CN110792030B - 一种基于金属橡胶的桥梁减振器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于金属橡胶的桥梁减振器及其工作方法，包括有一底座，所述底座上表面固设有六棱柱状的外壳，该外壳上方平行设置有一盖板，所述盖板通过下端中部固设的主推盘穿设入外壳内与其相连，所述主推盘下端部朝上开设有一锥台状的凹槽，该凹槽内竖直放置有锥台状的弹簧，所述弹簧下端嵌设入底座固定，位于外壳内部的主推盘延其外周部均布有若干单体减振筒，该单体减振筒均通过水平设置的分推杆与主推盘外表面相接，该基于金属橡胶的桥梁减振器结构合理，使用寿命长的同时保证桥梁的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁减振技术领域，是一种基于金属橡胶的桥梁减振器及其工作方法。
背景技术
随着社会的进步，桥梁的应用越加广泛，工程结构对桥梁的抗振效果提出了更高的要求。由于建设桥梁的环境越来越复杂，各种外界振动会严重影响桥梁的寿命与安全。因此，桥梁系统中桥面与桥墩之间常配备有减振装置。
目前常用的桥梁减振器有粘性型减振器，弹性型减振器，滞变阻尼型减振器。其中粘性型减振器无法抵抗因外界因素引起的慢速伸缩变形。而弹性型减振器抗温度变化性较差，且寿命较短。滞变阻尼型减振器结构复杂，制造成本高昂。因此寻找一种替代材料以及相应的桥梁减振装置非常有必要。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于金属橡胶的桥梁减振器及其工作方法，不仅结构合理，而且使用寿命长的同时保证桥梁的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于金属橡胶的桥梁减振器，包括有一底座，所述底座上表面固设有六棱柱状的外壳，该外壳上方平行设置有一盖板，所述盖板通过下端中部固设的主推盘穿设入外壳内与其相连，所述主推盘下端部朝上开设有一锥台状的凹槽，该凹槽内竖直放置有锥台状的弹簧，所述弹簧下端嵌设入底座固定，位于外壳内部的主推盘延其外周部均布有若干单体减振筒，该单体减振筒均通过水平设置的分推杆与主推盘外表面相接。
进一步的，所述单体减振筒包括有减振筒外壳与减振筒内壳，减振筒外壳与减振筒内壳均呈筒状，且减振筒外壳开口端盖设在减振筒内壳开口端上，减振筒内壳中段同轴安装有推力盘，该推力盘内侧同轴设置有分割盘，所述分割盘经紧定螺栓与减振筒内壳固连，分割盘为环状，其中心由分推杆穿过，所述分推杆内端与主推盘接触，外端水平延伸穿过减振筒外壳至推力盘处；位于减振筒内壳内的分推杆外周套设有环状的第一金属橡胶阻尼元件，该第一金属橡胶阻尼元件外周固连在减振筒内壳内壁上。
进一步的，所述分推杆与推力盘间存在间隙。
进一步的，所述推力盘为圆盘状，其外端表面同轴固设有环状的第二金属橡胶阻尼元件，第二金属橡胶阻尼元件外端固连在减振筒内壳下端内壁上，第二金属橡胶阻尼元件外周套设有碟簧，该碟簧内端顶接在推力盘外侧，外端顶接在减振筒内壳下端内壁上。
进一步的，所述单体减振筒设置有六个，所述底座上表面固设有圆筒状的护筒，所述减振筒外壳外端均固连在护筒内壁上，所述外壳盖设在护筒外侧。
进一步的，所述主推盘包括有同轴设置的圆柱状的连接柱和倒六棱锥状的主推块，该主推块底面与连接柱下端固设为一体，主推块位于外壳内部且其底面积大于连接柱端面面积，以卡接在外壳内部。
进一步的，所述减振筒内壳中部朝内凸起一柱状凸块，该柱状凸块直径与第二金属橡胶阻尼元件内径相同，柱状凸块水平穿设在第二金属橡胶阻尼元件内以限制偏移。
进一步的，所述外壳与底座间通过地脚螺栓连接并固定在水泥桥墩上。
一种基于金属橡胶的桥梁减振器的工作方法，按以下步骤进行：当桥面车辆正常行驶时，主梁发生小幅值振动，力通过盖板传到主推盘，主推盘发生竖直朝下位移，位于主推盘下的弹簧，由于自身的阻尼作用，首先吸收了振动的部分能量，由于主推盘与分推杆之间存在预紧力，因此在主推盘发生竖直位移的同时，分推杆沿着单体减振筒轴向发生水平位移，进而导致分推杆上的压力盘压缩第一金属橡胶阻尼元件，第一金属橡胶阻尼元件由于自身阻尼作用吸收剩余振动能量，使得主梁达到稳定；当发生自然灾害例如地震会产生较大幅值的振动时，底座与盖板均会发生竖直运动，所以主推盘的位移值较大，进而导致分推杆的水平位移也相应的增大，从而消除了分推杆外端与推力盘之间的预留间隙，推力盘将力传递给碟簧与第二金属橡胶阻尼元件组成的阻尼装置。由于碟簧的应用，极大的增强了阻尼装置的刚度，此时阻尼装置与第一金属橡胶阻尼元件同时发挥阻尼作用，以便快速吸收振动能量使桥梁减振器迅速恢复到初始稳定状态。由于本发明中桥梁减振器主体呈六边形，所以可以有效防止主推盘发生偏心，即使在承受大幅值振动，主推盘发生偏心时，也有至少三个单体减振筒可以发挥阻尼作用，防止桥梁减振器出现减振失效的情况。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）相较于传统的桥梁减振装置，由于金属橡胶阻尼元件具有耐高温，耐腐蚀等优良特性，所以极大削弱了外界环境因素变化带来的影响，同时增大了减振器寿命与减振效果，也极大节省了保养维修的费用，且本装置的生产升本也不高。
2）六个单体减振筒均在水平方向上，依靠主推块与分推杆斜面的接触进行力的传递，可有效的将各个方向的振动通过力的传递，转换为水平方向的力，极大改善了传统桥梁减振器水平减振不足的毛病。
3）振动幅值较小时，第二金属橡胶单独作用吸收振动能量；当发生例如地震等幅值较大的振动时，第二金属橡胶、第一金属橡胶、碟簧三者同时作用，可以有效吸收振动能量，保证桥梁的稳定性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例构造示意图；
图2为图1中单体减振筒的剖切示意图；
图3为图2中A的放大示意图；
图4为图2中B的放大示意图；
图5为本发明实施例整体立体图。
图中：1-底座，2-外壳，3-盖板，4-主推盘，5-凹槽，6-弹簧，7-单体减振筒，8-分推杆，9-减振筒外壳，10-减振筒内壳，11-推力盘，12-分割盘，13-紧定螺栓，14-第一金属橡胶阻尼元件，15-第二金属橡胶阻尼元件，16-碟簧，17-护筒，18-连接柱，19-主推块，20-柱状凸块。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~5所示，一种基于金属橡胶的桥梁减振器，一种基于金属橡胶的桥梁减振器，包括有一底座1，所述底座上表面固设有六棱柱状的外壳2，该外壳上方平行设置有一盖板3，所述盖板通过下端中部固设的主推盘4穿设入外壳内与其相连，所述主推盘下端部朝上开设有一锥台状的凹槽5，该凹槽内竖直放置有锥台状的弹簧6，所述弹簧下端嵌设入底座固定，位于外壳内部的主推盘延其外周部均布有若干单体减振筒7，该单体减振筒均通过水平设置的分推杆8与主推盘外表面相接。
在本发明实施例中，所述单体减振筒包括有减振筒外壳9与减振筒内壳10，减振筒外壳与减振筒内壳均呈筒状，且减振筒外壳开口端盖设在减振筒内壳开口端上，减振筒内壳中段同轴安装有推力盘11，该推力盘内侧同轴设置有分割盘12，所述分割盘经紧定螺栓13与减振筒内壳固连，分割盘为环状，其中心由分推杆穿过，所述分推杆内端与主推盘接触，外端水平延伸穿过减振筒外壳至推力盘处；位于减振筒内壳内的分推杆外周套设有环状的第一金属橡胶阻尼元件14，该第一金属橡胶阻尼元件外周固连在减振筒内壳内壁上。
在本发明实施例中，所述分推杆与推力盘间存在间隙。
在本发明实施例中，所述推力盘为圆盘状，其外端表面同轴固设有环状的第二金属橡胶阻尼元件15，第二金属橡胶阻尼元件外端固连在减振筒内壳下端内壁上，第二金属橡胶阻尼元件外周套设有碟簧16，该碟簧内端顶接在推力盘外侧，外端顶接在减振筒内壳下端内壁上，每个单体减振筒内均设置有四个碟簧。
在本发明实施例中，所述单体减振筒设置有六个，所述底座上表面固设有圆筒状的护筒17，所述减振筒外壳外端均固连在护筒内壁上，所述外壳盖设在护筒外侧。
在本发明实施例中，所述主推盘包括有同轴设置的圆柱状的连接柱18和倒六棱锥状的主推块19，该主推块底面与连接柱下端固设为一体，主推块位于外壳内部且其底面积大于连接柱端面面积，以卡接在外壳内部。
在本发明实施例中，所述减振筒内壳中部朝内凸起一柱状凸块20，该柱状凸块直径与第二金属橡胶阻尼元件内径相同，柱状凸块水平穿设在第二金属橡胶阻尼元件内以限制偏移。
在本发明实施例中，所述外壳与底座间通过地脚螺栓连接并固定在水泥桥墩上。
一种基于金属橡胶的桥梁减振器的工作方法，并按以下步骤进行：安装时，依靠外壳内表面压紧主推盘上表面产生预紧力，在该力的作用下主推块侧面与分推杆斜面端也被压紧，进而使得减振器整体达到预紧。当桥面车辆正常行驶时，主梁发生小幅值振动，力通过盖板传到主推盘，主推盘发生竖直朝下位移，位于主推盘下的弹簧，由于自身的阻尼作用，首先吸收了振动的部分能量，由于主推盘与分推杆之间存在预紧力，因此在主推盘发生竖直位移的同时，分推杆沿着单体减振筒轴向发生水平位移，进而导致分推杆上的压力盘压缩第一金属橡胶阻尼元件，第一金属橡胶阻尼元件由于自身阻尼作用吸收剩余振动能量，使得主梁达到稳定；当发生自然灾害例如地震会产生较大幅值的振动时，底座与盖板均会发生竖直运动，所以主推盘的位移值较大，进而导致分推杆的水平位移也相应的增大，从而消除了分推杆外端与推力盘之间的预留间隙，推力盘将力传递给碟簧与第二金属橡胶阻尼元件组成的阻尼装置。由于碟簧的应用，极大的增强了阻尼装置的刚度，此时阻尼装置与第一金属橡胶阻尼元件同时发挥阻尼作用，以便快速吸收振动能量使桥梁减振器迅速恢复到初始稳定状态。由于本发明中桥梁减振器主体呈六边形，所以可以有效防止主推盘发生偏心，即使在承受大幅值振动，主推盘发生偏心时，也有至少三个单体减振筒可以发挥阻尼作用，防止桥梁减振器出现减振失效的情况。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的基于金属橡胶的桥梁减振器及其工作方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种基于金属橡胶的桥梁减振器，其特征在于：包括有一底座，所述底座上表面固设有六棱柱状的外壳，该外壳上方平行设置有一盖板，所述盖板通过下端中部固设的主推盘穿设入外壳内与其相连，所述主推盘下端部朝上开设有一锥台状的凹槽，该凹槽内竖直放置有锥台状的弹簧，所述弹簧下端嵌设入底座固定，位于外壳内部的主推盘延其外周部均布有若干单体减振筒，该单体减振筒均通过水平设置的分推杆与主推盘外表面相接；
所述单体减振筒包括有减振筒外壳与减振筒内壳，减振筒外壳与减振筒内壳均呈筒状，且减振筒外壳盖开口端盖设在减振筒内壳开口端上，减振筒内壳中段同轴安装有推力盘，该推力盘内侧同轴设置有分割盘，所述分割盘经紧定螺栓与减振筒内壳固连，分割盘为环状，其中心由分推杆穿过，所述分推杆内端与主推盘接触，外端水平延伸穿过减振筒外壳至推力盘处；位于减振筒内壳内的分推杆外周套设有环状的第一金属橡胶阻尼元件，该第一金属橡胶阻尼元件外周固连在减振筒内壳内壁上；
所述外壳与底座间通过地脚螺栓连接并固定在水泥桥墩上。
2.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的桥梁减振器，其特征在于：所述分推杆与推力盘间存在间隙。
3.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的桥梁减振器，其特征在于：所述推力盘为圆盘状，其外端表面同轴固设有环状的第二金属橡胶阻尼元件，第二金属橡胶阻尼元件外端固连在减振筒内壳下端内壁上，第二金属橡胶阻尼元件外周套设有碟簧，该碟簧内端顶接在推力盘外侧，外端顶接在减振筒内壳下端内壁上。
4.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的桥梁减振器，其特征在于：所述单体减振筒设置有六个，所述底座上表面固设有圆筒状的护筒，所述减振筒外壳外端均固连在护筒内壁上，所述外壳盖设在护筒外侧。
5.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的桥梁减振器，其特征在于：所述主推盘包括有同轴设置的圆柱状的连接柱和倒六棱锥状的主推块，该主推块底面与连接柱下端固设为一体，主推块位于外壳内部且其底面积大于连接柱端面面积，以卡接在外壳内部。
6.根据权利要求3所述的一种基于金属橡胶的桥梁减振器，其特征在于：所述减振筒内壳中部朝内凸起一柱状凸块，该柱状凸块直径与第二金属橡胶阻尼元件内径相同，柱状凸块水平穿设在第二金属橡胶阻尼元件内以限制偏移。
7.一种基于金属橡胶的桥梁减振器的工作方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的一种基于金属橡胶的桥梁减振器，并按以下步骤进行：当桥面车辆正常行驶时，主梁发生小幅值振动，力通过盖板传到主推盘，主推盘发生竖直朝下位移，位于主推盘下的弹簧，由于自身的阻尼作用，首先吸收了振动的部分能量，由于主推盘与分推杆之间存在预紧力，因此在主推盘发生竖直位移的同时，分推杆沿着单体减振筒轴向发生水平位移，进而导致分推杆上的压力盘压缩第一金属橡胶阻尼元件，第一金属橡胶阻尼元件由于自身阻尼作用吸收剩余振动能量，使得主梁达到稳定；当发生自然灾害会产生较大幅值的振动时，底座与盖板均会发生竖直运动，所以主推盘的位移值较大，进而导致分推杆的水平位移也相应的增大，从而消除了分推杆外端与推力盘之间的预留间隙，推力盘将力传递给碟簧与第二金属橡胶阻尼元件组成的阻尼装置；由于桥梁减振器主体呈六边形，所以可以有效防止主推盘发生偏心，即使在承受大幅值振动，主推盘发生偏心时，也有至少三个单体减振筒可以发挥阻尼作用，防止桥梁减振器出现减振失效的情况。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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