[發明專利]一種高阻尼橡膠與形狀記憶合金組合的橋梁減震控制系統

有效

• 申請號: 201611201881.9
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106592413B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 潘盛山;田凱論;崔瑤;譚巖斌;王騫;朱禹熹;邱文亮;黃才良;張哲
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠

1.一種高阻尼橡膠與形狀記憶合金組合的橋梁減震控制系統，其特征在于，該橋梁減震控制系統包括第一組合式阻尼器(1)、抗震鋼擋塊(2)、主梁(3)、雙向滑動型球形鋼支座(4)、橋墩或墊石(5)和第二組合式阻尼器(6)；

第一組合式阻尼器(1)和第二組合式阻尼器(6)結構相同，為高阻尼橡膠與形狀記憶合金組合的阻尼器，將第一組合式阻尼器(1)和第二組合式阻尼器(6)成對安裝在橋梁結構上，其一端通過連接螺栓(8)錨固在抗震鋼擋塊(2)上，另一端通過連接螺栓(8)錨固在橋墩或墊石(5)上；通過調節阻尼器的組數和位置，進而滿足不同強度、不同方向的地震力作用下的耗能減震需求；

第一組合式阻尼器1包括第一連接鋼板(7)、連接螺栓(8)、膠結層(9)、高阻尼橡膠圓柱體(10)、形狀記憶合金絲(11)、形狀記憶合金絞線(12)、夾緊塊(13)、高阻尼橡膠圓柱體內的絞線孔(14)、帶拉緊環的預緊螺栓(15)、第二連接鋼板(16)、錨固裝置(17)和高阻尼橡膠體內的絞線孔(18)；

第一連接鋼板(7)為圓柱體，一側設置凹槽，用來安置夾緊塊(13)；第一連接鋼板(7)上兩端設有第一連接螺栓孔(21)，凹槽處預留有形狀記憶合金絞線孔(18)，形狀記憶合金絞線孔(18)的數量和直徑由形狀記憶合金絞線(12)的數量和直徑確定；第一連接鋼板(7)一側通過膠結層(9)與高阻尼橡膠圓柱體(10)體固結，另一側通過連接螺栓(8)安裝在相應位置上；

第二連接鋼板(16)為圓柱體，一側設置凹槽，用于安置帶拉緊環的螺栓(15)，另一側設有套箍結構，用于定位和固定高阻尼橡膠圓柱體(10)，并防止高阻尼橡膠圓柱體(10)和第二連接鋼板(16)之間產生相對錯動；第二連接鋼板(16)上設有第二連接螺栓孔(20)，凹槽處預留有預緊螺栓孔(19)，預緊螺栓孔(19)的數量與形狀記憶合金絞線(12)的數量一致；第二連接鋼板(16)一側與高阻尼橡膠圓柱體(10)自由接觸，另一側通過連接螺栓(8)安裝在相應位置上；

所述的高阻尼橡膠圓柱體(10)的截面為圓形，高阻尼橡膠圓柱體(10)內設置供形狀記憶合金絞線(12)通過的高阻尼橡膠圓柱體內的絞線孔(14)；高阻尼橡膠體內的絞線孔(14)的數量和直徑按形狀記憶合金絞線(12)的數量和直徑確定，并且高阻尼橡膠體內的絞線孔(14)的直徑確保形狀記憶合金絞線(12)在受壓時自由彎曲；高阻尼橡膠圓柱體(10)一端通過膠結層(9)與第一連接鋼板(7)固結，另一端與第二連接鋼板(16)自由接觸；高阻尼橡膠圓柱體(10)側面帶有多個凹槽，在高阻尼橡膠圓柱體(10)的凹槽內纏繞形狀記憶合金絲(11)，每個凹槽內用一根形狀記憶合金絲(11)，形狀記憶合金絲(11)的兩端用錨固裝置(17)固定；通過調節高阻尼橡膠圓柱體(10)的長度L、直徑D，形狀記憶合金絲(11)的直徑、纏繞段數量n、纏繞段寬度b及纏繞段間距c，形狀記憶合金絞線(12)的直徑、數量、預張拉程度調整阻尼器的軸向剛度，滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求；

在高阻尼橡膠圓柱體(10)的每個絞線孔(14)內穿有一根形狀記憶合金絞線(12)，形狀記憶合金絞線(12)一端通過夾緊塊(13)與第一連接鋼板(7)連接，夾緊塊(13)安裝固定在第一連接鋼板(7)上，另一端通過帶有拉緊環的螺栓(15)連接在第二連接鋼板(16)上，通過螺栓(15)的拉緊環調節形狀記憶合金絞線(12)的預拉力；

所述的形狀記憶合金絞線(12)以高阻尼橡膠圓柱體(10)的軸心為基準均勻布置，形狀記憶合金絞線(12)的合力作用在高阻尼橡膠體(4)的軸心上。

2.根據權利要求1所述的橋梁減震控制系統，其特征在于，所述的抗震鋼擋塊(2)包括擋塊連接板、加勁板與豎向鋼擋板，各鋼板之間采用焊接方式連接，第一組合式阻尼器1和第二組合式阻尼器(6)通過連接螺栓(8)錨固在抗震鋼擋塊(2)上。

3.根據權利要求1或2所述的橋梁減震控制系統，其特征在于，所用的支座采用雙向滑動型球形鋼支座(4)，具有豎向承載能力強、耐久性好的特點，和橡膠支座相比大幅減少了支座的平面尺寸。