的磁流变阻尼器的剖面图。
22.图4为本实用新型的磁流变阻尼器的正视图。
23.图5为本实用新型的磁流变阻尼器的立体图。
24.附图标记：
25.横缝切向磁流变阻尼器拱坝1000
26.坝体1坝段101横缝102安装孔洞103预留洞1031
27.磁流变阻尼器2外壳201移动板202活塞杆203线圈204
28.安装板205滑轨206
具体实施方式
29.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。
30.下面结合图1至图5来描述本实用新型实施例的横缝切向磁流变阻尼器拱坝1000。
31.如图1至图5所示，根据本实用新型实施例的横缝切向磁流变阻尼器拱坝1000，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，相邻坝段101之间具有横缝102和安装孔洞103，安装孔洞103的洞口朝上；磁流变阻尼器2设置在安装孔洞103中且分别与相邻坝段101固定，磁流变阻尼器2用于控制相邻坝段101之间上下错动滑移程度。
32.具体地，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为贯通基础到坝体1顶部且垂直
于坝轴线方向的构造缝，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；该安装孔洞103可以包括形成在左右相邻坝段101之间彼此相对的立面上的预留洞1031。磁流变阻尼器2分别与左右相邻坝段101固定，即磁流变阻尼器2的活塞杆203可以与左右相邻两个坝段101中的一个坝段101固定(可参见图2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(可参见图2中的横缝102右侧的坝段101)。这样，当本实用新型实施例的横缝切向磁流变阻尼器拱坝1000受到地震作用时，随着左右相邻的坝段101之间沿横缝102上下错动滑移(也即横缝102沿缝界面上下错动滑移)时，磁流变阻尼器2的活塞杆203与外壳201之间相对地上下移动，从而使得磁流变阻尼器2中的磁流变液体在磁场中流动产生阻尼力耗散振动能量，通过磁流变阻尼器2的半主动控制功能(即改变磁流变阻尼器的线圈电流来改变磁流变液体的粘性，进而改变阻尼)能够有效地抑制相邻坝段101之间上下错动滑移程度，达到良好减震效果。
33.根据本实用新型实施例的横缝切向磁流变阻尼器拱坝1000，具有如下的优点：第一、通过将磁流变阻尼器2设置在横缝102处的安装孔洞103中，在地震发生时，磁流变阻尼器2中的磁流变液体在磁场中流动产生阻尼力耗散振动能量，磁流变阻尼器利用磁流变液体在磁场下的物理特性，通过电流控制磁流变阻尼器的阻尼随相邻坝段101之间上下错动滑移程度而改变，有效控制相邻坝段101之间上下错动滑移程度，提高坝体的抗震性能。第二、坝体1的横缝102的位置处设置安装孔洞103，安装孔洞103的洞口朝上，便于进行磁流变阻尼器2的安装及维护工作。第三、相较于传统粘滞耗能装置，采用磁流变阻尼器2能实时改变耗能装置阻尼，实现最优化的半主动控制，提高坝体1安全性能。
34.在一些实施例中，如图2所示，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洞1031，也就是说，相邻坝段101之间彼此相对的立面上分别设有预留洞1031。这样，磁流变阻尼器2的安装和维护方便，同时，有利于磁流变阻尼器2可以控制相邻坝段101沿横缝102界面上下错动滑移。
35.在一些实施例中，如图2和图3所示，磁流变阻尼器2包括外壳201、移动板202、活塞杆203和线圈204；外壳201内填充有磁流变液体，外壳201的一端具有开口，移动板202可上下往复移动地密封在开口处，移动板202的密封性强，可以防止磁流变液体外泄。活塞杆203穿过移动板202，活塞杆203与移动板202固定，活塞杆203可以带动移动板202同步运动，活塞杆203的一端与线圈204固定，线圈204位于外壳201内；活塞杆203的另一端和外壳201分别对应地固定在相邻坝段101上。
36.在发生地震时，相邻坝段101在地震中开始发生上下错动滑移，由于活塞杆203的另一端和外壳201分别对应地固定在相邻坝段101上，活塞杆203及线圈204与外壳201之间开始发生上下相对移动，磁流变液体在线圈204产生的磁场中流动能够产生阻尼力，可以耗能；由于线圈204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；也就是说，磁流变阻尼器2的活塞杆203及线圈204与外壳201之间开始发生上下相对移动，使得磁流变液体在磁场中流动产生阻尼力耗散振动能量，随着左右相邻的坝段101之间沿横缝102上下错动滑移位置增加，可实时调节线圈204电流，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，可以很大程度减轻地震对坝体1的冲击。
37.在一些实施例中，线圈204在水平投影面上居中地位于外壳201内，且线圈204的外周与壳体之间具有间距。这样，线圈204在外壳201内布置合理，磁流变液体可以通过该间距在上下方向上流动。
38.在一些实施例中，外壳201为矩形，外壳201上的开口为矩形，开口在前后方向上的两端分别对应地接近外壳201在前后方向上的两端，活塞杆203在前后方向上的宽度尺寸与开口在前后方向上的宽度尺寸适配，结构合理，可靠性好。在一些实施例中，活塞杆203的另一端固定有安装板205，安装板205与相邻坝段101中的一个坝段101固定。由此，通过安装板205将活塞杆203的另一端固定在坝段101上，安装方便。
39.在一些实施例中，安装板205与活塞杆203为一体成型件，减少了安装板205与活塞杆203之间的组装。在一些实施例中，还包括平直光滑的滑轨206，滑轨206在上下方向上延伸(即横缝切向)且固定在外壳201的内壁上，移动板202与滑轨206滑动配合。通过设置滑轨206，有利于移动平稳顺畅地移动。
40.在一些实施例中，移动板202设置在壳体的一端内侧(如图2所示)或一端外侧(图中未示出)。
41.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。
42.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：

1.一种横缝切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，相邻所述坝段之间具有横缝和安装孔洞，所述安装孔洞的洞口朝上；磁流变阻尼器，所述磁流变阻尼器设置在所述安装孔洞中且分别与相邻所述坝段固定，所述磁流变阻尼器用于控制相邻所述坝段之间的上下错动滑移程度。2.根据权利要求1所述的横缝切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所述的横缝切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、移动板、活塞杆、线圈；所述外壳内填充有磁流变液体，所述外壳在左右方向上的一端具有开口，所述移动板可上下往复移动地密封在所述开口处，所述活塞杆穿过所述移动板，所述活塞杆与所述移动板固定，所述活塞杆的一端与所述线圈固定，所述线圈位于所述外壳内；所述活塞杆的另一端和所述外壳分别对应地固定在相邻所述坝段上。4.根据权利要求3所述的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述线圈在水平投影面上居中地位于所述外壳内，且所述线圈的外周与所述壳体之间具有间距。5.根据权利要求3所述的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述外壳为矩形，所述外壳上的所述开口为矩形，所述开口在前后方向上的两端分别对应地接近所述外壳在前后方向上的两端，所述活塞杆在前后方向上的宽度尺寸与所述开口在前后方向上的宽度尺寸适配。6.根据权利要求3所述的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述活塞杆的另一端固定有安装板，所述安装板与相邻所述坝段中的一个所述坝段固定。7.根据权利要求6所述的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述安装板与所述活塞杆为一体成型件。8.根据权利要求3所述的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，还包括滑轨，所述滑轨在上下方向上延伸且固定在所述外壳的内壁上，所述移动板与所述滑轨滑动配合。9.根据权利要求3所述的横缝切向磁流变阻尼器拱坝，其特征在于，所述移动板设置在所述壳体的一端内侧或一端外侧。

技术总结

本实用新型公开了一种横缝切向磁流变阻尼器拱坝，包括坝体和磁流变阻尼器。坝体包括多个坝段，相邻坝段之间具有横缝和安装孔洞，安装孔洞的洞口朝上；磁流变阻尼器设置在安装孔洞中且分别与相邻坝段固定，磁流变阻尼器用于控制相邻坝段之间的上下错动滑移程度。本实用新型抗震效果好，安装维护方便。安装维护方便。安装维护方便。