CN214613345U - 用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及振动及噪声控制技术领域，公开了一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，包括自上而下依次设置的上连接板、竖向隔振单元、中作板、水平隔振单元和下连接板；其中，所述竖向隔振单元包括箱体和在箱体内自上而下依次固定连接的第一橡胶层、间隔板和第二橡胶层，所述箱体的一端开口，所述上连接板盖合固定在所述开口上，所述第一橡胶层上均匀间隔固定设置有多个第一隔振弹簧；所述第二橡胶层上均匀间隔固定设置有多个第二隔振弹簧。本实用新型能够有效减少轨道交通诱发的微振动，提高减振效果，有效解决轨道交通上盖结构的振动噪音问题。

Description

用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置

技术领域

本实用新型涉及振动及噪声控制技术领域，特别是涉及一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置。

背景技术

地震是一种复杂的三维空间运动，包含水平方向(X、Y方向)和竖直方向(Z方向)的运动，传统对隔震技术的研究主要考虑水平方向的减震效果，认为震害主要由水平向地震作用造成，竖向地震加速度仅相当于水平向加速度的0.65。但大量地震记录显示，地震作用竖直方向的分量对建筑物的破坏作用是不能忽视的，尤其在高烈区和震中区域，竖向地震分量极为明显，另一方面，轨道交通的发展引起的环境振动，给人们的工作和生活带来的影响，也需要对隔离竖向振动采取措施。因此，三维隔振装置的研究应运而生。

目前，普通的三维隔振装置包括水平支座和竖向支座，其中，水平支座为橡胶隔震支座、厚肉橡胶隔震支座、摩擦摆隔震支座等，竖向支座为碟形弹簧、螺旋弹簧、油阻尼器等竖向一种或多种组合的减振装置。

与普通三维隔振装置不同的是，轨道交通上盖结构需要面对地铁诱发的长期、多次的竖向微小振动，且轨道交通上盖一般微高层甚至超高层结构，支座承受的拉压应力均较大。所以用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置最主要的特点如下：能够承受长期多次的地铁诱发的竖向微振动，具有较好的支座竖向疲劳性能；能够有效减小地铁诱发的振动频率范围广、振动微小的竖向加速度，具有较好的竖向微振动减振性能；能够承受上盖结构传递的较大压应力，竖向承压能力满足要求。但是，目前的三维隔振装置难以有效减少地铁诱发传递给上盖结构的振动和噪音，使得地铁上盖超高层结构难以满足对振动和噪音的规范要求。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，以解决现有三维隔振装置难以有效减少地铁诱发传递给上盖结构的振动和噪音的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所述用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，包括自上而下依次设置的上连接板、竖向隔振单元、中作板、水平隔振单元和下连接板；其中，所述竖向隔振单元包括箱体和在箱体内自上而下依次固定连接的第一橡胶层、间隔板和第二橡胶层，所述箱体的一端开口，所述上连接板盖合固定在所述开口上，所述第一橡胶层上均匀间隔固定设置有多个第一隔振弹簧；所述第二橡胶层上均匀间隔固定设置有多个第二隔振弹簧。

优选地，所述中作板包括底板和支撑柱，所述支撑柱的一端设置在所述底板的上表面，所述箱体的底部设置有供所述支撑柱穿过的第一通孔，所述第二橡胶层上设置有供所述支撑柱穿过的第二通孔，所述支撑柱的另一端穿过所述第一通孔和所述第二通孔插入所述间隔板中，所述底板的上表面与所述箱体的底部具有间隙。

优选地，多个所述第二隔振弹簧位于所述第二通孔的外周侧，且多个所述第二隔振弹簧沿第二橡胶层的周向均匀布置。

优选地，多个第一隔振弹簧的其中一个第一隔振弹簧的中心轴线与所述第一橡胶层的中心轴线同轴设置，多个第一隔振弹簧的其他第一隔振弹簧设置在中心的第一隔振弹簧的外周侧，且多个第一隔振弹簧的其他第一隔振弹簧沿第一橡胶层的周向均匀布置。

优选地，所述第一隔振弹簧与所述第一橡胶层硫化设置为一体；所述第二隔振弹簧与所述第二橡胶层硫化设置为一体。

优选地，所述第一橡胶层与所述上连接板、所述间隔板均硫化粘接；所述第二橡胶层与所述间隔板、所述箱体的底部均硫化粘接。

优选地，所述中作板的下表面与所述水平隔振单元硫化粘接。

优选地，所述第一橡胶层的直径、所述第二橡胶层的直径均小于所述箱体的内径，所述间隔板的直径与所述箱体的内径相等。

优选地，所述间隔板的上表面和所述上连接板的下表面均设置有多个第一凸起，每个所述第一凸起均与一个第一隔振弹簧相对应，所述第一凸起设置在相对应的第一隔振弹簧的内周侧，且所述第一凸起的外径等于相对应的第一隔振弹簧的内径，所述第一橡胶层的下表面和所述第一橡胶层的上表面均设置有多个与所述第一凸起相匹配的第一凹槽，所述第一凸起插入所述第一凹槽中。

优选地，所述间隔板的下表面和所述箱体的底部均设置有多个第二凸起，每个所述第二凸起均与一个第二隔振弹簧相对应，所述第二凸起设置在相对应的第二隔振弹簧的内周侧，且所述第二凸起的外径等于相对应的第二隔振弹簧的内径，所述第二橡胶层的上表面和所述第二橡胶层的下表面均设置有多个与所述第二凸起相匹配的第二凹槽，所述第二凸起插入所述第二凹槽中。

本实用新型实施例一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型实施例的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置中竖向隔振单元利用固定设置的橡胶层和隔振弹簧能够有效减少轨道交通诱发的微振动，提高减振效果，有效解决轨道交通上盖结构的振动噪音问题；本实用新型通过中作板串联竖向隔振单元和水平隔振单元，实现三维隔振装置在水平方向与竖直方向的运动解耦，从而实现竖向减振和水平隔振的功能分区，满足不同方向隔振减振功能需求，能够对多种类型的振源，以及水平和竖向多维度振动输入具有良好的隔振效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置的立体外观图；

图2是本实用新型实施例所述用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置的剖面图；

图3是本实用新型实施例所述用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置的立体装配图；

图4是本实用新型实施例中箱体的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中间隔板的上表面结构示意图；

图6是本实用新型实施例中间隔板的下表面结构示意图；

图中，10、上连接板；20、竖向隔振单元；30、中作板；40、水平隔振单元；50、下连接板；60、上支墩；70、下支墩；

21、箱体；211、第一通孔；212、第二凸起；22、第一橡胶层；221、第一隔振弹簧；23、第二橡胶层；231、第二隔振弹簧；232、第二通孔；24、间隔板；241、第一凸起；242、凹槽；

31、底板；32、支撑柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型所述用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置用于轨道交通上盖结构的隔振减振，设置在上支墩60和下支墩70之间，其中，上支墩60指的是轨道交通上盖结构的支墩，下支墩70指的是轨道交通的支墩。

如图1－图3所示，本实用新型优选实施例的一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，包括自上而下依次设置的上连接板10、竖向隔振单元20、中作板30、水平隔振单元40和下连接板50，其中，上连接板10与上支墩60连接，可通过螺栓连接；下连接板50与下支墩70连接，可通过螺栓连接；竖向隔振单元20用于竖向隔振，水平隔振单元40用于水平隔振，中作板30设置在竖向隔振单元20和水平隔振单元40之间，实现水平方向与竖直方向的运动解耦，从而实现竖向减振和水平隔振的功能分区。本实施例中，上连接板10和下连接板50均为方形；在其他实施例中，上连接板10和下连接板50还可以为其他形状，例如矩形或圆形等。

优选地，所述竖向隔振单元20包括箱体21、第一橡胶层22、第二橡胶层23和间隔板24，所述箱体21的一端开口，且所述上连接板10盖合固定在所述开口上，盖合处可通过螺栓连接；所述第一橡胶层22、所述间隔板24和所述第二橡胶层23在所述箱体21内自上而下依次固定连接，第一橡胶层22与第二橡胶层23间隔设置，通过所述间隔板24分隔，优选地，所述第一橡胶层22与所述上连接板10、所述间隔板24均硫化粘接；所述第二橡胶层23与所述间隔板24、所述箱体21的底部均硫化粘接；所述第一橡胶层22上均匀间隔固定设置有多个第一隔振弹簧221，优选地，多个所述第一隔振弹簧221与所述第一橡胶层22硫化设置为一体；所述第二橡胶层23上均匀间隔固定设置有多个第二隔振弹簧231，优选地，多个所述第二隔振弹簧231与所述第二橡胶层23硫化设置为一体。其中，硫化设置具体指的是在第一橡胶层22和第二橡胶层23中分别添加硫化剂，使得第一橡胶层22、第二橡胶层23分别与多个第一隔振弹簧221或第二隔振弹簧231硫化粘接为一体。多个第一隔振弹簧221或第二隔振弹簧231并联设置，使得隔振弹簧的疲劳性能好，能长期有效减振，提升减振效果。第一隔振弹簧221和第二隔振弹簧231均可以是螺旋弹簧。

本实用新型中，竖向隔振单元20通过将橡胶层和隔振弹簧固定设置，满足竖向承压要求，且能够有效减少轨道交通诱发的微振动，提高减振效果，有效解决轨道交通上盖结构的振动噪音问题；本实用新型通过中作板30串联竖向隔振单元20和水平隔振单元40，实现三维隔振装置在水平方向与竖直方向的运动解耦，从而实现竖向减振和水平隔振的功能分区，满足不同方向隔振减振功能需求。

如图3所示，所述中作板30包括底板31和支撑柱32，所述支撑柱32的一端设置在所述底板31的上表面，所述支撑柱32的另一端穿过所述箱体21的底部和所述第二橡胶层23插入所述间隔板24中，以有效地保证竖向隔振单元20和水平隔振单元40的连接，进而保证三维隔振装置的整体性；相应地，所述箱体21的底部设置有供支撑柱32的端部穿过的第一通孔211，所述第二橡胶层23设置有供支撑柱32的端部穿过的第二通孔232，且第一通孔211和第二通孔232的孔径均与支撑柱32的直径相等；间隔板24的下表面设置有供支撑柱32的端部插入的凹槽242，凹槽242的形状与支撑柱32的外周形状相匹配，支撑柱32插入凹槽242中而不贯穿间隔板24，使得可以利用支撑柱32支撑间隔板24。所述底板31具有一定厚度，所述底板31的上表面与所述箱体21的底部具有间隙，以供竖向隔振单元20发生垂直向位移，竖向隔振单元20可以以支撑柱32为轴发生相对运动。优选地，所述底板31的下表面与所述水平隔振单元40硫化粘接。

优选地，多个所述第二隔振弹簧231均位于所述第二通孔232的外周侧，且多个所述第二隔振弹簧231沿第二橡胶层23的周向均匀布置。所述第二隔振弹簧231的中心轴线与所述支撑柱32的中心轴线平行设置。第二橡胶层23的外边缘呈圆形时，多个第二隔振弹簧231的中心连线呈圆形，且多个第二隔振弹簧231的中心连线与第二橡胶层23的外边缘构成同心圆环。例如，如图3所示，第二通孔232的外周侧设置了四个第二隔振弹簧231。在其他实施例中，第二隔振弹簧231还可以设置为三个、五个或六个等。

优选地，多个第一隔振弹簧221的其中一个第一隔振弹簧221的中心轴线与所述第一橡胶层22的中心轴线同轴设置，多个第一隔振弹簧221的其他第一隔振弹簧221设置在中心的第一隔振弹簧221的外周侧，且多个第一隔振弹簧221的其他第一隔振弹簧221沿第一橡胶层22的周向均匀布置。例如，如图3所示，第一橡胶层22的中心设置一个第一隔振弹簧221，在中心的第一隔振弹簧221的外周侧设置四个第一隔振弹簧221，四个第一隔振弹簧221沿周向均匀布置。第一橡胶层22的外边缘呈圆形时，位于外周侧的四个第一隔振弹簧221的中心连线呈圆形，且与第一橡胶层22的外边缘构成同心圆环。

如图3所示，支撑柱32与底板31垂直设置，且支撑柱32与底板31的中心轴线同轴设置；进一步地，所述支撑柱32的中心轴线与所述间隔板24的中心轴线位于同一直线上，以利用支撑柱32支撑间隔板24，从而支撑竖向隔振单元20。

可选地，本实施例中，底板31的外边缘形状为圆形，支撑柱32为圆柱体。在其他实施例中，底板31的外边缘形状还可以是其他形状，例如方形等，支撑柱32也可以为方柱或椭圆柱等。进一步地，可选地，底板31和支撑柱32均采用钢材制作而成，底板31和支撑柱32可以是独立的两个部件，也可以一体成型制作而成。

优选地，所述第一橡胶层22的直径、所述第二橡胶层23的直径均小于所述箱体21的内径，以使得第一橡胶层22和第二橡胶层23承受竖向压力时，可以发生横向变形；进一步地，优选地，所述间隔板24的直径与所述箱体21的内径相等。

如图5所示，所述间隔板24的上表面设置有多个第一凸起241，多个第一凸起241的中心轴线相互平行，每个所述第一凸起241均与一个第一隔振弹簧221相对应，所述第一凸起241设置在相对应的第一隔振弹簧221的内周侧，且所述第一凸起241的外径等于相对应的第一隔振弹簧221的内径，以利用第一凸起241固定相对应的第一隔振弹簧221的底部，相对应地，所述第一橡胶层22的下表面设置有多个与所述间隔板24的所述第一凸起241相匹配的第一凹槽，所述间隔板24的所述第一凸起241分别插入对应的所述第一凹槽中。优选地，所述间隔板24的第一凸起241可以呈圆环状或圆柱状。所述间隔板24的第一凸起241具有一定的高度，呈圆环状的第一凸起241具有一定的厚度。优选地，第一凸起241的高度为20mm。

进一步地，所述上连接板10的下表面设置有多个第一凸起241，每个所述第一凸起241均与一个第一隔振弹簧221相对应，所述第一凸起241设置在相对应的第一隔振弹簧221的内周侧，且所述第一凸起241的外径等于相对应的第一隔振弹簧221的内径，以利用第一凸起241固定相对应的第一隔振弹簧221的顶部，相对应地，所述第一橡胶层22的上表面设置有多个与所述上连接板10的所述第一凸起241相匹配的第一凹槽，所述上连接板10的所述第一凸起241分别插入对应的所述第一凹槽中。优选地，所述上连接板10的第一凸起241可以呈圆环状或圆柱状。所述上连接板10的第一凸起241具有一定的高度，呈圆环状的第一凸起241具有一定的厚度。优选地，第一凸起241的高度为10mm。

本实施例中，所述间隔板24的上表面设置的第一凸起241和所述上连接板10的下表面设置的第一凸起241一一对应，外径相同，均等于相对应的第一隔振弹簧221的内径，以分别固定同一个第一隔振弹簧221的底部和顶部，从而固定相对应的第一隔振弹簧221。在其他实施例中，可以根据使用需求仅在间隔板24的上表面设置第一凸起241，或者仅在上连接板10的下表面设置第一凸起241。

需要说明的是，所述间隔板24的上表面设置的第一凸起241和上连接板10的下表面设置的第一凸起241的形状可以相同，也可以不同；高度可以相同，也可以不同，且所述间隔板24的上表面设置的第一凸起241和上连接板10的下表面设置的第一凸起241的高度之和小于第一隔振弹簧221的高度。

如图6，所述间隔板24的下表面设置有多个第二凸起212，多个第二凸起212的中心轴线相互平行，每个所述第二凸起212均与一个第二隔振弹簧231相对应，所述第二凸起212设置在相对应的第二隔振弹簧231的内周侧，且所述第二凸起212的外径等于相对应的第二隔振弹簧231的内径，以利用所述间隔板24的第二凸起212固定相对应的第二隔振弹簧231的顶部，相对应地，所述第二橡胶层23的上表面设置有多个与所述间隔板24的所述第二凸起212相匹配的第二凹槽，所述间隔板24的所述第二凸起212分别插入对应的所述第二凹槽中。优选地，所述间隔板24的第二凸起212可以呈圆环状或圆柱状。优选地，所述间隔板24的第二凸起212具有一定的高度，呈圆环状的第二凸起212具有一定的厚度。优选地，所述间隔板24的第二凸起212的高度为10mm。

如图4所示，所述箱体21的一端开口，另一端设置有第一通孔211。所述箱体21的底部设置有多个第二凸起212，多个第二凸起212的中心轴线相互平行，每个所述第二凸起212均与一个第二隔振弹簧231相对应，所述第二凸起212设置在相对应的第二隔振弹簧231的内周侧，且所述第二凸起212的外径等于相对应的第二隔振弹簧231的内径，以利用所述箱体21的第二凸起212固定相对应的第二隔振弹簧231的底部，相对应地，所述第二橡胶层23的下表面设置有多个与所述箱体21的所述第二凸起212相匹配的第二凹槽，所述箱体21的所述第二凸起212分别插入对应的所述第二凹槽中。优选地，所述箱体21的第二凸起212可以呈圆环状或圆柱状。优选地，所述箱体21的第二凸起212具有一定的高度，呈圆环状的第二凸起212具有一定的厚度。优选地，所述箱体21的第二凸起212的高度为20mm。

本实施例中，所述箱体21底部设置的第二凸起212和所述间隔板24的下表面设置的第二凸起212一一对应，外径相同，均等于相对应的第二隔振弹簧231的内径，以分别固定同一个第二隔振弹簧231的底部和顶部，从而固定相对应的第二隔振弹簧231。在其他实施例中，可以根据使用需求仅在箱体21的底部设置第二凸起212，或者仅在间隔板24的下表面设置第二凸起212。

需要说明的是，箱体21底部设置的第二凸起212和间隔板24的下表面设置的第二凸起212的形状可以相同，也可以不同；高度可以相同，也可以不同，且箱体21底部设置的第二凸起212和间隔板24的下表面设置的第二凸起212的高度之和小于第二隔振弹簧231的高度。

可选地，所述上连接板10与所述箱体21螺栓连接，具体地，上连接板10与箱体21的外边缘螺栓连接；所述下连接板50与所述水平隔振单元40螺栓连接。

需要说明的是，本实用新型中竖向隔振单元20不仅能够减少因轨道交通诱发的微振动，而且，能够隔离地震的竖向振动。

本实施例中，所述水平隔振单元40是叠层天然橡胶支座、叠层铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座，以进行水平隔振。所述水平隔振单元40优选为叠层天然橡胶支座。叠层天然橡胶支座不但具有性能稳定可靠，工业界应用广泛的特点，而且具有较高的竖向刚度和竖向承压能力，同时能为水平向提供较小的刚度，有利于取得良好的隔振效果。

在实际设计时，可根据被隔振上盖结构的实际动力特性以及隔振目标需求，所述水平隔振单元40采用叠层天然橡胶支座或叠层铅芯橡胶支座，叠层铅芯橡胶支座在支座中部设置了铅芯棒，能起到耗散振动能量的作用。

综上，本实用新型实施例提供一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其竖向隔振单元20利用硫化设置的橡胶层和隔振弹簧能够有效减少轨道交通诱发的微振动，提高减振效果，有效解决轨道交通上盖结构的振动噪音问题；本实用新型通过中作板30串联竖向隔振单元20和水平隔振单元40，实现三维隔振装置在水平方向与竖直方向的运动解耦，从而实现竖向减振和水平隔振的功能分区，满足不同方向隔振减振功能需求。竖向隔振单元20与中作板30采取支撑柱32插入凹槽的形式进行连接构造，使得连接更为可靠，以发挥三维隔振装置的整体性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，包括：

自上而下依次设置的上连接板、竖向隔振单元、中作板、水平隔振单元和下连接板；

其中，所述竖向隔振单元包括箱体和在箱体内自上而下依次固定连接的第一橡胶层、间隔板和第二橡胶层，所述箱体的一端开口，所述上连接板盖合固定在所述开口上，所述第一橡胶层上均匀间隔固定设置有多个第一隔振弹簧；所述第二橡胶层上均匀间隔固定设置有多个第二隔振弹簧。

2.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述中作板包括底板和支撑柱，所述支撑柱的一端设置在所述底板的上表面，所述箱体的底部设置有供所述支撑柱穿过的第一通孔，所述第二橡胶层上设置有供所述支撑柱穿过的第二通孔，所述支撑柱的另一端穿过所述第一通孔和所述第二通孔插入所述间隔板中，所述底板的上表面与所述箱体的底部具有间隙。

3.根据权利要求2所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，多个所述第二隔振弹簧位于所述第二通孔的外周侧，且多个所述第二隔振弹簧沿第二橡胶层的周向均匀布置。

4.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，多个第一隔振弹簧的其中一个第一隔振弹簧的中心轴线与所述第一橡胶层的中心轴线同轴设置，多个第一隔振弹簧的其他第一隔振弹簧设置在中心的第一隔振弹簧的外周侧，且多个第一隔振弹簧的其他第一隔振弹簧沿第一橡胶层的周向均匀布置。

5.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述第一隔振弹簧与所述第一橡胶层硫化设置为一体；所述第二隔振弹簧与所述第二橡胶层硫化设置为一体。

6.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述第一橡胶层与所述上连接板、所述间隔板均硫化粘接；所述第二橡胶层与所述间隔板、所述箱体的底部均硫化粘接。

7.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述中作板的下表面与所述水平隔振单元硫化粘接。

8.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述第一橡胶层的直径、所述第二橡胶层的直径均小于所述箱体的内径，所述间隔板的直径与所述箱体的内径相等。

9.根据权利要求1所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述间隔板的上表面和所述上连接板的下表面均设置有多个第一凸起，每个所述第一凸起均与一个第一隔振弹簧相对应，所述第一凸起设置在相对应的第一隔振弹簧的内周侧，且所述第一凸起的外径等于相对应的第一隔振弹簧的内径，所述第一橡胶层的下表面和所述第一橡胶层的上表面均设置有多个与所述第一凸起相匹配的第一凹槽，所述第一凸起插入所述第一凹槽中。

10.根据权利要求9所述的用于轨道交通上盖结构的三维隔振装置，其特征在于，所述间隔板的下表面和所述箱体的底部均设置有多个第二凸起，每个所述第二凸起均与一个第二隔振弹簧相对应，所述第二凸起设置在相对应的第二隔振弹簧的内周侧，且所述第二凸起的外径等于相对应的第二隔振弹簧的内径，所述第二橡胶层的上表面和所述第二橡胶层的下表面均设置有多个与所述第二凸起相匹配的第二凹槽，所述第二凸起插入所述第二凹槽中。

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