CN212582947U - 一种隔振建筑用的竖向减振装置 - Google Patents

Abstract

一种隔振建筑用的竖向减振装置，有一接触面经镜面处理的不锈钢顶板，顶板利用连接套筒和上锚固螺栓固定在上支墩上；有一粘弹性阻尼器装置，包括外钢圆筒和内钢圆筒，外钢圆筒内同轴固连内套，内钢圆筒插在外钢圆筒和内套之间，内钢圆筒内表面与内套外表面之间粘连有粘弹性材料夹层；内钢圆筒外侧与外钢圆筒内侧之间同轴设置圆柱螺旋弹簧，弹簧上底面顶在外钢圆筒上底面，弹簧下底面顶在内钢圆筒的下底板上。本申请不影响结构水平面内变形，可有效减少地铁运行对建筑物的振动及二次噪声影响，保证建筑物内人员的舒适度及仪器设备的安全性；发挥减振作用，并联的钢制圆柱螺旋弹簧能提高粘弹性阻尼器复位速度，以适应因地铁运行引起的高频竖向振动。

Description

一种隔振建筑用的竖向减振装置

技术领域

本实用新型涉及建筑隔振技术领域，尤其涉及一种针对轨道交通上盖建筑的竖向减振装置。

背景技术

随着国内城市轨道交通线路的大量运营，城市轨道交通对沿线环境的不良影响，特别是振动及二次结构噪声问题尤为凸显，已引起社会各界的广泛关注。

现阶段竖向隔振措施基本建立在建筑隔振措施的基础上，虽然隔振支座能减轻上部结构例如由地铁运行引起的振动及二次结构噪声问题，但效果有限，因此，一种能降低地铁上盖及沿线建筑物竖向振动的装置亟待研究实现。

发明内容

本实用新型的目的是，克服现有技术对地铁上盖建筑隔振措施所存在的针对性差、效果有限的缺陷，提供一种特别适用于地铁上盖建筑的竖向减振装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种隔振建筑用的竖向减振装置，其特征是，有一块接触面经过镜面处理的不锈钢顶板，该顶板利用连接套筒和上锚固螺栓固定在上支墩上；有一副粘弹性阻尼器装置，该装置包括外钢圆筒和内钢圆筒，外钢圆筒的内部同轴固连有一个杯形的内套，内钢圆筒自下而上地插在外钢圆筒和内套之间，内钢圆筒的内表面与所述内套的外表面之间粘连有粘弹性材料夹层，并将内钢圆筒与内套连接在一起；内钢圆筒的外侧与外钢圆筒的内侧之间同轴设置钢制圆柱螺旋弹簧，圆柱螺旋弹簧的上底面顶在外钢圆筒的上底面，圆柱螺旋弹簧的下底面顶在内钢圆筒的下底板上面，外钢圆筒的下底固定环板与内钢圆筒的下底板利用预紧拉杆和连接套筒可调节地拉紧固定，预紧拉杆的下端兼做下锚固螺栓将内钢圆筒的下底板固定在下支墩上；杯形内套的上底部外侧面粘贴聚四氟乙烯板，粘弹性阻尼器装置通过所述聚四氟乙烯板与所述不锈钢顶板的下侧面相抵压。

顶板下面设置有可预紧的粘弹性阻尼器装置，可预紧粘弹性阻尼器装置与不锈钢板镜面之间达到紧密接触并可以在平面内自由滑动,这对于构建在地铁上面的建筑物来说，平面内摩擦力可以忽略不计，即忽略水平的x向、y向的摩擦力，重点解决竖向振动，即z向振动这个主要问题，粘弹性阻尼器装置在建筑物受到的竖向振动时提供阻尼比，消耗振动能量。通过预紧拉杆控制粘弹性阻尼器装置顶部与不锈钢镜面接触处并产生一定的预紧力，同时，在粘弹性阻尼器装置顶部粘贴一层聚四氟乙烯板，极大的降低水平方向的摩擦系数，基本实现阻尼器水平零刚度，满足隔振层平面内大位移变形的需求。

粘弹性材料夹层可在建筑物受到竖向振动下通过剪切变形耗能，发挥减振作用，并联的钢制圆柱螺旋弹簧可以提高粘弹性阻尼器复位速度，以适应因地铁运行引起的高频竖向振动。

优选方案，所述粘弹性材料夹层为在内钢圆筒的内表面与隔套的外表面之间采用粘弹性材料通过高温硫化作用将两者粘连在一起以构成，从而在结构上使内钢圆筒和外钢圆筒连成整体。

优选方案，所述圆柱螺旋弹簧的材料截面为矩形结构。矩形截面材料制造的弹簧，可以在相同的安装空间和在相同的变形量之下，获得较大的负荷，从能量的观点看，矩形截面材料制造的弹簧比圆截面材料制造的弹簧可以贮存更多的能量。因为要适应因地铁运行引起的高频竖向振动，这就要求尽可能地提高圆柱螺旋弹簧的刚度，同时又要兼顾构件所处空间窄小的限制，因此采用矩形截面材料制造圆柱螺旋弹簧就显得特别有意义。

优选方案，预拉紧杆的结构，包括作为下锚固螺栓的下段和作为拉紧调整杆的上段，在下段的上端以及在上段的上端各设置有螺纹并各配置有螺母；其中上段的螺纹为细牙螺纹。采用细牙螺纹利于提高调整的精细度。预拉杆的作用是在支座安装之前首先将上部的钢套筒预拉至安装在结构上的位置，安装完成后可以把预拉力去掉，这样可以维持粘弹性材料在安装前和安装后均保持在不受力状态。

优选方案，作为下锚固螺栓的下段的直径大于作为拉紧调整杆的上段的直径。

本实用新型的有益效果是：

1、在顶板下面设置有可预紧的粘弹性阻尼器装置，粘弹性阻尼器装置与不锈钢板镜面达到自由接触,这对于构建在地铁上盖建筑物来说，可以只针对竖向减振，不影响结构水平面内变形，可有效减少地铁运行对建筑物的振动及二次噪声影响，保证建筑物内人员的舒适度及仪器设备的安全性；

2、粘弹性材料夹层可在建筑物受到竖向振动下通过剪切变形耗能，发挥减振作用，并联的钢制圆柱螺旋弹簧可以提高粘弹性阻尼器复位速度，以适应因地铁运行引起的高频竖向振动，达到优势互补；

3、可通过调节预紧拉杆弥补解决建筑物本身或橡胶隔振支座产生的竖向徐变问题；

4、不影响隔振建筑隔振层上下部各自水平变形；

5、安装及更换方便，工作过程中也不需要特别措施进行维护；

6、可通过调节预紧拉杆解决阻尼器上下间隙及预压力问题，提高竖向减振效率；

7、预拉紧杆调整采用细牙螺纹微调，调整精细；

8、圆柱螺旋弹簧的材料截面为矩形结构，矩形截面材料制造的弹簧，可以在相同的安装空间和在相同的变形量之下，获得较大的负荷，尤其是对于地铁运行引起的高频竖向振动。因为要适应因地铁列车运行引起的高频竖向振动，这就要求尽可能地提高圆柱螺旋弹簧的刚度，同时又要考虑到构件所处空间窄小的限制，因此采用矩形截面材料制造圆柱螺旋弹簧就显得特别有意义。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。

图2是一种实施例的外观示意图。

图3是图2的A-A剖视示意图。

图中：顶板1；连接套筒2；上锚固螺栓3；上支墩4；聚四氟乙烯板5；粘弹性阻尼器装置6；外钢圆筒7；隔套8；内钢圆筒9；粘弹性材料夹层10；圆柱螺旋弹簧11；下底板12；下底固定环板13；预紧拉杆14；下支墩15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：一种隔振建筑用的竖向减振装置，有一块接触面经过镜面处理的不锈钢顶板1，该顶板1利用连接套筒2和上锚固螺栓3固定在上支墩4上；顶板1下面隔着聚四氟乙烯板5设置有粘弹性阻尼器装置6，粘弹性阻尼器装置6包括其顶面与不锈钢顶板1下面抵压的聚四氟乙烯板5的外钢圆筒7，聚四氟乙烯板5与外钢圆筒7粘连在一起，外钢圆筒7的内部中间固连有隔套8，有一内钢圆筒9的内表面与隔套8的外表面之间夹紧有粘弹性材料夹层10，内钢圆筒9的外侧与外钢圆筒7的内侧之间同轴设置有钢制的圆柱螺旋弹簧11，圆柱螺旋弹簧11的上底面顶着外钢圆筒7的上底面，圆柱螺旋弹簧11的下底面顶在内钢圆筒9的下底板12上面，外钢圆筒7的下底固定环板13与内钢圆筒9的下底板12利用预紧拉杆14和连接套筒可调节拉紧固定，预紧拉杆14的下端兼做下锚固螺栓以将内钢圆筒9的下底板12固定在下支墩15上。

本实施例采用在顶板1下面设置有可预紧的粘弹性阻尼器装置6，可预紧的粘弹性阻尼器装置6与不锈钢顶板镜面达到自由接触,这对于构建在地铁上盖建筑物来说，可以忽略次要的、相对很轻微的纵向振动和横向振动，即忽略x向和y向的振动，突出和抓住了相对较大的也是最主要的竖向振动即z向振动这个主要矛盾，粘弹性阻尼器装置6在建筑物受到的竖向振动下提供阻尼比，消耗振动能量。这种抓住主要矛盾的方法，用一维减振取代三维减振，极大地简化了设计和制造程序，大幅降低了成本,在地铁上部的特定环境下，并不会降低实际减振效果。通过预紧拉杆14控制调整粘弹性阻尼器装置6顶部与不锈钢顶板1镜面的接触力使之恰到好处且不产生间隙，同时，由于在粘弹性阻尼器装置6顶部粘贴一层聚四氟乙烯板5，极大的降低水平方向的摩擦系数，基本实现阻尼器的水平方向零刚度，满足隔振层大位移变形的需求。

粘弹性材料夹层10是在内钢圆筒9的内表面与隔套8的外表面之间，采用有机粘弹性材料通过高温硫化作用将两者粘连在一起以构成，从而在结构上使内钢圆筒9和外钢圆筒7连成整体。粘弹性材料夹层10可在建筑物受到竖向振动下通过剪切变形耗能，发挥减振作用，与粘弹性材料夹层10并联的钢制圆柱螺旋弹簧11兼有提高粘弹性阻尼器复位速度的作用，以适应因地铁运行引起的高频竖向振动。

粘弹性材料夹层10由于夹在内钢圆筒9的内表面与隔套8的外表面之间而形成剪切形阻尼，受切向加载力而变形，而变形即散发能量，阻尼大小与材料密切相关，非金属材料例如沥青和环氧树脂的阻尼远高于钢铁材料的阻尼。由于粘弹性材料夹层10的内阻尼作用相比于钢制螺旋弹簧11突出，例如对于地铁列车进出站台时的减速和加速引起的振动频率的变化，粘弹性材料夹层10与钢制螺旋弹簧11配合，优势互补，提高装置的动刚度，有效地避免广泛频率的共振，因此具有更好的消能减噪作用。

钢制圆柱螺旋弹簧11的材料截面为矩形结构，矩形截面材料制造的弹簧，可以在相同的安装空间和在相同的变形量之下，获得较大的负荷，从能量的观点看，矩形截面材料制造的弹簧比圆截面材料制造的弹簧可以贮存更多的能量，也就是说在矩形截面材料制造的弹簧变形时可以吸收更多的外加振动能量，或者说在相同的减振效果下，矩形截面材料制造的弹簧比圆截面材料制造的弹簧更节省空间。

实施例2：预拉紧杆14的结构，包括作为锚固螺栓的下段和作为拉紧调整杆的上段，在下段的上端以及在上段的上端各设置有螺纹并各配置有螺母；其中上段的螺纹为细牙螺纹，采用细牙螺纹利于提高调整的精细度。同时，为了安装工艺的需要，下段的直径需大于上段的直径，因为，预拉紧杆14作为下锚固螺栓，其装配连接之前一般先预设固定在下支墩15的混凝土中，所以装配时相应配合的螺母需从上端装入，下段的直径大于上段的直径决定了配合下锚固螺栓的螺母其内径大于上段的直径，便于顺利通过上段再与下段配合紧固。其余结构同实施例1。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种隔振建筑用的竖向减振装置，其特征是，有一块接触面经过镜面处理的不锈钢顶板，该顶板利用连接套筒和上锚固螺栓固定在上支墩上；有一副粘弹性阻尼器装置，该装置包括外钢圆筒和内钢圆筒，外钢圆筒的内部同轴固连有一个杯形的内套，内钢圆筒自下而上地插在外钢圆筒和内套之间，内钢圆筒的内表面与所述内套的外表面之间粘连有粘弹性材料夹层，并将内钢圆筒与内套连接在一起；内钢圆筒的外侧与外钢圆筒的内侧之间同轴设置钢制圆柱螺旋弹簧，圆柱螺旋弹簧的上底面顶在外钢圆筒的上底面，圆柱螺旋弹簧的下底面顶在内钢圆筒的下底板上面，外钢圆筒的下底固定环板与内钢圆筒的下底板利用预紧拉杆和连接套筒可调节地拉紧固定，预紧拉杆的下端兼做下锚固螺栓将内钢圆筒的下底板固定在下支墩上；杯形内套的上底部外侧面粘贴聚四氟乙烯板，粘弹性阻尼器装置通过所述聚四氟乙烯板与所述不锈钢顶板的下侧面相抵压。

2.根据权利要求1所述的一种隔振建筑用的竖向减振装置，其特征是，所述粘弹性材料夹层为在内钢圆筒的内表面与隔套的外表面之间采用粘弹性材料通过高温硫化作用将两者粘连在一起以构成，从而在结构上使内钢圆筒和外钢圆筒连成整体。

3.根据权利要求1或2所述的一种隔振建筑用的竖向减振装置，其特征是，所述圆柱螺旋弹簧的材料截面为矩形结构。

4.根据权利要求3所述的一种隔振建筑用的竖向减振装置，其特征是，预拉紧杆的结构，包括作为下锚固螺栓的下段和作为拉紧调整杆的上段，在下段的上端以及在上段的上端各设置有螺纹并各配置有螺母；其中上段的螺纹为细牙螺纹。

5.根据权利要求4所述的一种隔振建筑用的竖向减振装置，其特征是，作为下锚固螺栓的下段的直径大于作为拉紧调整杆的上段的直径。

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