[發明專利]一種具備水平異性剛度及抗沖特性橋梁隔震器

有效

• 申請號: 201810158950.5
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108360372B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 于國軍;王凌云;操禮林;蘇波;文茜茜
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具備水平異性剛度及抗沖特性橋梁隔震器，涉及橋梁隔震減振領域，該隔振器包括上承臺板、連接板、聚四氟乙烯滑動層、下承臺板、水平隔震組件和豎向隔振器；本發明可為橋梁支座在振動激勵下進行有效隔震減振，克服了傳統橡膠隔震器水平各向剛度一致且剛度不可變，阻尼力單一，不滿足橋梁支座的水平異性剛度需求的缺陷；本發明可實現水平兩個方向不同的隔震效果，并且在不同速度荷載下剛度和阻尼可變，能有效發揮耗能和抗沖擊作用，且總安裝高度低，制作方便。

技術領域

本發明涉及橋梁隔震減振技術領域，具體涉及到一種基于剪切增稠材料，具備水平異性剛度及抗沖特性橋梁隔震器。

背景技術

支座在橋梁工程或其他行業中已經不僅需要考慮支撐作用，更應該考慮在振動條件下支座的隔震減振作用，且應該考慮橋梁在有高速行車荷載，順橋向產生的支座位移。而在地震時，寬橋支座的水平各向都會有較大的振動響應。為了減少振動對橋墩或梁體帶來的影響，各種隔震減振手段應運而生，隔震技術作為振動控制領域中的一種，不同于傳統的以剛克剛的抗震技術，工程上常采用橡膠支座作為隔震層，其水平剛度較低，通過延長結構自振周期，可減小結構的加速度響應。但橡膠支座水平各向剛度一致且阻尼力單一而橋梁的順橋向和橫橋向剛度往往是不同的，導致其在行車荷載或地震作用下的振動反應都是不同的，所需的水平各向隔震效果也是不同的。

有學者提出一種摩擦擺支座，通過滑動面的設計來延長結構的自振周期，并通過摩擦來消耗地震能量。現有摩擦擺支座有以下缺點：支座處需設計限位鋼環，承力較大，受力復雜；摩擦面多為半球面，加工困難，成本高；振動頻率單一，不能滿足變剛度隔震和抗沖擊需求。

近年來，剪切增稠材料在隔震技術上的使用越來越多，剪切增稠泥(ShearThickening Plastomers，簡稱STP)是性能優異的粘彈性材料，克服了剪切增稠液(STF)不穩定，易沉降，封裝困難的缺陷，同時保有STF的優異力學性能。隨著應變率的增加，STP由類液態變為類固態，在相態轉變過程中會吸收大量能量，剛度也會提高，并有很好的抗沖擊性能。

中國專利(申請號201420050258.8)公開的“摩擦擺減隔震球型支座”，通過摩擦擺支座設計可實現單向摩擦減震或雙向摩擦減震，但限制在振動頻率單一，缺乏豎向隔震能力。中國專利(申請號201620798469.9)公開的“一種帶準零剛度特性的三維隔震/振支座”通過摩擦擺與碟形彈簧串聯的設計能實現三維隔震，但仍存在振動頻率單一，構造復雜，加工困難等問題。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明設計一種具備水平異性剛度及抗沖特性橋梁隔震器，與現有橋梁隔震器相比，通過結構設計使得該裝置具有橋梁支座所需的水平異性剛度的特性，同時剪切增稠泥的引入使得該裝置具有對于低速時剛度較低，滿足其位移要求，高速時剛度躍升，提供較大阻尼力，具有耗能和抗沖擊的特性。

本發明是通過如下技術方案得以實現的：

一種具備水平異性剛度及抗沖特性橋梁隔震器，該隔振器包括上承臺板、連接板、聚四氟乙烯滑動層、下承臺板、水平隔震組件和豎向隔振器；

所述上承臺板與下承臺板之間設置有數個豎向隔振器和水平隔震組件；

所述豎向隔振器用來支撐上承臺板與下承臺板；且豎向隔振器對稱均布在上承臺板與下承臺板四周；所述水平隔震組件設置在上承臺板與下承臺板中心；

所述豎向隔振器包括上連接板、導向柱、彈性橡膠和下連接板；所述上連接板通過導向柱與下連接板連接；所述導向柱為兩根，導向柱通過彈性橡膠連接；所述上承臺板下底面與上連接板之間有聚四氟乙烯滑動層；所述下承臺板與下連接板可拆卸連接；

所述水平隔震組件包括滑動關節、高阻尼橡膠隔層、摩擦板、聚四氟乙烯材料層、STP夾層、限位板、剛性桿、限位螺栓、和多孔鋼板；