CN118815005A - 一种变电站三维隔振/震支座及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑隔震装置技术领域，尤其为一种变电站三维隔振/震支座及其施工方法，其中一种变电站三维隔振/震支座包括：支座主体，所述支座主体底部设置有水平隔振支座；连接组件，所述连接组件用于将水平隔振支座和所述支座主体相互连接；竖直隔振组件，所述竖直隔振组件包括摩擦阻尼机构和倾斜隔振支座；吸水组件，所述吸水组件用于对所述支座主体内部的水汽进行吸收；动态隔振组件，所述动态隔振组件包括注入机构和液压隔振机构；本发明当纵向振动幅度过大时注入机构会将所述吸水组件吸收的水分注入所述液压隔振机构的液压腔中进而通过液压隔振进一步提高整个支座的三维隔振性能。

Description

一种变电站三维隔振/震支座及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑隔震装置技术领域，具体为一种变电站三维隔振/震支座及其施工方法。
背景技术
随着电网规模的逐渐增大和对可靠性要求的不断提升，国家对电力设施的安全要求在逐步提升，电力系统的抗震能力较弱，其震害具有波及范围广、连锁影响强、造成的直接和间接经济损失大等特点。因此，如何保证电力建筑和建筑物内的电力设备能够在地震作用下保持完好成为当下亟需解决的问题，这也是电力行业长期以来强调的“保人身、保电网、保设备”这一安全主线，是目前要解决的重点问题。
采用减隔震技术目前已经成为电力设备这类重点设防类建筑的主流，不仅可以在一定程度上降低造价，而且可以在很大程度上提高结构的整体性能。减隔震技术目前已经在大量的建筑中得到应用，取得了很好的效果。其中隔震技术因其适应能力强，施工技术成熟得到了广泛的应用。采用隔震技术的建筑设计水平地震作用下可以使结构构件和非结构构件到达几乎零损伤，建筑可以在地震过后立即投入使用，这使得结构具备了可恢复功能的能力，这对于电力建筑和电力设施具有非常大的参考意义。通过隔震设计，还可以将电力建筑的抗震与电力设施的抗震二者统一起来，保证电力建筑和电力设施的抗震能力和可恢复能力。
但现有的三维隔振支座（如申请号为“CN202111231560.4”的一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座）在进行使用时难免会受到水汽影响，在上时间的水汽作用下隔振支座内部的橡胶件会老化、金属件会产生腐蚀，影响支座的使用寿命，难以在长期使用后维持良好的隔振效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变电站三维隔振/震支座及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，提供一种变电站三维隔振/震支座，包括：
支座主体，所述支座主体底部设置有水平隔振支座；
连接组件，所述连接组件设置于所述支座主体，所述连接组件用于将水平隔振支座和所述支座主体相互连接；
竖直隔振组件，所述竖直隔振组件设置于所述支座主体，所述竖直隔振组件包括摩擦阻尼机构和倾斜隔振支座，所述摩擦阻尼机构设置于所述水平隔振支座和所述支座主体的连接处并用于通过摩擦作用限制所述水平隔振支座和所述支座主体的相对滑动，所述倾斜隔振支座设置于所述支座主体内部并用于进行竖向隔振；
吸水组件，所述吸水组件设置于所述支座主体并用于对所述支座主体内部的水汽进行吸收，以及
动态隔振组件，所述动态隔振组件包括注入机构和液压隔振机构，所述注入机构设置于所述支座主体并用于将所述吸水组件吸收的水分注入所述液压隔振机构的液压腔中。
优选的，所述水平隔振支座包括安装板一、弹性块和安装板二，所述弹性块设置于所述安装板一和所述安装板二之间，所述安装板一和所述支座主体通过所述连接组件相互连接。
优选的，所述连接组件包括连接法兰，所述连接法兰通过螺栓分别连接于所述安装板一和所述支座主体。
优选的，所述支座主体内部通过保护套围合有导向腔，所述摩擦阻尼机构设置于所述导向腔，所述摩擦阻尼机构包括支撑弹簧一、摩擦钢板和应力支撑块，所述支撑弹簧一连接于所述安装板一，所述支撑弹簧一外侧依次套设有所述应力支撑块和所述摩擦钢板。
优选的，所述倾斜隔振支座包括安装座、固定杆、活动杆和支撑弹簧二，所述安装座设置于所述支座主体内侧壁，所述活动杆连接于所述安装座，所述活动杆插设于所述固定杆，所述支撑弹簧二设置于所述活动杆和所述固定杆的连接端，所述固定杆连接于所述导向腔。
优选的，所述吸水组件包括分隔板、吸水盒和吸水剂，所述分隔板将所述吸水盒的上下分隔为吸附腔和储液腔，所述吸水剂设置于所述吸附腔，所述分隔板开设有若干个排水口，排水口用于将所述吸附腔中的水分排至所述储液腔。
优选的，所述吸水剂为氯化钙颗粒，所述排水口的孔径小于氯化钙颗粒的直径。
优选的，所述液压隔振机构为液压缸，所述液压缸设置于所述固定杆内部，所述活动杆滑动连接于所述液压缸。
优选的，所述注入机构包括活塞和压力驱动单向阀，所述活塞设置于所述摩擦钢板顶部，所述压力驱动单向阀设置于所述吸水盒侧壁并和所述液压缸相互连通，当竖向振动带动所述活塞挤压所述吸水盒时会将所述吸水盒中的液体通过所述压力驱动单向阀挤压到所述液压缸。
另一方面，提供一种施工方法，用于安装上述的一种变电站三维隔振/震支座，包括如下步骤：
A，确保施工现场清理干净，地基稳定，并按照设计要求对安装位置进行标记；
B，三维隔振/震支座放置于标记位置并通过水平仪确保其位置准确；
C，使用螺栓或焊接的方式将支座主体固定于标记位置；
D，完成固定后，再次对三维隔振/震支座的位置进行测量，即可完成安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中吸水组件的设置能够有效吸收和控制支座主体内部的湿气，可以降低支座主体中的橡胶件和金属件受潮后性能退化的风险，保证零部件结构的完整性，使其在长期使用中维持良好的隔振效果，提高支座的使用寿命；同时在进行使用时，倾斜隔振支座不仅提供竖向支撑还能实现竖向隔震效果。当地震波在竖向传播时，倾斜支座能够产生一定的竖向位移，从而吸收和耗散地震能量，并且当纵向振动幅度过大时注入机构会将所述吸水组件吸收的水分注入所述液压隔振机构的液压腔中进而通过液压隔振进一步提高整个支座的三维隔振性能，实用性很强。
附图说明
图1为本发明轴视结构示意图；
图2为本发明正视状态剖视结构示意图；
图3为本发明支座主体剖视结构示意图；
图4为本发明固定杆和压力驱动单向阀连接结构示意图；
图5为本发明吸水盒和活塞位置结构示意图；
图6为本发明摩擦钢板、应力支撑块和支撑弹簧一连接结构示意图。
图中：1支座主体、2安装板一、3弹性块、4安装板二、5连接法兰、6支撑弹簧一、7摩擦钢板、8应力支撑块、9安装座、10固定杆、11活动杆、12支撑弹簧二、13分隔板、14吸水盒、15吸水剂、16液压缸、17活塞、18压力驱动单向阀、101保护套、1401储液腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
一种变电站三维隔振/震支座，如说明书附图1所示，包括：
支座主体1，支座主体1为丁苯橡胶包覆于钢制骨架组成，丁苯橡胶对多种化学物质和环境条件具有较好的耐腐蚀性，能够在各种环境下保持稳定性能，同时耐磨损性能较好，可以承受长期的使用和磨损而不易失效，支座主体1底部设置有水平隔振支座，水平隔振支座用于承载水平方向的振动，支座主体1和水平隔振支座的相对位置不做限定，在本实施例中以水平隔振支座设置于支座主体1的下方为例。
连接组件，连接组件设置于支座主体1和水平隔振支座的连接位置，连接组件用于将水平隔振支座和支座主体1相互连接。
竖直隔振组件，竖直隔振组件设置于支座主体1，竖直隔振组件包括摩擦阻尼机构和倾斜隔振支座，摩擦阻尼机构设置于水平隔振支座和支座主体1的连接处并用于通过摩擦作用限制水平隔振支座和支座主体1的相对滑动进而进行竖向隔振，倾斜隔振支座设置于支座主体1内部并用于进行竖向隔振。
吸水组件，吸水组件设置于支座主体1并用于对支座主体1内部的水汽进行吸收。
动态隔振组件，动态隔振组件包括注入机构和液压隔振机构，注入机构设置于支座主体1并用于将吸水组件吸收的水分注入液压隔振机构的液压腔中。
水平隔振支座包括安装板一2、弹性块3和安装板二4，安装板一2用于将水平隔振支座和支座主体1相互连接，同时安装板一2还用于安装摩擦阻尼机构，弹性块3设置于安装板一2和安装板二4之间，在本实施例中弹性块3为铅材料制成，铅制弹性块3提供了良好的阻尼性能。铅的柔软性和高密度使其在振动控制中非常有效，能够吸收和减弱结构的振动，安装板一2和支座主体1通过连接组件相互连接。
连接组件包括连接法兰5，连接法兰5通过螺栓分别连接于安装板一2和支座主体1，连接法兰5用于将安装板一2和支座主体1相互连接。
支座主体1内部通过保护套101围合有导向腔，导向腔用于在连接法兰5的连接失效时限制摩擦钢板7的连接方向，使摩擦钢板7只能沿着导向腔进行运动，摩擦阻尼机构设置于导向腔，摩擦阻尼机构包括支撑弹簧一6、摩擦钢板7和应力支撑块8，支撑弹簧一6连接于安装板一2，支撑弹簧一6外侧依次套设有应力支撑块8和摩擦钢板7，摩擦钢板7用于限制水平隔振支座和支座主体1之间的相对滑动，增加整个支座的阻尼性能，进一步提高隔震效果，应力支撑块8同样为铅块，应力支撑块8用于进一步的提高阻尼性能，支撑弹簧一6用于在摩擦钢板7和应力支撑块8失效后进行竖向隔振。
倾斜隔振支座设置有若干个，若干个倾斜隔振支座设置于导向腔的四个面进而实现三维隔振，倾斜隔振支座包括安装座9、固定杆10、活动杆11和支撑弹簧二12，安装座9用于安装活动杆11，安装座9设置于支座主体1内侧壁，活动杆11转动连接于安装座9，活动杆11活动插设于固定杆10，支撑弹簧二12为拉伸弹簧，如说明书附图所示，支撑弹簧二12两端分别连接于活动杆11和固定杆10，固定杆10转动连接于导向腔侧壁，固定杆10通过管道和导向腔中的吸水盒14相互连接。
吸水组件包括分隔板13、吸水盒14和吸水剂15，分隔板13将吸水盒14的上下分隔为吸附腔和储液腔1401，吸水剂15设置于吸附腔，分隔板13开设有若干个排水口，排水口用于将吸附腔中的水分排至储液腔1401。
吸水剂15为氯化钙颗粒，排水口的孔径小于氯化钙颗粒的直径，氯化钙颗粒是一种强吸湿剂，可以从空气中吸收水分，甚至在潮湿环境中也能迅速吸湿。氯化钙在接触空气时，通常会吸收水分形成溶液，在形成溶液后会通过排水口进入储液腔1401中。
液压隔振机构为液压缸16，液压缸16设置于固定杆10内部，活动杆11滑动连接于液压缸16。
注入机构包括活塞17和压力驱动单向阀18，活塞17设置于摩擦钢板7顶部，活塞17同样为铅块，在进一步提高竖向阻尼性能的同时活塞17用于在竖向振动发生时挤压吸水盒14，压力驱动单向阀18设置于吸水盒14侧壁并和液压缸16通过管道相互连通，压力驱动单向阀18开启压力可调因此可根据实际使用需求进行适应性调节开启压力，当竖向振动带动活塞17挤压吸水盒14时会将吸水盒14中的液体通过压力驱动单向阀18挤压到液压缸16。
工作原理：在未发生地震时吸水剂15会吸附支座主体1内部的水汽，以此防止导向腔内的其他零部件（尤其是摩擦钢板7等金属件）受潮导致橡胶老化或金属件生锈腐蚀；
当受到竖直方向地震作用时，支座主体1会先对竖直方向的振动进行承载，活动杆11沿着固定杆10进行运动，支撑弹簧一6承载竖直方向的振动，随着竖直方向振动幅度的增大，连接法兰5的连接螺栓会承担竖向振动，在连接螺栓逐渐松脱后，摩擦钢板7和活塞17会共同作用从而通过摩擦作用限制支座主体1的相对滑动，随着竖直方向振动幅度的进一步增大，此时活塞17会挤压吸水盒14进而将吸水盒14中的液体通过压力驱动单向阀18挤压到液压缸16，进而通过液压进一步进行隔振；
在受到水平方向地震作用时，水平隔振支座中的弹性块3会承受来自水平方向不同角度的振动，并且在倾斜隔振支座也能够产生一定的水平位移和旋转，从而吸收和耗散地震能量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于，包括：
支座主体，所述支座主体底部设置有水平隔振支座；
连接组件，所述连接组件设置于所述支座主体，所述连接组件用于将水平隔振支座和所述支座主体相互连接；
竖直隔振组件，所述竖直隔振组件设置于所述支座主体，所述竖直隔振组件包括摩擦阻尼机构和倾斜隔振支座，所述摩擦阻尼机构设置于所述水平隔振支座和所述支座主体的连接处并用于通过摩擦作用限制所述水平隔振支座和所述支座主体的相对滑动，所述倾斜隔振支座设置于所述支座主体内部并用于进行竖向隔振；
吸水组件，所述吸水组件设置于所述支座主体并用于对所述支座主体内部的水汽进行吸收，以及
动态隔振组件，所述动态隔振组件包括注入机构和液压隔振机构，所述注入机构设置于所述支座主体并用于将所述吸水组件吸收的水分注入所述液压隔振机构的液压腔中。
2.根据权利要求1所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述水平隔振支座包括安装板一、弹性块和安装板二，所述弹性块设置于所述安装板一和所述安装板二之间，所述安装板一和所述支座主体通过所述连接组件相互连接。
3.根据权利要求2所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述连接组件包括连接法兰，所述连接法兰通过螺栓分别连接于所述安装板一和所述支座主体。
4.根据权利要求2所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述支座主体内部通过保护套围合有导向腔，所述摩擦阻尼机构设置于所述导向腔，所述摩擦阻尼机构包括支撑弹簧一、摩擦钢板和应力支撑块，所述支撑弹簧一连接于所述安装板一，所述支撑弹簧一外侧依次套设有所述应力支撑块和所述摩擦钢板。
5.根据权利要求4所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述倾斜隔振支座包括安装座、固定杆、活动杆和支撑弹簧二，所述安装座设置于所述支座主体内侧壁，所述活动杆连接于所述安装座，所述活动杆插设于所述固定杆，所述支撑弹簧二设置于所述活动杆和所述固定杆的连接端，所述固定杆连接于所述导向腔。
6.根据权利要求5所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述吸水组件包括分隔板、吸水盒和吸水剂，所述分隔板将所述吸水盒的上下分隔为吸附腔和储液腔，所述吸水剂设置于所述吸附腔，所述分隔板开设有若干个排水口，排水口用于将所述吸附腔中的水分排至所述储液腔。
7.根据权利要求6所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述吸水剂为氯化钙颗粒，所述排水口的孔径小于氯化钙颗粒的直径。
8.根据权利要求6所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述液压隔振机构为液压缸，所述液压缸设置于所述固定杆内部，所述活动杆滑动连接于所述液压缸。
9.根据权利要求8所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于：所述注入机构包括活塞和压力驱动单向阀，所述活塞设置于所述摩擦钢板顶部，所述压力驱动单向阀设置于所述吸水盒侧壁并和所述液压缸相互连通，当竖向振动带动所述活塞挤压所述吸水盒时会将所述吸水盒中的液体通过所述压力驱动单向阀挤压到所述液压缸。
10.一种施工方法，基于权利要求1-9任意一项所述的一种变电站三维隔振/震支座，其特征在于，包括如下步骤：
A，确保施工现场清理干净，地基稳定，并按照设计要求对安装位置进行标记；
B，三维隔振/震支座放置于标记位置并通过水平仪确保其位置准确；
C，使用螺栓或焊接的方式将支座主体固定于标记位置；
D，完成固定后，再次对三维隔振/震支座的位置进行测量，即可完成安装。
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