[發(fā)明專利]一種裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110491036.4
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113152256B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏標;閔浩崢;蔣麗忠;李姍姍;萬克成;陳立
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 蔡實艷;劉伊?xí)D

本發(fā)明提供了一種裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置，包括減震榫和傳力筒，所述減震榫包括橡膠層、榫身和法蘭球窩，所述榫身的一端設(shè)有球頭，所述球頭的外表面固定包裹有橡膠層，所述法蘭球窩上設(shè)有用于容納球頭及橡膠層的球形腔體，所述橡膠層與球形腔體的內(nèi)壁接觸構(gòu)成球面摩擦副，所述傳力筒活動套設(shè)于所述法蘭球窩上。本發(fā)明的裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置便捷的實現(xiàn)了豎向和水平向減震功能的解耦，根據(jù)球頭受到的彎矩大小能夠由兩端固結(jié)的超靜定結(jié)構(gòu)變成一端固結(jié)一端鉸接的靜定結(jié)構(gòu)，提高了金屬軟鋼減震榫的水平向剛度和滯回耗能能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置。

背景技術(shù)

在全球公共基礎(chǔ)設(shè)施體系中，大跨橋梁承擔(dān)著越來越重要的作用。尤其是在地貌復(fù)雜的高山峽谷地帶，如中國的西南地區(qū)，設(shè)計人員通常采用大跨斜拉梁橋、懸索梁橋、拱橋等來實現(xiàn)對復(fù)雜地貌的跨越。

減隔震技術(shù)一直被公認為是提高橋梁抗震性能的理想措施。其中金屬軟鋼阻尼器能夠通過快速進入屈服狀態(tài)，產(chǎn)生塑性變形吸收地震能量，從而減小地震響應(yīng)。由于其加工便捷，耗能機理明確、耗能性能優(yōu)越，既能單獨用作耗能限位裝置，又能與其他隔震系統(tǒng)配合使用，受到廣泛的青睞。

短剛臂阻尼元件，又稱減震榫，是一種等彎矩懸臂梁的金屬減震裝置。通常減震榫與活動支座組合使用，由活動支座承受豎向荷載，減震榫承受水平力。正常使用時由減震榫的撓曲變形來滿足梁部的位移需要，此時減震榫處于彈性工作狀態(tài)。地震時減震榫發(fā)生較大撓曲變形，處于彈塑性工作狀態(tài)，消耗地震能量。

然而在目前所存在的減震榫中，通常采用單懸臂減震榫或者是兩端固結(jié)的減震榫(如申請?zhí)枮?01620385905.X中國專利公開了一種分離式軟鋼減震榫)。單懸臂減震榫因為本身構(gòu)造原因，相較于兩端固結(jié)減震榫剛度較低，難以滿足大跨橋梁或者鐵路橋梁正常使用狀態(tài)下剛度和承載能力需求。為了提高軟鋼阻尼器剛度，一方面會極大的提高造價，二則在構(gòu)造上會不美觀，或者難以在實際工程中進行安裝。而若應(yīng)用兩端固結(jié)的分離式軟鋼減震榫，在近斷層豎向地震作用下，減震榫在對橋梁上部結(jié)構(gòu)進行水平向限位的同時往往會受到較大的軸向力作用，不利于減震榫發(fā)揮抗震作用。

綜上所述，急需一種裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置，旨在解決現(xiàn)有減震榫存在難以滿足高烈度地區(qū)大跨橋梁或者鐵路橋梁正常使用和抗震需求的問題；本發(fā)明的裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置便捷的實現(xiàn)了豎向和水平向減震功能的解耦，并且提高了金屬軟鋼減震榫的水平向剛度和滯回耗能能力，具體技術(shù)方案如下：

一種裝配式預(yù)壓球鉸型減震裝置，包括減震榫和傳力筒，所述減震榫包括橡膠層、榫身和法蘭球窩，所述榫身的一端設(shè)有球頭，所述球頭的外表面固定包裹有橡膠層，所述法蘭球窩上設(shè)有用于容納球頭及橡膠層的球形腔體，所述橡膠層與球形腔體的內(nèi)壁接觸構(gòu)成球面摩擦副，所述傳力筒活動套設(shè)于所述法蘭球窩上。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述橡膠層與球形腔體內(nèi)壁之間的起滑摩擦彎矩小于榫身與頭球連接截面的屈服強度。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述球形腔體的內(nèi)壁經(jīng)過噴丸或噴砂處理。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述法蘭球窩包括對稱設(shè)置的第一球窩和第二球窩，所述第一球窩和第二球窩上均設(shè)有內(nèi)凹球面，兩個內(nèi)凹球面配合構(gòu)成球形腔體，第一球窩和第二球窩對球頭及橡膠層提供徑向預(yù)壓力；所述第一球窩和第二球窩之間通過高強度螺栓連接。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，通過調(diào)整球形腔體的內(nèi)徑和橡膠層的厚度控制徑向預(yù)壓力。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述內(nèi)凹球面的邊緣進行圓角化處理；所述第一球窩和第二球窩外表面均進行鍍鋅處理；所述球頭與榫身之間采用圓弧過渡連接。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述傳力筒與法蘭球窩之間留有間隙。