CN212561141U - 减隔震框架结构及减隔震阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减隔震框架结构及减隔震阻尼器，减隔震框架结构包括减隔震框架，减隔震框架上设有一开口，开口处的两端部呈上、下设置，两端部上分别连接有传力连接端子；减隔震阻尼器包括支座上座板、下座板及设置于二者之间的减隔震框架结构，两个传力连接端子分别通过可拆卸连接件与上座板及下座板连接固定。本实用新型结构、制作简单，更换方便，不受支座高度限制，任何方向均可实现耗能减震，可提供稳定和更高的阻尼比，且可实现对水平自由位移、塑性变形、阻尼比等参数的控制。

Description

减隔震框架结构及减隔震阻尼器

技术领域

本实用新型涉及桥梁减隔震技术领域，尤其涉及一种减隔震框架结构及减隔震阻尼器。

背景技术

桥梁支座是设置在桥梁上部结构和下部结构之间的重要连接装置。目前广泛应用的是球型钢支座和盆式橡胶支座，然而这两类支座不具备明显的减隔震功能。

针对地震对桥梁产生的破坏，在桥梁的梁体和桥墩之间设置减隔震装置或阻尼器成为桥梁减隔震设计的重要手段。

目前使用的减隔震装置有铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆支座、粘滞阻尼器、金属阻尼器等，其中金属阻尼器又包括E形钢阻尼器、X形钢阻尼器等。从技术角度看，这些减隔震装置都存在一定的不足，比如铅芯橡胶支座的初始刚度偏小，摩擦摆支座工作时的竖向位移容易抬高线路标高,对行车有影响；粘滞阻尼器的工作寿命或耐久性是关注的问题；E形钢、X形钢阻尼器的单向受力使其减隔震受方向性限制，且受梁底与墩顶之间的空间影响大。

鉴于桥梁减隔震装置的技术现状，如何设计一种可有效延长结构周期、增大阻尼比、控制地震作用下桥梁上部结构与下部结构间发生的过大相对位移，减小下部结构所受的地震力的减隔震框架结构及减隔震阻尼器，成为本发明人潜心研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减隔震框架结构及减隔震阻尼器，其结构、制作简单，更换方便，不受支座高度的限制，任何方向均可实现耗能减震，可提供稳定和更高的阻尼比，且可实现对水平自由位移、塑性变形、阻尼比等参数的控制。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种减隔震框架结构，其中包括减隔震框架，所述减隔震框架上设有一开口，所述开口处的两端部呈上、下设置，两个所述端部上分别连接有传力连接端子。

优选地，所述减隔震框架为矩形环状结构。

优选地，所述减隔震框架的横截面为矩形，所述开口设置于所述减隔震框架的一侧。

优选地，所述减隔震框架是由多段连接杆件连接组成或一体制成。

优选地，相邻所述连接杆件之间的角隅点处为光滑圆弧倒角设计。

优选地，所述减隔震框架是由抗震用优质碳素钢LY345Q制成。

优选地，所述传力连接端子包括两块连接板，所述上端部的前侧面和上侧面连接两个所述连接板，所述下端部的前侧面和下侧面连接两个所述连接板。

优选地，两块所述连接板上分别设有多个连接孔。

一种减隔震阻尼器，其中包括支座，所述支座包括上座板和下座板，所述上座板与下座板之间设有所述的减隔震框架结构，所述减隔震框架结构的两个所述传力连接端子分别通过可拆卸连接件与所述上座板及所述下座板连接固定。

优选地，所述支座采用球型钢支座或盆式橡胶支座。

优选地，所述可拆卸连接件采用螺栓，多个所述螺栓穿过所述传力连接端子的所述连接板上的多个连接孔后与所述上座板或下座板连接。

采用上述方案后，本实用新型减隔震框架结构及减隔震阻尼器具有以下有益效果：

（1）本实用新型减隔震框架结构设计简单，布置紧凑，将其安装于球型钢支座或盆式橡胶支座的上、下座板上，其受力明确、工作稳定，可承受并减小任何方向的地震力，实现桥梁在水平面的万向减隔震需求；

（2）本实用新型减隔震框架结构外挂于支座的上座板和下座板之间，使支座的上座板、下座板和减隔震框架形成一个受力变形整体，与摩擦摆及其它减隔震支座相比，不受梁底与墩顶的高差和空间限制，且易于安装和更换；

（3）本实用新型减隔震阻尼器在正常使用状态或低烈度地震时，其能自由释放温度力，处于弹性工作状态；当高烈度地震发生时，减隔震框架结构进入塑性工作段，并通过塑性变形耗能提高阻尼比和延长结构周期，实现消耗地震能量，有效减小地震作用；

（4）本实用新型可以准确计算出地震作用效应，从而实现对桥墩及基础的减隔震设计和控制。

附图说明

图1为本实用新型减隔震框架结构的实施例立体结构示意图；

图2为本实用新型减隔震框架结构的实施例俯视结构示意图；

图3为本实用新型减隔震阻尼器实施例结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图所示实施方式阐述本实用新型。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本实用新型的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。

下面结合说明书附图具体的阐述本实用新型所涉及的减隔震框架结构及减隔震阻尼器。

如图1及图2所示本实用新型减隔震框架结构的实施例立体结构示意图及俯视结构示意图，该减隔震框架结构包括减隔震框架1，该减隔震框架1上设有一开口2，开口2处的两端部呈上、下设置，即上端部和下端部。本实施例减隔震框架1为矩形环状结构，其横截面形状也为矩形，开口2设置于减隔震框架1的一侧。该减隔震框架1是由塑性和韧性较好的抗震用优质碳素钢LY345Q制成，其屈强比在0.72以下，选择该材料能够提供给减隔震框架1更大的塑性变形和更高的阻尼比，该减隔震框架1的低周疲劳试验至少达到15次循环。

该减隔震框架1可为一体加工制成或者由多段连接杆件连接组成，本实施例减隔震框架1是由五段连接杆件连接组成，五段连接杆均为变形耗能段，具体为：第一连接杆3、第二连接杆4、第三连接杆5、第四连接杆6及第五连接杆7，其中第一连接杆3与第四连接杆6及第五连接杆7平行且相对设置，第二连接杆4与第三连接杆5平行且相对设置，相邻的第一连接杆3与第二连接杆4、第三连接杆5垂直并通过焊接方式或螺栓连接方式连接，其中第一连接杆3的两端部横截面尺寸略大于中间的横截面尺寸，第二连接杆4、第三连接杆5均采用等截面。第二连接杆4与第四连接杆6垂直并通过焊接方式或螺栓连接方式连接，第三连接杆5与第五连接杆7垂直并通过焊接方式或螺栓连接方式连接，其中第四连接杆6上与第二连接杆4连接的端部横截面尺寸大于其它部位的横截面尺寸，第五连接杆7上与第三连接杆5连接的端部横截面尺寸大于其它部位的横截面尺寸，第四连接杆6的悬置端位于第五连接杆7的悬置端上面，即第四连接杆6、第五连接杆7的长度均大于第一连接杆3一半的长度，开口2的两端部为第四连接杆6的悬臂端和第五连接杆7的悬臂端。

相邻的第一连接杆3与第二连接杆4之间的角隅点、相邻的第一连接杆3与第三连接杆5之间的角隅点、相邻的第二连接杆4与第四连接杆6之间的角隅点、相邻的第三连接杆5与第五连接杆7之间的角隅点处均为光滑圆弧倒角设计。之所以在减隔震框架1的四个角隅点处均设置光滑圆弧倒角，可以减小该减隔震框架1在截面突变处的应力集中现象，提高构件即第一连接杆3、第二连接杆4、第三连接杆5、第四连接杆6及第五连接杆7在塑形变形时的低周疲劳性能。

开口2的两个端部：上端部即第四连接杆6的悬臂端、下端部即第五连接杆7的悬臂端上分别连接有传力连接端子8。

如图1所示，传力连接端子8包括第一连接板9和第二连接板10，第一连接板9和第二连接板10均采用钢板，在本实施例中均为矩形块状结构。开口2的上端部即第四连接杆6的悬臂端前侧面连接第一连接板9、上侧面连接第二连接板10，开口2的下端部即第五连接杆7的悬臂端前侧面连接第一连接板9、下侧面连接第二连接板10。本实施例中第一连接板9与第四连接杆6之间、第二连接板10与第四连接杆6之间、第一连接板9与第五连接杆7之间、第二连接板10与第五连接杆7之间均通过焊接方式连接在一起。将第一连接板9与第四连接杆6固定连接、第二连接板10与第四连接杆6固定连接、第一连接板9与第五连接杆7固定连接、第二连接板10与第五连接杆7固定连接可实现剪力、弯矩、扭矩的传递。各第一连接板9上分别设有多个第一连接孔11，各第二连接板10上分别设有多个第二连接孔12。

使用时，通过多个高强螺栓穿过各第一连接板9上的多个第一连接孔11与支座的上座板或下座板连接，通过多个高强螺栓穿过各第二连接板10上的多个第二连接孔12与支座的上座板或下座板连接，从而实现将该减隔震框架结构安装于支座上。

如图3所示本实用新型减隔震阻尼器的实施例结构示意图，包括支座13，该支座13采用球型钢支座或盆式橡胶支座，本实施例采用球型钢支座，将减隔震框架结构与现有的球型钢支座（或盆式橡胶支座）相配合，用于桥梁减隔震设计和建造。

该支座13包括上座板14和下座板15，上座板14设置于下座板15的上方，上座板14与下座板15之间设有上述图1、图2所述的减隔震框架结构16。减隔震框架结构16的两个传力连接端子8分别通过可拆卸连接件与上座板14及下座板15连接固定，具体为：第四连接杆6的悬臂端上的第一连接板9通过多个高强螺栓穿过多个第一连接孔11后与上座板14的边缘处连接，第四连接杆6的悬臂端上的第二连接板10通过多个高强螺栓穿过多个第二连接孔12后与上座板14的边缘处连接，第五连接杆7的悬臂端上的第一连接板9通过多个高强螺栓穿过多个第一连接孔11后与下座板15的边缘处连接，第五连接杆7的悬置端上的第二连接板10通过多个高强螺栓穿过多个第二连接孔12后与下座板15的边缘处连接。通过高强螺栓将传力连接端子8的第一连接板9、第二连接板10固定在支座13的上座板14、下座板15的边缘处，用于传递减隔震框架结构的水平力，承受弯矩和扭矩。通过上述连接设置，使支座13的上座板14、下座板15和减隔震框架结构16形成一个受力变形整体。

本实用新型减隔震阻尼器的安装方法，具体包括如下步骤：

（1）制作减隔震框架：通过整体加工制造或通过多段连接杆拼接制造一侧具有开口2的矩形框架，本实施例通过横截面均为矩形的第一连接杆3、第二连接杆4、第三连接杆5、第四连接杆6及第五连接杆7拼接制造，将第一连接杆3的两端与第二连接杆4的一端、第三连接杆5的一端垂直焊接在一起，也可以采用螺栓连接，并将第二连接杆4的另一端与第四连接杆6的一端垂直焊接在一起、第三连接杆5的另一端与第五连接杆7的一端垂直焊接在一起，也可以采用螺栓连接，使第一连接杆3与第四连接杆6、第五连接杆7平行且相对设置，第二连接杆4与第三连接杆5平行且相对设置，形成矩形框架，且使第四连接杆6与第五连接杆7的悬臂端呈上、下设置，两个悬臂端之间即为开口2，使第一连接杆3与第二连接杆4之间的角隅点、第一连接杆3与第三连接杆5之间的角隅点、第二连接杆4与第四连接杆6之间的角隅点、第三连接杆5与第五连接杆7之间的角隅点均为光滑圆弧倒角设置；

（2）安装传力连接端子：将步骤（1）中的开口2的上端部即第四连接杆6的悬臂端的前侧面焊接第一连接板9、上侧面焊接第二连接板10，形成传力连接端子8；同样在开口2的下端部即第五连接杆7悬臂端的前侧面焊接第一连接板9、下侧面焊接第二连接板10，形成传力连接端子8，且第一连接板9上设置有多个第一连接孔11，第二连接板10上设置有多个第二连接孔12；

（3）安装减隔震框架结构：将步骤（2）中安装好两个传力连接端子8的减隔震框架1移至配合使用的球型钢支座或盆式橡胶支座进行定位，通过多个高强螺栓将两个传力连接端子8分别与支座13的上座板14、下座板15连接固定。

通过上述步骤，使本实用新型减隔震框架结构与现有的球型钢支座或盆式橡胶支座形成一套桥梁减隔震阻尼器。参考图3所示，竖向力由球型钢支座13或盆式橡胶支座承担，地震水平力由减隔震框架结构16承担，当地震烈度达到一定程度时，使支座13的上座板14、下座板15发生超过正常运营的相对位移时，减隔震框架结构进入塑性工作状态，达到耗能减震的目的。

将本实用新型减隔震框架结构16安装在支座13的上座板14和下座板15之间，且位于支座13的外侧，形成外挂式阻尼器。在正常使用状态（桥梁运营阶段或低烈度地震时）下，处于弹性工作状态并能自由释放温度力；当高烈度地震发生时，减隔震框架结构进入塑形耗能工作状态，实现消耗地震能量、延长结构周期，达到减小地震力的目的。相比较以往的金属阻尼器或减隔震装置，本实用新型结构简单、更换方便，不受支座高度的限制，任何方向均可实现耗能减震，提供稳定和更高的阻尼比，且可由计算分析和试验实现对水平自由位移、塑性变形、阻尼比等参数的控制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种减隔震框架结构，其特征在于，包括减隔震框架，所述减隔震框架上设有一开口，所述开口处的两端部呈上、下设置，两个所述端部上分别连接有传力连接端子。

2.根据权利要求1所述的减隔震框架结构，其特征在于，所述减隔震框架为矩形环状结构。

3.根据权利要求2所述的减隔震框架结构，其特征在于，所述减隔震框架的横截面为矩形，所述开口设置于所述减隔震框架的一侧。

4.根据权利要求2所述的减隔震框架结构，其特征在于，所述减隔震框架是由多段连接杆件连接组成或一体制成。

5.根据权利要求4所述的减隔震框架结构，其特征在于，相邻所述连接杆之间的角隅点处为光滑圆弧倒角设计。

6.根据权利要求1所述的减隔震框架结构，其特征在于，所述减隔震框架是由抗震用优质碳素钢LY345Q制成。

7.根据权利要求1所述的减隔震框架结构，其特征在于，所述传力连接端子包括两块连接板，所述开口的上端部的前侧面和上侧面连接两块所述连接板，所述开口的下端部的前侧面和下侧面连接两块所述连接板。

8.根据权利要求7所述的减隔震框架结构，其特征在于，两块所述连接板上分别设有多个连接孔。

9.一种减隔震阻尼器，其特征在于，包括支座，所述支座包括上座板和下座板，所述上座板与下座板之间设有权利要求1-6任一项所述的减隔震框架结构，所述减隔震框架结构的两个所述传力连接端子分别通过可拆卸连接件与所述上座板及所述下座板连接固定。

10.一种减隔震阻尼器，其特征在于，包括支座，所述支座包括上座板和下座板，所述上座板与下座板之间设有权利要求7或8所述的减隔震框架结构，所述减隔震框架结构的两个所述传力连接端子分别通过可拆卸连接件与所述上座板及所述下座板连接固定。

11.根据权利要求9或10所述的减隔震阻尼器，其特征在于，所述支座采用球型钢支座或盆式橡胶支座。

12.根据权利要求10所述的减隔震阻尼器，其特征在于，所述可拆卸连接件采用螺栓，多个所述螺栓穿过所述传力连接端子的所述连接板上的多个连接孔后与所述上座板或下座板连接。

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