桥墩减震装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种桥墩减震装置，包括基座、竖向减振机构、横向减振机构和顶板；所述竖向减振机构包括支撑座，设置于所述支撑座与基座之间的螺旋弹簧，设置于所述基座内、用于对所述支撑座沿竖直方向的振动施加阻尼作用的磁流变液阻尼器；所述横向减振机构包括位于所述顶板与支撑座之间的椭球状弹性滚子和用于对所述椭球状弹性滚子的转动施加阻尼作用的磁流变液旋转阻尼器；所述顶板的底部和支撑座的顶面形成有与所述椭球状弹性滚子配合的椭球面；本装置利用磁流变液阻尼器在冲击载荷下可以“智能”地调节自身刚度来改变结构的固有频率来抵抗冲击力和大变形，在桥梁受到冲击及振动的紧急时刻，能进一步通过调节磁流变液阻尼器的阻尼比去缓减冲击振动能量的传递并抑制墩‑梁移位。

Bridge pier damping device

【技术实现步骤摘要】
桥墩减震装置
本专利技术涉及桥梁领域，特别涉及一种桥墩减震装置。
技术介绍
桥梁在面临地震、爆炸、车辆过载与撞击、船撞桥墩等大载荷作用威胁时，常在墩-梁结合处产生很大的冲击破坏力和移位，轻则引起墩-梁结构损伤、重则造成坍塌，给人民生命财产和国民经济发展带来危害。目前，降低墩-梁结构在大冲击载荷下的动态响应并提高其缓冲隔振能力，已成为桥梁结构抗冲防护工程领域亟待解决的关键问题。为了提高桥墩隔减振及缓冲能力，通常在桥的梁与墩(台)之间设置被动支座(如钢支座、橡胶支座、特殊抗震支座等类型)，它具有较高的垂向刚度和较低的水平弹性(刚度)，能够一定程度地通过延长结构振动周期来减少冲击振动对桥梁上部结构的破坏力。传统被动支座在一般振动载荷作用下虽然具有良好的隔减振性能，但在大载荷冲击下却无法“智能”地调节自身刚度、提升竖向强度来抵抗冲击力和大变形，也无法产生较大的阻尼/形变来耗散瞬间大能量，因而在大水平剪切力作用下会产生破坏性的位移，总体上缺乏良好的抗冲击和振动隔离的兼容能力，成为桥梁结构安全体系中的最薄弱环节，常引发墩-梁移位、落梁等震害发生，给墩-梁结构的抗冲防护带来极大的隐患。针对这种情况，需要一种桥墩减震装置，该装置利用磁流变液阻尼器在冲击载荷下可以“智能”地调节自身刚度来改变结构的固有频率来抵抗冲击力和大变形，在桥梁受到冲击及振动的紧急时刻，能进一步通过调节磁流变液阻尼器的阻尼比去缓减冲击振动力(能量)的传递并抑制墩-梁移位。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种桥墩减震装置，不但结构简单，满足了桥梁的减振需要，而且提高了桥梁水平刚度。本专利技术的桥墩减震装置，包括基座、竖向减振机构、横向减振机构和顶板；所述竖向减振机构包括支撑座，设置于所述支撑座与基座之间的螺旋弹簧，设置于所述基座内、用于对所述支撑座沿竖直方向的振动施加阻尼作用的磁流变液阻尼器；所述横向减振机构包括位于所述顶板与支撑座之间的椭球状弹性滚子和用于对所述椭球状弹性滚子的转动施加阻尼作用的磁流变液旋转阻尼器；所述顶板的底部和支撑座的顶面形成有与所述椭球状弹性滚子配合的椭球面。进一步，所述磁流变液阻尼器包括填充有磁流变液的活塞筒，沿轴向伸入所述活塞筒内的活塞杆，固定于所述活塞杆上的活塞和缠绕于所述活塞筒外的电磁线圈；所述活塞上设有使磁流变液通过的阻尼孔。进一步，所述磁流变液旋转阻尼器包括与所述支撑座固定且填充有磁流变液的壳体，位于所述壳体内且可转动的阻尼板，同轴连接于所述阻尼板与椭球状弹性滚子之间的连接杆，以及缠绕于所述壳体外的电磁线圈。进一步，所述支撑座包括支撑板和一体式连接于所述支撑板底部的支撑柱；所述活塞筒的顶部一体式设置有与所述支撑柱滑动配合的安装套；所述安装套内设有层叠式设置的多个膜片弹簧。进一步，所述活塞筒与基座内壁之间填充有蜂窝材料；所述蜂窝材料内填充有吸能材料。进一步，所述支撑座自然状态下，所述膜片弹簧层叠高度小于其所处的安装空间的竖向尺寸。本专利技术的有益效果：本专利技术的桥墩减震装置，当主梁或桥墩发生竖直方向震动时，支撑座与基座之间沿竖直方向将发生相对移动，利用二者之间的螺旋弹簧削减二者之间的冲击作用；在此过程中，磁流变液阻尼器的活塞将在活塞筒中沿轴向往复滑动，活塞筒中的磁流变液将反复流过活塞上的阻尼孔，实现对振动能量的消减；另一方面，顶板与支撑座之间设有椭球状弹性滚子，当梁体或桥墩发生水平振动时，滚子将发生一定程度的往复转动，从而隔离主梁与桥段之间的振动；椭球状滚子转动时，将受到磁流变液旋转阻尼器施加的阻尼作用，实现对振动能量的消减。本实施例中，通过控制磁流变液阻尼器或磁流变液旋转阻尼器中电流的大小，可以控制阻尼器中磁流变液的粘度，最终实现对阻尼器阻尼作用大小的适应性调节。桥墩和主梁上可安装有用于检测其振幅的传感器，通过传感器采集桥墩或主梁的振幅，控制磁流变液阻尼器或磁流变液旋转阻尼器的通电电流，使得主梁或桥墩在冲击载荷下可以“智能”地调节自身刚度来改变结构的固有频率(振动周期)，从而抵抗冲击力和大变形。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术的磁流变液旋转阻尼器的结构示意图1-磁流变液旋转阻尼器2-顶板3-椭球状弹性滚子4-支撑座5-螺旋弹簧6-膜片弹簧7-蜂窝材料8-基座9-活塞筒10-导向座11-活塞杆12-活塞13-连接杆14-轴承15-阻尼板16-壳体。具体实施方式图1为本专利技术结构示意图，如图所示：本实施例的桥墩减震装置，包括基座、竖向减振机构、横向减振机构和顶板；所述竖向减振机构包括支撑座4，设置于所述支撑座4与基座8之间的螺旋弹簧5，设置于所述基座8内、用于对所述支撑座4沿竖直方向的振动施加阻尼作用的磁流变液阻尼器；所述横向减振机构包括位于所述顶板2与支撑座4之间的椭球状弹性滚子3和用于对所述椭球状弹性滚子3的转动施加阻尼作用的磁流变液旋转阻尼器1；所述顶板2的底部和支撑座4的顶面形成有与所述椭球状弹性滚子3配合的椭球面。本实施例中，基座8可以安装于墩柱上，顶板2支撑主梁，当主梁或桥墩发生竖直方向震动时，支撑座4与基座8之间沿竖直方向将发生相对移动，利用二者之间的螺旋弹簧5削减二者之间的冲击作用；在此过程中，活塞12将在活塞12筒9中沿轴向往复滑动，活塞12筒9中的磁流变液将反复流过活塞12上的阻尼孔，实现对振动能量的消减；另一方面，顶板2与支撑座4之间设有椭球状弹性滚子3，当梁体或桥墩发生水平振动时，滚子将发生一定程度的往复转动，从而隔离主梁与桥段之间的振动；椭球状滚子转动时，将受到磁流变液旋转阻尼器1施加的阻尼作用，实现对振动能量的消减。本实施例中，通过控制磁流变液阻尼器或磁流变液旋转阻尼器1中电流的大小，可以控制阻尼器中磁流变液的粘度，最终实现对阻尼器阻尼作用大小的适应性调节。桥墩和主梁上可安装有用于检测其振幅的传感器，通过传感器采集桥墩或主梁的振幅，控制磁流变液阻尼器或磁流变液旋转阻尼器1的通电电流，使得主梁或桥墩在冲击载荷下可以“智能”地调节自身刚度来改变结构的固有频率(振动周期)，从而抵抗冲击力和大变形。本实施例中，所述磁流变液阻尼器包括填充有磁流变液的活塞12筒9，沿轴向伸入所述活塞12筒9内的活塞杆11，固定于所述活塞杆11上的活塞12和缠绕于所述活塞12筒9外的电磁线圈；所述活塞12上设有使磁流变液通过的阻尼孔；本实施例中，活塞杆11的上端通过螺纹与支撑座4底部连接，活塞杆11的下端与设置在活塞12筒9底部的导向座10滑动配合，活塞12固定于活塞杆11的中部，活塞12将整个活塞12筒9的内腔分隔为上腔体和下腔体，当桥墩或主梁发生竖直振动时，将带动活塞12上下滑动，磁流变液将通过活塞12上的阻尼孔在上腔体和下腔体之间来回流动，从而产生阻尼作用。本实施例中，所述磁流变液旋转阻尼器1包括与所述支撑座4固定且填充有磁流变液的壳体16，位于所述壳体16内且可转动的阻尼板15，同轴连接于所述阻尼板15与椭球状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥墩减震装置，其特征在于：包括基座、竖向减振机构、横向减振机构和顶板；/n所述竖向减振机构包括支撑座，设置于所述支撑座与基座之间的螺旋弹簧，设置于所述基座内、用于对所述支撑座沿竖直方向的振动施加阻尼作用的磁流变液阻尼器；/n所述横向减振机构包括位于所述顶板与支撑座之间的椭球状弹性滚子和用于对所述椭球状弹性滚子的转动施加阻尼作用的磁流变液旋转阻尼器；所述顶板的底部和支撑座的顶面形成有与所述椭球状弹性滚子配合的椭球面。/n

【技术特征摘要】
1.一种桥墩减震装置，其特征在于：包括基座、竖向减振机构、横向减振机构和顶板；
所述竖向减振机构包括支撑座，设置于所述支撑座与基座之间的螺旋弹簧，设置于所述基座内、用于对所述支撑座沿竖直方向的振动施加阻尼作用的磁流变液阻尼器；
所述横向减振机构包括位于所述顶板与支撑座之间的椭球状弹性滚子和用于对所述椭球状弹性滚子的转动施加阻尼作用的磁流变液旋转阻尼器；所述顶板的底部和支撑座的顶面形成有与所述椭球状弹性滚子配合的椭球面。


2.根据权利要求1所述的桥墩减震装置，其特征在于：所述磁流变液阻尼器包括填充有磁流变液的活塞筒，沿轴向伸入所述活塞筒内的活塞杆，固定于所述活塞杆上的活塞和缠绕于所述活塞筒外的电磁线圈；所述活塞上设有使磁流变液通过的阻尼孔。


3.根据权利要求2所述的桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元东，
申请(专利权)人：中国建筑第四工程局有限公司，贵州中建建筑科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44