CN105401592A - 一种隔震-减振台及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔震-减振台及其施工方法，隔震-减振台包括设有减振支座的基座和隔震器，基座设有放置减振支座的凹槽，减振支座设有放置所述隔震器的由水平方向和竖直方向凹槽组成的放置所述隔震器的槽沟；减振支座为高阻尼聚合物减振支座；隔震装置为挤压式摩擦摆隔震装置。该隔震-减振基础同时具有减振和隔震的功能；不但可以降低水平地震作用，而且可以同时降低竖向地震作用。

Description

一种隔震-减振台及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种隔震系统，具体涉及一种隔震-减振台及其施工方法。
背景技术
电气设备是变电站非常重要的高压电气设备，电气设备本身的振动会给电气设备安全运行带来损害。电气设备振动是由电气设备本体(包括铁心和绕组以及冷却装置)的振动引起的，这种振动又通过电气设备的连接结构传给地面结构。
我国是多地震国家，地震同样会给电气设备带来损害。一旦电气设备发生故障,电气设备本身损坏仅仅是一小部分损失，更大的损失是间接损失,由于电气设备处于设备链的上游,一旦出现电气设备故障,造成的间接危害是无法估算的。为了同时降低这两种不利因素的影响，本发明设计了一种用于电气设备的隔震减振基础。
本发明在钢筋混凝土基础中设置了高聚物压电减振结构和挤压式摩擦摆隔震结构，可同时降低电气设备振动和地震两种对电气设备的不利作用。另外，一般的隔震器仅仅可以降低水平地震作用，而不能够降低竖向地震作用，此隔震-减振台不但可以降低水平和地震作用，而且可以降低竖向地震作用。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可以同时降低电气设备振动和地震两种损害的隔震-减振台及其施工方法，通过在钢筋混凝土基础中设置了高聚物压电减振结构和挤压式摩擦摆隔震器达到同时降低水平和竖向作用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种隔震-减振台，包括设有减振支座2的基座1和隔震器3，其特征在于，所述基座1设有放置减振支座2的凹槽，所述减振支座2设有放置所述隔震器3的由水平方向和竖直方向凹槽组成的放置所述隔震器3的槽沟。
一种隔震-减振台的第一优选方案，减振支座2为高阻尼聚合物减振支座。
一种隔震-减振台的第二优选方案，所述高阻尼聚合物减振支座的填充材料是压电式高聚物混凝土，所述压电式高聚物混凝土由凝胶材料，压电颗粒，导电颗粒和增强材料颗粒制备而得。
一种隔震-减振台的第三优选方案，所述凝胶材料包括硅酸盐水泥，聚偏氟乙烯，河砂，水和减水剂，所述压电颗粒包括压电陶瓷粒子，所述导电颗粒包括导电炭黑，所述增强材料颗粒包括EPS颗粒。
一种隔震-减振台的第四优选方案，以硅酸盐水泥的质量为基准，所述聚偏氟乙烯的加入量为0.15～0.2％，所述河砂的加入量为0.35～0.4％，所述水的加入量是0.42～0.5％，所述减水剂的加入量为2～2.5％，所述压电陶瓷粒子的加入量是2～2.5％，所述导电炭黑的加入量为0.05～0.1％，所述EPS颗粒的加入量是0.35～0.4％。
一种隔震-减振台的第五优选方案，所述隔震器3为挤压式摩擦摆隔震器。
一种隔震-减振台的第六优选方案，所述挤压式摩擦摆隔震器包括由上而下平行设置的上滑钢板4，下滑钢板5和挤压钢板6，所述下滑钢板5和挤压钢板的中部与连接钢板7连接；所述上滑钢板4和下滑钢板5的中央分别设有配合封闭的弧形凹槽，所述下滑板的弧形凹槽内放有一定数量的钢球8，所述下滑钢板5的尺寸要大于所述上滑钢板4的尺寸。
一种隔震-减振台的第七优选方案，所述上滑板的一端与对应的下滑板5的另一端交错设置有限位钢丝绳9。
一种隔震-减振台的第八优选方案，所述下滑钢板5，挤压钢板6和连接钢板7通过角焊缝连接。
一种隔震-减振台的施工方法，包括如下步骤：
1浇注所述基座1，预留凹槽进行养护；
2在步骤1预留的凹槽内浇注压电式高聚物混凝土，预留预埋件，养护形成减振支座；
3将所述隔震器3与预埋件连接；
4预隔震设备与所述隔震器3连接。
一种隔震-减振台的施工方法的第一优选方案，所述养护时间为25～30天。
一种隔震-减振台的施工方法的第二优选方案，所述基座1的平面尺寸要大于预隔震设备平面尺寸0.5m～1.0m。
与最接近的现有技术相比，本发明具有以下优异效果：
1)该隔震-减振台同时具有减振和隔震的功能。
2)压电式高聚物混凝土耗散机械振动能量的途径多，减振能力强。
3)该隔震-减振台不但可以降低水平地震作用，而且可以同时降低竖向地震作用。
附图说明
图1是隔震-减振台示意图；
图2是减振支座和隔震器结构示意图；
其中1基座，2减振支座，3隔震器，4上滑钢板，5下滑钢板，6挤压钢板，7连接钢板，8钢球，9限位钢丝绳。
具体实施方式
下面结合附图1-2对具体实施例作进一步详细说明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
一、结构设计：
该隔震-减振台由基座1、减振支座2及隔震器3组成(如图1所示)。隔震器3可以为挤压式摩擦摆隔震器，基座1的平面尺寸要大于电气设备平面尺寸0.5m～1.0m之间。在电气设备支座的位置处预留一定深度的凹槽，凹槽的尺寸要大于挤压式摩擦摆隔震器的尺寸。
挤压式摩擦摆隔震器如图2所示，隔震器3由上滑钢板4和下滑钢板5组成，上滑钢板4和下滑钢板5的中央各有一个凹槽，下滑板的凹槽内放有一定数量的钢球8，下滑板的尺寸要大于上滑板的尺寸；下滑钢板5和连接钢板7及挤压钢板6通过角焊缝连接，并用高阻尼高聚物混凝土浇注基座的凹槽中，从而使挤压式摩擦摆隔震器固定在钢筋混凝土凹槽中。
地震时钢球8在上下滑板凹槽内滚动，从而带动上滑板在下滑板的一定范围内滑动，滑板内的凹槽及限位钢丝绳9对上滑板滑动的范围起到限制作用。当地震传到电气设备基础时，一部分水平地震作用通过挤压式摩擦摆减震装置降低。另一部分竖向地震作用通过埋在电气设备凹槽内的挤压板和高聚物压电高聚物混凝土压电作用降低。这是由于压电式高聚物混凝土中有导电微粒，能够形成微观局部的电流回路，可以将振动能转换为电能，再经挤压钢板和高聚物压电高聚物混凝土之间压电作用以热能的形式耗散掉。
挤压式摩擦摆隔震器置于凹槽的正中位置，在凹槽内浇筑高阻尼聚合物高聚物混凝土，经过支模板、养护、硬化后形成电气设备的减振支座2。此外，当电气设备的振动传到电气设备钢筋混凝土凹槽内的减振支座2时，振动能量一部分可以通过压电式聚合物高聚物混凝土的大变形耗散。另一部分振动能量通过埋在电气设备凹槽内的挤压板和高聚物压电高聚物混凝土相互作用耗散。
二、安装及施工方法
首先，支模板浇注基座1，在电气设备支座的位置预留凹槽养护20～40天。将挤压式摩擦摆隔震器放在凹槽正中，用压电式高聚物混凝土浇注钢筋混凝土凹槽中，从而使挤压式摩擦摆隔震器固定在凹槽中，并养护20～40天。用千斤顶将电气设备顶起，用高强螺栓连接电气设备与挤压式摩擦摆隔震器。然后将千斤顶松开，使得电气设备落在挤压式摩擦摆隔震器上，最后用扭矩扳手将高强螺栓拧紧，将挤压式摩擦摆隔震器和电气设备连接在一起。
三、压电式高聚物混凝土的组成及配比
压电式高聚物混凝土是在聚合物中加人导电微粒，形成微观局部的电流回路，将振动能转换为电能，再经压电作用以热能的形式耗散掉，达到减振的目的。压电聚合物与压电陶瓷复合成的压电高聚物混凝土克服了压电聚合物的使用温度限制和压电陶瓷材料自身的脆性，保留了各自的优点，能量的损耗一部分通过高聚物材料的内耗、填料颗粒与高聚物的摩擦耗散掉的；另一部分是通过压电效应,把机械能转化为电能再转化为热能而耗散掉的。压电式高聚物混凝土的配合比如表1所示，主要原料包括：硅酸盐水泥、聚偏氟乙烯、河砂、水、EPS颗粒、UNF-5高效减水剂、导电炭黑、压电陶瓷粒子。压电式高聚物混凝土的胶凝材料主要是普通硅酸盐水泥和聚偏氟乙烯，其组成材料的主要特性及作用如下:在聚合物基体中加入压电颗粒、导电颗粒和增强材料颗粒等，制成一类机械阻尼颗粒。通过改变压电颗粒、导电颗粒和增强颗粒的比例，可以实现对材料阻尼减震效能的控制。
表1压电式高聚物混凝土配比以水泥质量为基准)
聚偏氟乙烯PVDF 水 减水剂 导电炭黑 压电陶瓷粒子 EPS颗粒 河砂
0.15％ 0.42％ 2％ 0.05％ 2％ 0.028％ 0.35％
该基础可以同时降低电气设备振动和地震两种损害。在基座1内预留的凹槽，并凹槽内浇注高聚物压电高聚物混凝土，凹槽内高聚物压电高聚物混凝土处于三向受压状态，其变形能力大大得到增强。当电气设备的振动传到电气设备钢筋混凝土凹槽内的压电式聚合物高聚物混凝土时振动能量一部分可以通过压电式聚合物高聚物混凝土的大变形耗散。另一部分振动能量通过埋在电气设备凹槽内的挤压板和高聚物压电高聚物混凝土相互作用耗散；这是由于压电式高聚物混凝土中有导电微粒，能够形成微观局部的电流回路，可以将振动能转换为电能，再经挤压板和高聚物压电高聚物混凝土之间压电作用以热能的形式耗散掉。此外当地震传到该基础时，一部分水平地震作用通过挤压式摩擦摆减震装置降低。另一部分竖向地震作用通过埋在电气设备凹槽内的挤压板和高聚物压电高聚物混凝土压电作用降低。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种隔震-减振台，包括设有减振支座(2)的基座(1)和隔震器(3)，其特征在于，所述基座(1)设有放置减振支座(2)的凹槽，所述减振支座(2)设有放置所述隔震器(3)的由水平方向和竖直方向凹槽组成的放置所述隔震器(3)的槽沟。
2.根据权利要求1所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述减振支座(2)为高阻尼聚合物减振支座。
3.根据权利要求2所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述高阻尼聚合物减振支座的填充材料是压电式高聚物混凝土，所述压电式高聚物混凝土由凝胶材料，压电颗粒，导电颗粒和增强材料颗粒制备而得。
4.根据权利要求3所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述凝胶材料包括硅酸盐水泥，聚偏氟乙烯，河砂，水和减水剂，所述压电颗粒包括压电陶瓷粒子，所述导电颗粒包括导电炭黑，所述增强材料颗粒包括EPS颗粒。
5.根据权利要求4所述的一种隔震-减振台，其特征在于，以硅酸盐水泥的质量为基准，所述聚偏氟乙烯的加入量为0.15～0.2％，所述河砂的加入量为0.35～0.4％，所述水的加入量是0.42～0.5％，所述减水剂的加入量为2～2.5％，所述压电陶瓷粒子的加入量是2～2.5％，所述导电炭黑的加入量为0.05～0.1％，所述EPS颗粒的加入量是0.35～0.4％。
6.根据权利要求1所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述隔震器(3)为挤压式摩擦摆隔震器。
7.根据权利要求6所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述挤压式摩擦摆隔震器包括由上而下平行设置的上滑钢板(4)，下滑钢板(5)和挤压钢板(6)，所述下滑钢板(5)和挤压钢板的中部与连接钢板(7)连接；所述上滑钢板(4)和下滑钢板(5)的中央分别设有配合封闭的弧形凹槽，所述下滑板的弧形凹槽内放有一定数量的钢球(8)，所述下滑钢板(5)的尺寸要大于所述上滑钢板(4)的尺寸。
8.根据权利要求7所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述上滑板的一端与对应的下滑板(5)的另一端交错设置有限位钢丝绳(9)。
9.根据权利要求7所述的一种隔震-减振台，其特征在于，所述下滑钢板(5)，挤压钢板(6)和连接钢板(7)通过角焊缝连接。
10.根据权利要求1所述一种隔震-减振台的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：
1)浇注所述基座(1)，预留凹槽进行养护；
2)在步骤1)预留的凹槽内浇注压电式高聚物混凝土，预留预埋件，养护形成减振支座(2)；
3)将所述隔震器(3)与预埋件连接；
4)预隔震设备与所述隔震器(3)连接。
11.根据权利要求10所述的一种隔震-减振台的施工方法，其特征在于，所述养护时间为25～30天。
12.根据权利要求10所述的一种隔震-减振台的施工方法，其特征在于，所述基础(1)的平面尺寸要大于所述预隔震设备平面尺寸0.5m～1.0m。
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