[發(fā)明專利]一種傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置及防撞方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010787289.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN112064547B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勤;鄭乃浩;康信勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): E01F15/14
• 分類號(hào): E01F15/14;E01D19/02;E01D101/24
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：包括若干個(gè)傳力式阻尼耗能單元；

若干個(gè)傳力式阻尼耗能單元在混凝土構(gòu)件外周呈直線型、弧形或圓形布設(shè)，相鄰兩個(gè)傳力式阻尼耗能單元中的防撞板相拼接；

每個(gè)傳力式阻尼耗能單元均包括碰撞系統(tǒng)、約束系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和底板；

碰撞系統(tǒng)包括碰撞板、傳力桿和受壓阻尼；其中，碰撞板的正面用于直接承受碰撞沖擊力，碰撞板的背面中部與傳力桿首端相連，傳力桿的尾部安裝受壓阻尼；

約束系統(tǒng)包括套筒，套筒同軸套設(shè)在傳力桿中部外周，且位置固定；傳力桿能在套筒內(nèi)水平滑動(dòng)；

動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括曲柄、轉(zhuǎn)軸、斜拉桿和受拉阻尼；轉(zhuǎn)軸位置固定，曲柄的中部轉(zhuǎn)動(dòng)套裝在轉(zhuǎn)軸上，曲柄的一端與傳力桿的尾端相鉸接，曲柄的另一端與斜拉桿的頂端相鉸接，斜拉桿的中部安裝受拉阻尼，斜拉桿的底端鉸接在底板上；

底板安裝在鄰近混凝土結(jié)構(gòu)的地基中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：碰撞系統(tǒng)還包括若干根碰撞板斜撐，每根碰撞板斜撐的一端與碰撞板背面相連接，另一端連接在傳力桿上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：套筒套設(shè)在碰撞板斜撐和受壓阻尼之間的傳力桿外周；約束系統(tǒng)還包括金屬件、套筒斜撐一和套筒斜撐二；在套筒的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)金屬件，每個(gè)金屬件均通過套筒斜撐一與底板相連接，每個(gè)金屬件還通過套筒斜撐二與轉(zhuǎn)軸相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：套筒的軸向長(zhǎng)度為20mm-60mm；套筒的內(nèi)徑為傳力桿外徑的1.2～1.5倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：碰撞板從正面至背面依次包括ECC復(fù)合材料、阻尼橡膠和鋼板。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：傳力桿與轉(zhuǎn)軸之間的曲柄形成曲柄力臂一，長(zhǎng)度為l₁；斜拉桿與轉(zhuǎn)軸之間的曲柄形成為曲柄力臂二，長(zhǎng)度為l₂；則l₂/l₁∈[1.5,2]。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：碰撞板為平面板或曲面板；碰撞板的上翼緣標(biāo)高取1.0m～1.5m、下翼緣標(biāo)高取0.10m～0.20m。

8.一種傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞方法，基于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的傳力式阻尼耗能混凝土結(jié)構(gòu)防撞裝置，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，傳力式阻尼耗能單元組裝：組裝每個(gè)傳力式阻尼耗能單元，組裝完成后，對(duì)每個(gè)傳力式阻尼耗能單元均進(jìn)行水平?jīng)_擊測(cè)試；

步驟2，防撞裝置組裝：根據(jù)待保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)的形狀，在混凝土結(jié)構(gòu)外周或混凝土結(jié)構(gòu)中易撞擊區(qū)域的外周，將步驟1水平?jīng)_擊測(cè)試合格的若干個(gè)傳力式阻尼耗能單元，呈直線型、弧形或圓形布設(shè)，形成防撞裝置；相鄰兩個(gè)傳力式阻尼耗能單元中的防撞板相互拼接；鄰近混凝土結(jié)構(gòu)的地基中預(yù)埋若干根鋼支撐；所有底板均通過螺栓群與預(yù)埋的鋼支撐相錨固；

步驟3，撞擊：當(dāng)撞擊物沖擊防撞裝置的某個(gè)或相鄰多個(gè)傳力式阻尼耗能單元時(shí)，碰撞板直接承受碰撞沖擊力，碰撞沖擊力驅(qū)動(dòng)傳力桿沿套筒水平移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)；在傳力過程中，碰撞沖擊力依次經(jīng)阻尼橡膠、受壓阻尼和受拉阻尼緩沖吸能，最終通過與底板相錨固的鋼支撐將沖擊能量傳給大地；

步驟4，傳力式阻尼耗能單元更換：撞擊過后，當(dāng)某個(gè)傳力式阻尼耗能單元出現(xiàn)損壞或水平?jīng)_擊測(cè)試不合格時(shí)，只需將其更換為步驟1水平測(cè)試合格的傳力式阻尼耗能單元。