[發明專利]一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置

無效

• 申請號: 201210526669.5
• 申請日: 2012-12-08
• 公開（公告）號: CN103015554A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 陶連金;安軍海;汪國鋒;李文博;蔡東明
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E02D31/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術領域

本發明涉及一種用于上下密貼地鐵結構交叉部位的三維減隔震裝置，其具有適宜的水平和豎向剛度及較高的承載能力，屬于土木工程結構隔震控制與振動控制技術領域。

背景技術

隨著全國城市化進程步伐的明顯加快，地面交通已難以滿足人們生產生活的需求，地鐵以其獨特的優點大大優化了城市軌道交通的建設。如今，地鐵建設迅速發展，大量地鐵線路正在施工和規劃中，且其結構形式也趨向多樣化，車站、隧道等空間交錯結構越來越多，近距離密貼地鐵的施工也越來越普遍，在人們對安全要求逐步提高的情況下，地鐵結構的抗震性能（尤其是強震作用下）也日益受到高度重視。

由于地震動本身具有多維性，對震中附近和高烈度地區的建筑結構考慮三維減隔震是十分必要的，目前對地面以上結構的三維減隔震研究已取得較多的研究成果，但對于地下空間結構的三維隔震的研究日前還沒有實質進展，而豎向強震對密貼地鐵地下交叉結構又會產生顯著的動力響應，且代表著地下結構未來發展趨勢的密貼地鐵結構在動力作用下，其交叉部位受力情況和位移分布與周圍不同，上下地鐵之間的相互影響又使得各自動力響應增加，較一般地下結構更易產生較大內力和不均勻變形，破壞后果也更加嚴重。同時，空間交叉的地鐵結構又大都屬于換乘車站或交通樞紐，是軌道交通中的核心節點，人流集中、結構復雜，一旦出現破壞，損失將不堪設想，然而，由于我國地鐵抗震技術研究和應用相對滯后，還沒有針對地下軌道交通系統的設計指南或規范，更缺少密貼隧道交叉區域的抗震措施，地下軌道交通的規劃、設計、抗震體系和施工方案等還處于摸索階段，這些均給我國城市地下軌道交通系統的防災減災埋下了安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能同時減輕或隔離水平和豎向地震作用的、用于地鐵近距離穿越結構交叉部位抗震裝置，且使得該裝置構造簡單，經濟實用、安全可靠、便于施工，同時，在一定程度上為地下結構交叉部位應用三維隔震方面提供有益的參考。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置包括剛性支撐（1）、剛性連接件（2）、柔性緩沖層（3）、加勁鋼板（4）、輔助碟形彈簧（5）、主碟形彈簧（7）、以及碟形彈簧導向筒（9）；柔性緩沖層（3）與加勁鋼板（4）交錯疊放，頂層和底層為柔性緩沖層（3），柔性緩沖層（3）與加勁鋼板（4）四周由剛性支撐（1）封閉，碟形彈簧導向筒（9）縱向貫穿柔性緩沖層（3）與加勁鋼板（4），碟形彈簧導向筒（9）在水平面上沿橫向、縱向均勻分布，輔助碟形彈簧（5）與主碟形彈簧（7）分別套于碟形彈簧導向筒（9）外表面，且兩個主碟形彈簧（7）之間不相鄰。

碟形彈簧導向筒（9）內置粘彈性阻尼材料填充物（6）。

剛性支撐（1）與柔性緩沖層（3）、加勁鋼板（4）之間設有減震層（8）。

剛性支撐（1）為槽鋼。

主碟形彈簧（7）規格大于輔助碟形彈簧（5）規格。

剛性連接件（2）指高強螺栓或帶肋鋼筋，柔性緩沖層（3）與加勁鋼板（4）之間經高溫硫化粘合；主碟形彈簧（7），及輔助碟形彈簧（5）的片數可根據實際情況進行調節，以優化豎向剛度，進而達到盡量減少上下密貼地鐵結構相互影響的目的，主、輔碟形彈簧均用剛性連接件錨固于與柔性緩沖層（3）和加勁鋼板（4）上；剛性支撐（1）通過預埋件固定連接在密貼車站結構上，用于安裝間隔疊放的加勁鋼板（4）和柔性緩沖層（3）。

有益效果：

本發明經濟適用、可操作性強、便于施工，可以用于不同間距和高度的地鐵近距離交叉結構。水平向可在很大程度上隔離地震，又有吸能減震層進一步降低地震能量，周邊槽鋼的存在可限制減隔震層在強震中發生較大水平位移，穩固性好，同時可以防止減震層的磨損和腐蝕；豎直方向主要由柔性緩沖層和加勁鋼板承受豎向作用力，主、輔碟形彈簧組的設置可使裝置的豎向承載力進一步提高，減少上部結構的豎向沉降，且由于裝置的豎向剛度遠小于上下部結構的豎向剛度，故可較大程度上限制地震作用向上部結構的傳遞。另外，槽鋼周圍涂刷防腐絕緣涂層，可有效減少土對槽鋼的腐蝕作用。

附圖說明

圖1為三維減隔震裝置俯視圖；

圖2為三維減隔震裝置剖面圖；

圖3為三維減隔震裝置示意圖；

圖4為3*3主碟形彈簧示意圖。

圖中，1、剛性支撐，2、剛性連接件，3、柔性緩沖層，4、加勁鋼板，5、輔助碟形彈簧，6、粘彈性阻尼材料填充物，7、主碟形彈簧，8、減震層，9、碟形彈簧導向筒。

具體實施方式