CN103911944A - 一种减振钢支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减振钢支座，包括上座板、下座板以及设置于上、下座板之间的中间衬板，所述上座板、下座板和中间衬板中的一种或多种采用阻尼合金制成。本发明的有益效果在于：由于支座的承载部件（即传力部件）由阻尼合金制成，该支座在周期应力的作用下，高阻尼合金中的晶界和相界面会发生相间流动，从而产生内耗使振动的能量得以耗散，达到减小桥梁振动的目的。

Description

一种减振钢支座

技术领域

本发明属于交通桥梁技术领域，特别是涉及一种减振钢支座。

背景技术

目前，在经济的快速发展过程中,环境污染问题也日益突出,其中噪声污染对人们的日常生活和工作造成了极大困扰。噪声的危害是多方面的,它会影响人们的交谈、思考和睡眠,使人烦躁、反应迟钝、工作效率降低,分散人们的注意力,轻则引起工作事故,重则使人们的听力、视觉及其它方面的健康受到损害。在交通设施高度密集的现代城市中,人居空间与道路交通设施紧密相邻,交通流量的增长使得交通公害逐渐突出,交通噪声作为主要交通公害之一,已对城市居民的生活环境造成严重污染。

交通噪声的来源之一是车辆启动、制动和行驶过程中轮胎的振动及其振动过程中附近的气流产生的泵浦效应。国内外学者对该类噪声产生的机理、轮胎振动和辐射噪声的强度以及轮胎的振动控制展开了大量研究,并通过设计轮胎花纹等方式控制和减少这类噪声。另外,此类噪声一般频率较高,通过声屏障的方式也可阻隔。交通噪声的另一个主要来源是桥梁振动导致结构表面附近空气气流的扰动,此类噪声频率主要在10OHz以下,属于低频噪声,其中以5-50Hz范围内的噪声对人体的影响较大。

国内关于低频振动引起的纠纷也有多起,其中交通振动被列为引起低频振动的四大振源之一。随着城市交通的高速发展,城市桥梁所承受的交通流量日益增加,由行车引起的桥梁振动问题日益显著,直接影响到人们的生活.因此,如何处理交通发展与人居环境保护的关系已成为我国桥梁建设面临的一个新课题,桥梁的结构设计不但要满足安全可靠、经久耐用、经济合理的基本要求,同时必须重视交通发展对人民生活环境带来的不利影响.虽然城市桥梁低频振动已引起了人们的密切关注,但是由于桥梁上交通条件的复杂性,桥梁低频振动产生的机理也相对复杂,因此对桥梁低频振动开展相关的理论研究具有重要的理论意义。同时,掌握该类低频噪声振动产生的机理,对于有效控制桥梁低频振动的发生、减少对人们生命健康的危害具有重要的现实意义。

目前桥梁上使用的减隔振支座主要针对地震进行，其对地震等强烈振动具有减隔振作用，但对于因交通荷载引起的桥梁低频振动还没有进行有效的研究，还不能有效减少低频振动的传播。

发明内容

本发明的目的就是提供一种减振钢支座，能够有效减小桥梁低频振动，从而完全解决上述现有技术存在的问题。

本发明的目的通过下述技术方案来实现： 

一种减振钢支座，包括上座板、下座板以及设置于上、下座板之间的中间衬板，所述上座板、下座板和中间衬板中的一种或多种采用阻尼合金制成。

作为优选，所述中间衬板为阻尼合金制成的中间衬板。

作为优选，所述中间衬板为阻尼合金件和钢件组合而成，钢件作为基板，阻尼合金件嵌入基板表面。

作为优选，所述阻尼合金为Zn-Al系高铝锌合金。

作为优选，所述阻尼合金为Mn-Cu系合金或Cu-Zn—Al系合金。

作为优选，所述阻尼合金为复合结构，包括作为中心层的可焊铝合金，在中心层外对称包覆Zn-Al合金层，最外层包覆纯铝保护层。

该合金结构的阻尼                                                大于0．008，强度大于220MPa，强度高，密度小，并具有可焊接、易加工成型，耐海水大气腐蚀等优点。

作为优选，所述支座安装于墩台上，下座板与墩台或上座板与梁底之间设有金属减振垫。

作为优选，所述金属减振垫采用高阻尼合金制成。

作为优选，所述金属减振垫采用片状石墨铸铁制成。

作为优选，所述阻尼合金为ZA27合金。

ZA27合金属于复相型高阻尼金属。其阻尼耗能来自于相界面的非弹性流动, 当受到周期性外力作用发生振动时, 其微观构造中的相界面将发生粘滞流动或变形, 吸收一部分振动能并将其转化为热能或其他能量而耗散掉。且ZA27 合金的减振阻尼性能与振幅无关, 而与温度和频率有关。随着温度升高或频率下降, 阻尼性能(内耗值) 比普通金属提高3倍以上。

ZA27合金的热弹性阻尼很小, 且为非磁性合金, 故其阻尼的来源主要是缺陷阻尼, 这是由于原子运动受到缺陷阻碍而引起的固有阻尼。多晶金属材料的缺陷包括点、线、面和体缺陷, 点缺陷产生的阻尼较低, 面缺陷产生的阻尼最高。合金在受到外力作用发生振动时, 其界面可产生粘滞性滑动, 吸收部分振动能并将其转化为热能或其它能量而耗散。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：由于支座的承载部件（即传力部件）由阻尼合金制成，该支座在周期应力的作用下，高阻尼合金中的晶界和相界面会发生相间流动，从而产生内耗使振动的能量得以耗散，达到减小桥梁低频振动的目的。同时高阻尼合金具有比重小，在微小振动中能保持较高的减振能力，不受磁场影响的特性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是实施例六的结构示意图；

图3是实施例七的结构示意图；

图4是实施例八的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种减振钢支座，包括上座板1、下座板3以及设置于上、下座板1、3之间的中间衬板2，所述上座板1、下座板3和中间衬板2中的一种或多种采用阻尼合金制成。该减振钢支座可以如图1所示正立使用，也可以翻转180°使用。

实施例一

参见图1，一种减振钢支座，包括上座板1、下座板3以及设置于上、下座板1、3之间的中间衬板2，所述中间衬板2为阻尼合金制成的中间衬板。

作为优选，所述阻尼合金为Zn-Al系高铝锌合金或Mn-Cu系合金或Cu-Zn—Al系合金。

作为优选，所述阻尼合金为ZA27合金。

该支座在周期应力的作用下，高阻尼合金中的晶界和相界面会发生塑性流动，从而产生内耗使振动的能量得以耗散，达到减小桥梁低频振动的目的。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述上座板1采用阻尼合金制成。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述下座板3采用阻尼合金制成。

实施例四

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述上座板1和下座板3均采用阻尼合金制成。

实施例五

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述上座板1、下座板3和中间衬板2均采用阻尼合金制成。

实施例六

参见图2，本实施例与上述任一实施例的不同之处在于，所述阻尼合金为复合结构，包括作为中心层的可焊铝合金5，在中心层外两侧对称包覆Zn-Al合金层6，最外层包覆纯铝保护层7。

实施例七

参见图3，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述支座安装于墩台8上，下座板3与墩台8之间设有金属减振垫4，该金属减振垫4采用高阻尼合金制成。

作为优选，所述金属减振垫4采用片状石墨铸铁制成。

另外，上座板1与梁底之间也可以设置金属减振垫4。

实施例八

参见图4，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述中间衬板2为阻尼合金件2-1和钢件2-2组合而成，钢件2-2作为基板，阻尼合金件2-1嵌入基板表面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种减振钢支座，包括上座板、下座板以及设置于上、下座板之间的中间衬板，其特征在于：所述上座板、下座板和中间衬板中的一种或多种采用阻尼合金制成。

2.根据权利要求1所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述中间衬板为阻尼合金制成的中间衬板。

3. 根据权利要求1所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述中间衬板为阻尼合金件和钢件组合而成，钢件作为基板，阻尼合金件嵌入基板表面。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述阻尼合金为Zn-Al系高铝锌合金。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述阻尼合金为Mn-Cu系合金或Cu-Zn—Al系合金。

6.根据权利要求1所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述阻尼合金为复合结构，包括作为中心层的可焊铝合金，在中心层外对称包覆Zn-Al合金层，最外层包覆纯铝保护层。

7.根据权利要求1所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述支座安装于墩台上，下座板与墩台之间或上座板与梁底之间设有金属减振垫。

8.根据权利要求7所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述金属减振垫采用高阻尼合金制成。

9.根据权利要求7所述的一种减振钢支座，其特征在于：所述金属减振垫采用片状石墨铸铁制成。