[發明專利]預壓組合式的非線性彈簧豎向隔振裝置

在審

• 申請號: 201811335722.7
• 申請日: 2018-11-11
• 公開（公告）號: CN109267809A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 周穎;馬開強;陳鵬
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98;E01B19/00;F16F3/04
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明屬于振動及噪聲控制領域，提供一種預壓組合式的非線性彈簧豎向隔振裝置，包括1號螺旋彈簧、2號螺旋彈簧、預應力筋、黏滯阻尼材料、限位桿、限位孔、上蓋板、中作板和底座。本發明通過預應力使豎向串聯的1號螺旋彈簧和2號螺旋彈簧分階段受力而組成剛度非線性彈簧，通過設計1號螺旋彈簧和2號螺旋彈簧的剛度可使本發明同時保證在靜載時有較大靜剛度，而在動載時有較小動剛度；限位桿和限位孔保證本發明在承受較大作用時不發生過大變形；1號螺旋彈簧在振動時通過黏滯阻尼材料提供的阻尼耗能。本發明可廣泛應用軌道交通減振降噪要求較高的特殊減振地段和浮置樓板等需豎向隔振的結構或設施，減振效果優于現有鋼彈簧隔振器。

技術領域

本發明涉及一種基于預應力的預壓組合式非線性彈簧豎向隔振裝置，屬于振動及噪聲控制領域。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展和城市范圍的不斷擴大，城市交通擁堵情況日益嚴重，軌道交通已成為解決城市交通擁堵的重要手段。目前，中國已有20多個城市擁有或擬建設地鐵軌道線路，總投資金額超過6000億元人民幣。當軌道交通線路通過人口聚集地區時，其長期的運營必然造成振動和噪聲污染，振動已被認為是世界七大公害污染之一，振動與噪聲的污染必然會對軌道交通線路之上或周邊的居民健康造成不利影響，也會對周圍重要建筑里的精密儀器構成威脅，因此隔絕或減弱軌道交通造成的振動和噪音污染是一件有必要且有意義的事。

浮置式軌道結構是由鋼筋混凝土道床板與彈性支座組成的質量彈簧系統，通過減振彈簧元件將鋼筋混凝土道床板懸浮起來，形成一種具有較高減振效果的軌道型式，其減振降噪效果比碎石道床軌道減少15-25dB，已經成為軌道交通減振要求較高的地段最優選擇的軌道結構。但當運行列車的激勵頻率等于或接近浮動板軌道結構自身的固有頻率時，振動無法得到有效的減弱，有時還會出現振動放大的現象，浮置板在列車運行中產生的較大位移，也會列車運行安全造成隱患，因此應用具有一定的局限性。

由此，在軌道交通附近的建筑，會受軌道交通所產生振動的影響，對建筑物內的居民居住健康和工作效率產生不利的影響；同時環境振動還會嚴重影響儀器的精度。且目前浮置樓板采用鋼彈簧隔振，由于頻率單一彈簧剛度固定無法很好的實現隔振的目標，應用也具有一定的局限性。

發明內容

本發明的目的是為了解決浮置板軌道、建筑物內樓板和重要儀器設備豎向隔振問題，并提高隔振效率，提供一種預壓組合式的非線性彈簧豎向隔振裝置。

為了實現上述目標，本發明提供了如下技術方案：

本發明提出一種預壓組合式的非線性彈簧豎向隔振裝置，包括底座、1號螺旋彈簧、2號螺旋彈簧、黏滯阻尼材料、預應力筋、預應力筋錨固件、中作板、上蓋板、限位桿和限位孔。

所述底座為筒形結構，底座上開設有中心凹槽及均勻布設在中心凹槽周邊的若干限位孔，中心凹槽內填充黏滯阻尼材料，黏滯阻尼材料用以提供阻尼耗能；限位孔內部覆蓋可緩沖沖擊力的材料。

作為舉例而非限定，在本發明中，黏滯阻尼材料既可以采用阻尼脂，也可以采用黏滯阻尼液；若采用阻尼脂，則直接將阻尼脂填充在中心凹槽內即可，無需密封；若采用黏滯阻尼液，則可以在中作板和底座的外圍設置一圈橡膠材料或柔軟塑料將黏滯阻尼液密封，且橡膠材料或柔軟塑料處于松弛狀態，既不受壓也不受拉。

所述1號螺旋彈簧豎向連接于中作板與底座之間，1號螺旋彈簧的底端連接于底座中心凹槽的中心，其頂端固定于中作板底部中心。

所述2號螺旋彈簧豎向連接于上蓋板與中作板之間，2號螺旋彈簧的底端固定于中作板頂部中心，其頂端固定于上蓋板底部中心。

若干預應力筋豎向連接于中作板和上蓋板之間，并布設在2號螺旋彈簧外周，對預應力筋施加預應力后，通過對應的預應力筋錨固件將預應力筋固定在中作板與上蓋板之間；同時，通過對預應力筋施加預應力可使2號螺旋彈簧處于預壓狀態。預應力筋的材料可采用高強鋼絞線，或其他能提供足夠抗拉強度且抗壓強度可忽略的材料或構件。