CN109914228A - 一种减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种减震装置，包括顶板、底板和布置在顶板与底板之间的中间阻尼部件。其中，中间阻尼部件能够沿所述顶板产生横向的水平移动和水平转动，并且，中间阻尼部件与底板连接并且能够沿底板产生横向水平移动。中间阻尼部件沿顶板和底板横向均匀布置，并且中间阻尼部件包括两段对称布置且互相连成整体的圆弧形钢结构。本发明提供的减震装置，在地震或飓风来临时，能够适应桥梁的横向地震位移并为桥梁提供附加阻尼耗散输入能和为桥梁提供横向屈服力从而起到防落梁作用。

Description

一种减震装置

技术领域

本发明属于桥梁减震技术领域，具体涉及一种减震装置。

背景技术

在正常工作或多遇地震发生时，桥梁可以依靠桥梁支座的摩擦力满足使用要求。但在飓风、罕遇地震等极限工况下，桥梁支座承受的水平荷载较大，产生较大的水平位移，易造成桥梁落梁破坏。现有的防落梁装置主要是脆性混凝土挡块和侧向缓冲橡胶垫，但是，在工程实际中发现，混凝土挡块易发生脆性剪切破坏而失效，从而导致桥梁落梁破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在地震或飓风来临时，能够适应桥梁的横向地震位移并为桥梁提供附加阻尼耗散输入能和为桥梁提供横向屈服力从而起到防落梁作用的减震装置。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种减震装置，包括顶板、底板和布置在顶板与底板之间的中间阻尼部件。其中，中间阻尼部件能够沿所述顶板产生横向的水平移动和水平转动，并且，中间阻尼部件与底板连接并且能够沿底板产生横向水平移动。中间阻尼部件沿顶板和底板横向均匀布置，并且中间阻尼部件包括两段对称布置且互相连成整体的圆弧形钢结构。

根据本发明的减震装置，由于多组中间阻尼部件包括双圆弧形钢结构，并且中间阻尼部件能够沿顶板产生横向的水平移动和水平转动，同时，中间阻尼部件还能够沿底板产生横向水平移动，因此，当地震或飓风来临时，减震装置能够通过双圆弧形钢结构的塑性变形来适应桥梁的横向地震位移，并为桥梁提供附加阻尼耗散输入能，同时为桥梁提供横向屈服力，从而起到了防落梁作用。另外，由于多组中间阻尼部件可以采用高延性的弹塑性材料制成，在发生变形时能耗散部分地震或其它冲击荷载的能量，耗能效果较好，有效阻尼比较高，阻尼循环次数较多，因此能有效抵抗地震、飓风等自然灾害。同时，根据本发明的减震装置，由于仅仅通过顶板和底板就能够与桥梁固定安装，因此使得整个减震装置的安装简单便捷，同时便于检查、维修和更换。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的减震装置，在一个优选的实施方式中，底板上设有耳板，圆弧形钢结构的自由端与耳板连接。

通过耳板与自由端连接的形式，结构简单，生产加工便捷，同时能够确保中间阻尼部件与底板的连接稳定可靠。

进一步地，在一个优选的实施方式中，圆弧形钢结构的自由端与耳板通过销轴连接，并且中间阻尼部件与销轴之间能够形成滑动摩擦。

销轴连接的结构形式，能够进一步使得阻尼部件与底板的连接形式简单便捷，同时能够使得中间阻尼部件与销轴之间易于形成滑动摩擦，从而进一步确保中间阻尼部件能够沿底板之间产生水平移动从而使得整个减震装置能够更加适用于飓风、罕遇地震等极限工况防止桥梁落梁破坏。

具体地，在一个优选的实施方式中，中间阻尼部件的顶部为T形结构，顶板的底部设有能够与T形结构形成配合的导槽。

中间阻尼部件通过导槽与中间阻尼部件顶部的T形结构配合，在正常工作时可承担竖向荷载和限制梁体与桥墩的竖向位移，从而起到竖向抗拉拔的作用。同时，又不影响减震装置和梁体因温度伸长等原因产生的水平位移和转动。

具体地，在一个优选的实施方式中，T形结构的顶面与顶板的底面之间设有不锈钢板。

通过设置不锈钢板在保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板与T形结构的顶面之间设有耐磨板。

通过在不锈钢板与T形结构的顶面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。

具体地，在一个优选的实施方式中，T形结构上与导槽的底面形成配合的底面与导槽的底面之间设有不锈钢板。

通过设置不锈钢板在进一步保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板与导槽的底面之间设有耐磨板。

通过在不锈钢板与导槽的顶底面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。

进一步地，在一个优选的实施方式中，耐磨板相对水平面呈倾角布置，耐磨板上靠近T形结构的一端与不锈钢板接触，耐磨板上远离T形结构的一端与不锈钢板之间设有间隙。

根据本发明的减震装置，将中间阻尼部件与导槽之间的耐磨板进行倾斜布置，在竖向拉拔力的释放过程中，能够确保减震装置不会产生较大的竖向位移落差，从而解决了竖向位移落差带来的桥梁桥面竖向跳动问题。同时，有利于在桥梁水平位移的释放过程中降低耐磨板的竖向压应力，延长耐磨板的适用寿命，提高减震装置的可靠性和稳定性。具体地，在一个优选的实施方式中，导槽的底面设置成能够与耐磨板形成配合的倾斜面。

导槽底面设置成与耐磨板形成配合的倾斜面有利于耐磨板的安装定位。

具体地，在一个优选的实施方式中，T形结构的横向延伸部分的两外侧面分别与导槽的上部横向两内侧面之间设有不锈钢板。

通过设置不锈钢板在进一步保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板与T形结构的横向延伸部分的外侧面之间设有耐磨条。

通过在不锈钢板与T形结构的横向延伸部分的外侧面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。

进一步地，在一个优选的实施方式中，T形结构的竖向延伸部分的两外侧面分别与导槽的下部两内侧面之间设有不锈钢板。

通过设置不锈钢板在进一步保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板与T形结构的竖向延伸部分的外侧面之间设有耐磨条。

通过在不锈钢板与T形结构的竖向延伸部分的外侧面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。

具体地，在一个优选的实施方式中，圆弧形钢结构的上段圆弧的内径与下段圆弧的内径相等。

申请人通过大量创造性劳动发现，上述中间阻尼部件的结构形式，能够有效保证减震装置适用较大的横向地震位移。

具体地，在一个优选的实施方式中，两段圆弧形钢结构的整体高度与两段圆弧形钢结构沿底板纵向的安装距离之间的比值为2，两段圆弧形钢结构的整体高度与中间阻尼部件的整体高度之间的比值为0.75。

申请人通过大量创造性劳动发现，上述中间阻尼部件的结构形式，能够极大程度地发挥减震装置的阻尼耗能作用。

具体地，在另一个优选的实施方式中，两段圆弧形钢结构沿底板纵向的安装距离与两段圆弧形钢结构的整体高度之间的比值为0.5。

申请人通过大量创造性劳动发现，上述中间阻尼部件的结构形式，能够极大程度地实现减震装置的横向位移。

具体地，在一个优选的实施方式中，中间阻尼部件由低合金高强度结构钢制成。由于低合金高强度结构钢具有较高的屈服强度和抗拉强度以及良好的塑性性能，因此特别适用于中间阻尼部件，能够充分利用低合金高强度结构钢在弹塑性变形过程中产生的塑性功来消耗部分地震或其它冲击载荷的能量，耗能效果好，有效阻尼比高，循环次数可达数十次。

具体地，在一个优选的实施方式中，顶板与钢箱梁通过连接螺栓固定。通过连接螺栓与钢箱梁连接的方式，使得减震装置与钢箱梁的安装固定稳定可靠，同时也使得减震装置的安装简单便捷。

具体地，在一个优选的实施方式中，底板通过锚固螺栓和锚固棒与桥墩固定。通过锚固螺栓与锚固棒与桥墩连接的方式，使得减震装置与桥墩的安装固定稳定可靠，同时也使得减震装置的安装简单便捷。

相比现有技术，本发明的优点在于：在地震或飓风来临时，能够适应桥梁的横向地震位移并为桥梁提供附加阻尼耗散输入能和为桥梁提供横向屈服力从而起到防落梁作用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的减震装置的剖面结构；

图2示意性显示了本发明实施例的减震装置的整体结构；

图3示意性显示了本发明实施例的减震装置的第一局部放大结构；

图4示意性显示了本发明实施例的减震装置的第二局部放大结构；

图5示意性显示了本发明实施例的减震装置的第三局部结构；

图6示意性显示了本发明实施例的中间阻尼部件的平面结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的减震装置10的剖面结构。图2示意性显示了本发明实施例的减震装置10的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例的减震装置10的第一局部放大结构。图4示意性显示了本发明实施例的减震装置10的第二局部放大结构。图5示意性显示了本发明实施例的减震装置10的第三局部结构。图6示意性显示了本发明实施例的中间阻尼部件3的平面结构。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的减震装置10，包括顶板1、底板2和布置在顶板1与底板2之间的中间阻尼部件3。其中，中间阻尼部件3能够沿顶板1产生横向的水平移动和水平转动，并且，中间阻尼部件3与底板2连接并且能够沿底板2产生横向水平移动。中间阻尼部件3沿顶板1和底板2横向均匀布置，并且中间阻尼部件3包括两段对称布置且互相连成整体的圆弧形钢结构31。根据本发明实施例的减震装置，由于多组中间阻尼部件包括双圆弧形钢结构，并且中间阻尼部件能够沿顶板产生横向的水平移动和水平转动，同时，中间阻尼部件还能够沿底板产生横向水平移动，因此，当地震或飓风来临时，减震装置能够通过双圆弧形钢结构的塑性变形来适应桥梁的横向地震位移，并为桥梁提供附加阻尼耗散输入能，同时为桥梁提供横向屈服力，从而起到了防落梁作用。另外，由于多组中间阻尼部件可以采用高延性的弹塑性材料制成，在发生变形时能耗散部分地震或其它冲击荷载的能量，耗能效果较好，有效阻尼比较高，阻尼循环次数较多，因此能有效抵抗地震、飓风等自然灾害。同时，根据本发明的减震装置，由于仅仅通过顶板和底板就能够与桥梁固定安装，因此使得整个减震装置的安装简单便捷，同时便于检查、维修和更换。

根据本发明实施例的减震装置10，如图1和图2所示在一个优选的实施方式中，底板2上设有耳板21，圆弧形钢结构31的自由端与耳板21连接。通过耳板与自由端连接的形式，结构简单，生产加工便捷，同时能够确保中间阻尼部件与底板的连接稳定可靠。进一步地，在一个优选的实施方式中，圆弧形钢结构31的自由端上设有安装孔311与耳板21上的安装孔211通过销轴4采用摩擦接触方式进行连接从而使得中间阻尼部件3与销轴4之间能够形成滑动摩擦。销轴连接的结构形式，能够进一步使得阻尼部件与底板的连接形式简单便捷，同时能够使得中间阻尼部件与销轴之间易于形成滑动摩擦，有利于中间阻尼部件适应较大的横向水平位移，并且避免中间阻尼部件过早遭到破坏，从而进一步确保整个减震装置能够更加适用于飓风、罕遇地震等极限工况防止桥梁落梁破坏。在实际操作过工程之中，为了防止滑动摩擦失效，必需对减震装置采取防防锈处理等有效措施。另外，可以在安装孔与销轴之间涂润滑剂以减小滑动摩擦系数。

具体地，如图1至图3所示，在一个优选的实施方式中，中间阻尼部件3的顶部为T形结构32，顶板1的底部设有能够与T形结构32形成配合的导槽11。中间阻尼部件通过导槽与中间阻尼部件顶部的T形结构配合，在正常工作时可承担竖向荷载和限制梁体与桥墩的竖向位移，从而起到竖向抗拉拔的作用。同时，又不影响减震装置和梁体因温度伸长等原因产生的水平位移和转动。

优选地，在本实施例中，中间阻尼部件3由低合金高强度结构钢制成。由于低合金高强度结构钢具有较高的屈服强度和抗拉强度以及良好的塑性性能，因此特别适用于中间阻尼部件，能够充分利用低合金高强度结构钢在弹塑性变形过程中产生的塑性功来消耗部分地震或其它冲击载荷的能量，耗能效果好，有效阻尼比高，循环次数可达数十次。

具体地，如图1和图3所示，在一个优选的实施方式中，T形结构32的顶面与顶板1的底面之间设有不锈钢板5。具体地，不锈钢板5焊接在顶板1的底面上。通过设置不锈钢板在保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板5与T形结构32的顶面之间设有耐磨板6。具体地，耐磨板6嵌入T形结构32的顶面。通过在不锈钢板与T形结构的顶面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。

如图1和图3所示，优选地，T形结构32上与导槽11的底面111形成配合的底面与导槽11的底面111之间设有不锈钢板5。具体地，不锈钢板5焊接在T形结构32的两侧底面上。通过设置不锈钢板在进一步保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板5与导槽11的底面111之间设有耐磨板6。具体地，耐磨板6嵌入导槽11的底面111。通过在不锈钢板与导槽的顶底面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。如图4所示，进一步地，在一个优选的实施方式中，耐磨板6相对水平面呈倾角布置，耐磨板6上靠近T形结构32的一端与不锈钢板5接触，耐磨板6上远离T形结构32的一端与不锈钢板5之间设有间隙。根据本发明实施例的减震装置，将中间阻尼部件与导槽的底面之间的耐磨板进行倾斜布置，在竖向拉拔力的释放过程中，能够确保减震装置不会产生较大的竖向位移落差，从而解决了竖向位移落差带来的桥梁桥面竖向跳动问题。同时，有利于在桥梁水平位移的释放过程中降低耐磨板的竖向压应力，延长耐磨板的适用寿命，提高减震装置的可靠性和稳定性。如图5所示，具体地，在一个优选的实施方式中，导槽11的底面111设置成能够与耐磨板6形成配合的倾斜面。导槽的底面设置成与耐磨板形成配合的倾斜面有利于耐磨板的安装定位。具体地，导槽11的底面111与T形结构32的底面321之间的竖向间隙由外向内逐渐变小，最小间距约等于耐磨板6的厚度。

优选地，在一个未示出的实施方式中，T形结构32的横向延伸部分322的两外侧面分别与导槽11的上部横向两内侧面之间设有不锈钢板5。具体地，不锈钢板5焊接在导槽11的上部横向两内侧面上。通过设置不锈钢板在进一步保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。进一步地，在一个优选的实施方式中，不锈钢板5与T形结构32的横向延伸部分322的外侧面之间设有耐磨条7。具体地，耐磨条7嵌入T形结构32的横向延伸部分321的外侧面。通过在不锈钢板与T形结构的横向延伸部分的外侧面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。进一步地，在另一个优选的实施方式中，T形结构32的竖向延伸部分323的两外侧面分别与导槽11的下部两内侧面之间设有不锈钢板5。具体地，不锈钢板5焊接在导槽11的下部两内侧面上。通过设置不锈钢板在进一步保证中间阻尼部件与顶板之间能够实现横向水平移动和转动的前提下能够尽可能的保证整个减震装置的结构稳定性和可靠性。优选地，不锈钢板5与T形结构32的竖向延伸部分323的外侧面之间设有耐磨条7。具体地，耐磨条7嵌入T形结构32的竖向延伸部分323的外侧面。通过在不锈钢板与T形结构的竖向延伸部分的外侧面之间设置耐磨板，能够防止不锈钢板和中间阻尼部件的过快磨损。

具体地，在一个优选的实施方式中，圆弧形钢结构31的上段圆弧的内径与下段圆弧的内径相等。申请人通过大量创造性劳动发现，将圆弧形钢结构设置成同心圆的结构形式，能够有效保证减震装置适用较大的横向地震位移。具体地，如图6所示，在一个优选的实施方式中，两段圆弧形钢结构31的整体高度h与两段圆弧形钢结构31沿底板2纵向的安装距离d之间的比值为2，两段圆弧形钢结构31的整体高度h与中间阻尼部件的整体高度H之间的比值为0.75。申请人通过大量创造性劳动发现，这种结构形式的中间阻尼部件，能够极大程度地发挥减震装置的阻尼耗能作用。具体地，在另一个优选的实施方式中，两段圆弧形钢结构31沿底板2纵向的安装距离d与两段圆弧形钢结构31的整体高度h之间的比值为0.5。申请人通过大量创造性劳动发现，上述中间阻尼部件的结构形式，能够极大程度地实现减震装置的横向位移。

如图2所示，具体地，在本实施例中，顶板1与钢箱梁通过连接螺栓8固定。通过连接螺栓与钢箱梁连接的方式，使得减震装置与钢箱梁的安装固定稳定可靠，同时也使得减震装置的安装简单便捷。具体地，在本实施例中，底板2通过锚固螺栓9和锚固棒101与桥墩固定。通过锚固螺栓与锚固棒与桥墩连接的方式，使得减震装置与桥墩的安装固定稳定可靠，同时也使得减震装置的安装简单便捷。

根据上述实施例，本发明涉及的减震装置，在地震或飓风来临时，能够适应桥梁的横向地震位移并为桥梁提供附加阻尼耗散输入能和为桥梁提供横向屈服力从而起到防落梁作用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (20)

1.一种减震装置，其特征在于，包括顶板、底板和布置在所述顶板与所述底板之间的中间阻尼部件；其中，

所述中间阻尼部件能够沿所述顶板产生横向的水平移动和水平转动，并且，所述中间阻尼部件与所述底板连接并且能够沿所述底板产生横向水平移动；

所述中间阻尼部件沿所述顶板和所述底板横向均匀布置，并且所述中间阻尼部件包括两段对称布置且互相连成整体的圆弧形钢结构。

2.根据权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述底板上设有耳板，所述圆弧形钢结构的自由端与所述耳板连接。

3.根据权利要求2所述的减震装置，其特征在于，所述圆弧形钢结构的自由端与所述耳板通过销轴连接，并且所述中间阻尼部件与所述销轴之间能够形成滑动摩擦。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述中间阻尼部件的顶部为T形结构，所述顶板的底部设有能够与所述T形结构形成配合的导槽。

5.根据权利要求4所述的减震装置，其特征在于，所述T形结构的顶面与所述顶板的底面之间设有不锈钢板。

6.根据权利要求5所述的减震装置，其特征在于，所述不锈钢板与所述T形结构的顶面之间设有耐磨板。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述T形结构上与所述导槽的底面形成配合的底面与所述导槽的底面之间设有不锈钢板。

8.根据权利要求7所述的减震装置，其特征在于，所述不锈钢板与所述导槽的底面之间设有耐磨板。

9.根据权利要求8所述的减震装置，其特征在于，所述耐磨板相对水平面呈倾角布置，所述耐磨板上靠近所述T形结构的一端与所述不锈钢板接触，所述耐磨板上远离所述T形结构的一端与所述不锈钢板之间设有间隙。

10.根据权利要求9所述的减震装置，其特征在于，所述导槽的底面设置成能够与所述耐磨板形成配合的倾斜面。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述T形结构的横向延伸部分的两外侧面分别与所述导槽的上部横向两内侧面之间设有不锈钢板。

12.根据权利要求11所述的减震装置，其特征在于，所述不锈钢板与所述T形结构的横向延伸部分的外侧面之间设有耐磨条。

13.根据权利要求4至12中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述T形结构的竖向延伸部分的两外侧面分别与所述导槽的下部两内侧面之间设有不锈钢板。

14.根据权利要求13所述的减震装置，其特征在于，所述不锈钢板与所述T形结构的竖向延伸部分的外侧面之间设有耐磨条。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述圆弧形钢结构的上段圆弧的内径与下段圆弧的内径相等。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述两段圆弧形钢结构的整体高度与所述两段圆弧形钢结构沿所述底板纵向的安装距离之间的比值为2，所述两段圆弧形钢结构的整体高度与所述中间阻尼部件的整体高度之间的比值为0.75。

17.根据权利要求1至15中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述两段圆弧形钢结构沿所述底板纵向的安装距离与所述两段圆弧形钢结构的整体高度之间的比值为0.5。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述中间阻尼部件由低合金高强度结构钢制成。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述顶板与钢箱梁通过连接螺栓固定。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的减震装置，其特征在于，所述底板通过锚固螺栓和锚固棒与桥墩固定。