[發明專利]大跨度橋梁縱向減振/震的速度型與位移型阻尼器組合系統

有效

• 申請號: 202010427736.2
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111576189B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 趙國堂;王文熙;楊孟剛;胡尚韜;陳政清
• 申請（專利權）人: 湖南大學;中南大學;中國國家鐵路集團有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 陳令軒

本發明提供一種大跨度橋梁縱向減振/震的速度型與位移型阻尼器組合系統。該組合系統在中小地震時采用粘滯阻尼器工作，在大地震時采用軟鋼阻尼器工作。并且，本發明還提供了由粘滯切換為軟鋼的方法。因而，本發明得以解決在不同震級下減震系統的全時阻尼耗能。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種橋梁縱向減震的速度型與位移型阻尼器組合系統，包括粘滯阻尼器與軟鋼阻尼器；還包括剛性支座，粘滯阻尼器缸筒與第一橋梁結構連接，活塞桿與剛性支座連接，缸筒還與軟鋼阻尼器連接，剛性支座及軟鋼阻尼器與第二橋梁結構連接；還包括切換裝置，切換裝置將“活塞桿與剛性支座連接”狀態切換為“缸筒與軟鋼阻尼器連接”狀態。

技術領域

本發明屬于橋梁減震技術領域。具體地，涉及一種橋梁縱向減震系統，該減震系統為集成了粘滯阻尼器(速度型)與軟鋼阻尼器(位移型)的組合減震系統；此外還涉及對該組合減震系統中工作狀態的阻尼器，由粘滯阻尼器切換為軟鋼阻尼器的切換方法。

背景技術

粘滯阻尼器，即速度型阻尼器，其耗能能力與速度大小相關，變形速度越大，阻尼力越大。軟鋼阻尼器，即位移型阻尼器，其耗能能力與位移大小相關，變形位移越大，阻尼力越大。

粘滯阻尼器與軟鋼阻尼器均已應用于橋梁結構減震領域。對于帶粘滯阻尼器的橋梁結構，在大地震作用下，由于梁體結構相對橋墩或橋塔在縱橋向產生過大位移及過大速度，因而造成粘滯阻尼器損壞乃至失效。而對于帶軟鋼阻尼器的橋梁結構，在中小地震作用下，由于梁體結構相對橋墩或橋塔在縱橋向產生位移較小，軟鋼阻尼器仍處于其鋼材的彈性變形狀態，不能起到耗能減震的作用。

帶粘滯阻尼器橋梁不能有效抵御大地震，帶軟鋼阻尼器橋梁無法控制中小地震響應。因而，單獨采用粘滯阻尼器或軟鋼阻尼器的橋梁，均不能滿足同時應對不同震級下橋梁的縱向減震要求。

如果采用獨立的粘滯阻尼器和軟鋼阻尼器同時安裝在橋梁結構上，在中小地震作用下，由于軟鋼阻尼器所需響應力相比粘滯阻尼器更大，因而受軟鋼阻尼器的限制，粘滯阻尼器無法發揮作用，即無法滿足中小地震下的減震要求。而在大地震作用下，粘滯阻尼器不但沒有起到減震耗能的作用，還受到不必要的損壞，且還會對軟鋼阻尼器的減震效果造成一些影響。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種集成了粘滯阻尼器與軟鋼阻尼器的橋梁縱向減震組合系統。該組合系統在中小地震時采用粘滯阻尼器工作，在大地震時采用軟鋼阻尼器工作。并且，本發明還提供了對組合系統的工作狀態，由粘滯阻尼器切換為軟鋼阻尼器的切換方法。因而，本發明得以解決在不同震級下減震系統的全時阻尼耗能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種橋梁縱向減震的速度型與位移型阻尼器組合系統，包括減震方向用于沿橋梁縱向布置的粘滯阻尼器與軟鋼阻尼器；還包括剛性支座，粘滯阻尼器的缸筒用于與第一橋梁結構連接，活塞桿與剛性支座連接，缸筒還與軟鋼阻尼器連接，剛性支座及軟鋼阻尼器用于與第二橋梁結構連接；還包括切換裝置，切換裝置用于將“活塞桿與剛性支座連接”狀態切換為“缸筒與軟鋼阻尼器連接”狀態。

本方案提供了一種速度型粘滯阻尼器與位移型軟鋼阻尼器組合減震系統，在中小地震時橋梁結構在粘滯阻尼器作用下耗能，軟鋼阻尼器處于切斷工作狀態，彌補了軟鋼阻尼器中小地震時無法響應的缺點；并采用切換裝置，粘滯阻尼器在大震情況下得以切斷工作，并切換至軟鋼阻尼器發揮耗能作用，避免了粘滯阻尼器在較大速度運行時可能發生的損壞與失效。從而，解決了粘滯阻尼器與軟鋼阻尼器分別應對橋梁減震時不能全時工作的缺陷，實現了不同震級地震下組合減震系統的全時阻尼耗能。

作為優選方案，缸筒與軟鋼阻尼器之間通過外筒與內筒相互連接，外筒連接在缸筒上，內筒連接在軟鋼阻尼器上，內筒嵌入外筒；活塞桿位于內筒中，外筒與內筒上設置有容納剛性支座的缺口，剛性支座穿過缺口與活塞桿連接。