一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器制造技术

本发明专利技术公开一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，包括依次连接的速度锁定装置、三阶屈服防屈曲支撑和自复位装置；速度锁定装置包括缸体，缸体一端固定连接有连接筒，连接筒远离缸体的一端与三阶屈服防屈曲支撑固定连接；缸体内穿设有活塞杆，活塞杆一端穿过缸体后固定连接有端部连接件，另一端穿过缸体后活动设置于连接筒内，缸体内设置有流体介质，活塞杆上穿设有活塞，活塞位于缸体内，且活塞上开设有阻尼孔；端部连接件用于和主体结构连接。本发明专利技术实现了桥梁结构在正常使用状态和地震荷载下的不用约束形式，通过外荷载的速度大小判定减震装置的开启或关闭，改变整体结构刚度，降低地震响应。降低地震响应。降低地震响应。

【技术实现步骤摘要】
一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器


[0001]本专利技术涉及减震耗能装置
，特别是涉及一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器。

技术介绍

[0002]斜拉桥因为优良的力学性能优势和良好的跨越能力在沿海地区得到了广泛的发展。我国的沿海地区处于环太平洋地震带，主要受华北地震区和东南沿海地震带的影响，桥梁结构作为国家基础设施中的关键组成部分，其在地震灾害下的响应显得尤为重要。
[0003]90年代随着减隔震设计理论的引入，跨海桥梁抗震方式从传统的延性抗震设计方法转移到通过在结构特定部位设定合适的消能减震装置，通过局部变形提供附加阻尼，以改变结构的动力特性，减轻结构的地震响应。通过在斜拉桥塔
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梁间设置减震耗能装置，来减轻跨海斜拉桥在地震下的响应是一种有效的方式。防屈曲支撑是一种常用的被动耗能装置，其基本原理是利用核心金属材料的塑性变形来耗散能量，金属材料在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，且防屈曲支撑的构造形式简单，造价低廉，力学模型明确，得到了广泛的应用。跨海斜拉桥受温度的影响较大，在正常使用状态下需要考虑温度引起的主梁变形，普通的防屈曲支撑梁端直接与主体结构相连，增加了结构的刚度，改变了约束形式，无法释放桥梁主体结构的温度次内力，增大了主体结构的受力需求，对结构不利。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，以解决上述现有技术存在的问题，实现了桥梁结构在正常使用状态和地震荷载下的不用约束形式，通过外荷载的速度大小判定减震装置的开启或关闭，改变整体结构刚度，降低地震响应。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，可以改变结构的约束形式，控制减震形式，提高减震效率，并能实现不同等级地震动下的多级耗能，提升结构的屈服后刚度和耗能能力，减小震后残余位移，保证桥梁主体结构的安全；且能够实现震后对减震装置的快速评估和更换，降低维修费用，其结构包括依次连接的速度锁定装置、三阶屈服防屈曲支撑和自复位装置，采用速度锁定装置控制本专利技术的的开启与关闭，起到开关的作用；所述速度锁定装置包括缸体，所述缸体一端固定连接有连接筒，所述连接筒远离所述缸体的一端与所述三阶屈服防屈曲支撑固定连接；所述缸体内穿设有活塞杆，所述活塞杆一端穿过所述缸体后固定连接有端部连接件，另一端穿过所述缸体后活动设置于所述连接筒内，所述缸体内设置有流体介质，连接筒内无流体介质，这样可以确保速度锁定装置在缸体内的体积保持恒定，保证速度锁定装置的稳定性，所述活塞杆上穿设有活塞，所述活塞位于所述缸体内，且所述活塞上开设有阻尼孔，从而活塞可以在活塞杆的带动下控制流体介质通过阻尼孔的速度，实现速度锁定装置根据外荷载速度大小开启或关闭；所述端部
连接件用于和主体结构连接。
[0007]可选的，所述三阶屈服防屈曲支撑包括外套筒和内套筒，所述外套筒和内套筒之间设置有第一耗能内芯和第二耗能内芯；所述第一耗能内芯和第二耗能内芯两端分别固定连接有左端板和右端板，所述外套筒一端与所述左端板固定连接，所述内套筒远离所述左端板的一端与所述右端板固定连接；所述外套筒远离所述左端板的一端外侧套设有W型钢板阻尼器，所述W型钢板阻尼器一端与所述右端板固定连接，所述W型钢板阻尼器的W连接件中部与所述外套筒侧壁固定连接；所述左端板远离所述右端板的一端与所述连接筒固定连接；内套筒与右端板焊接，外套筒与左端板焊接，内套筒、外套筒的长度小于第一耗能内芯和第二耗能内芯的长度，为第一耗能内芯和第二耗能内芯的轴向变形留出一定的活动空间，内套筒、外套能够筒限制第一耗能内芯和第二耗能内芯在厚度方向(内芯的弱轴方向)发生整体屈曲。
[0008]可选的，所述连接筒与所述左端板之间设置有底板，所述底板一端与所述左端板通过螺栓固定连接，所述底板另一端与所述连接筒固定连接，可以分开同时制作速度锁定装置和防屈曲装置，缩短加工时间，且在地震荷载作用下，速度锁定装置锁死，防屈曲支撑发生塑性变形耗能，震后速度锁定装置可以正常使用，只需更换防屈曲支撑即可，节约费用。
[0009]可选的，所述外套筒、内套筒和W型钢板阻尼器的横截面均为矩形结构；所述第一耗能内芯和第二耗能内芯均为矩形片状结构，且两个所述第一耗能内芯对称设置于所述内套筒的两个相对的外侧面上，两个所述第二耗能内芯对称设置于所述内套筒另两个相对的外侧面上；所述外套筒侧壁、内套筒侧壁、第一耗能内芯和第二耗能内芯上均分别开设有对应的开孔，内芯开孔是为了实现防屈曲支撑的定点耗能，依据“中间削弱相当于其他部位加强”的设计原理，可以防止防屈曲支撑在端部或焊缝处发生破坏，提升防屈曲支撑的耗能能力和使用寿命；内、外套筒的开孔形式及大小依据内芯开孔形式确定，可以在确保防屈曲支撑的整体刚度的前提下，降低试件的重量，并能节省材料使用，实现轻型化高承载力的设计原则，在内芯和内、外套筒之间设有聚四氟乙烯板，减小内芯在发生变形时与套筒产生的摩擦力，降低防屈曲支撑的拉压不对称性。
[0010]可选的，所述内套筒外侧对称设置有四个侧向约束板条，所述侧向约束板条设置于所述第一耗能内芯侧边与相邻的第二耗能内芯侧边之间，侧向约束板条能够限制内芯在宽度方向(内芯的强轴方向)发生整体屈曲。
[0011]可选的，所述自复位装置包括固定设置于所述外套筒和右端板之间的电驱动形状记忆聚合物复合材料块，所述电驱动形状记忆聚合物复合材料块一端与所述外套筒固定连接，另一端与所述右端板固定连接；所述W型钢板阻尼器的W连接件中部与所述外套筒侧壁固定连接位置处设置有位移传感器，所述位移传感器通过A/D转换器电连接有控制器，所述控制器通过D/A转换器与所述电驱动形状记忆聚合物复合材料块电连接。采用电驱动形状记忆聚合物复合材料块(SMPC)进行自复位，其中SMPC以形状记忆聚合物为基底，实现形状记忆功能；以电驱动材料为增强相，获得驱动单元。在构件组装前对SMPC进行位移
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电流相关的形状记忆训练，在阻尼器发生变形时，由附加的位移传感器精确测量位移信号，通过A/D转换器将位移信号转换为电信号，通过控制器计算得到所需要输出的电信号，并将电信号经D/A转换器转换为电流信号，施加给SMPC，产生变形，实现自复位。
[0012]可选的，所述W型钢板阻尼器的侧板上开设有矩形开口，所述W连接件的两端分别与所述矩形开口两侧的内壁固定连接，所述位移传感器位于所述W连接件的中部与所述矩形开口远离右端板一端的内壁位置处。
[0013]可选的，所述端部连接件与所述缸体之间固定设置有活塞杆保护罩，可以保证活塞杆在滑出缸体时保持清洁和增强耐腐蚀性能，所述活塞杆一端穿过所述活塞杆保护罩后与所述端部连接件固定连接，所述缸体内部与所述活塞杆保护罩和所述连接筒内部均不连同。
[0014]可选的，所述端部连接件远离所述活塞杆的一端为耳环结构或钢板结构，从而左侧端部连接件可以采用耳环形式，或者采用钢板和主体结构进行栓接、铆接或焊接等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，其特征在于：包括依次连接的速度锁定装置、三阶屈服防屈曲支撑和自复位装置；所述速度锁定装置包括缸体，所述缸体一端固定连接有连接筒，所述连接筒远离所述缸体的一端与所述三阶屈服防屈曲支撑固定连接；所述缸体内穿设有活塞杆，所述活塞杆一端穿过所述缸体后固定连接有端部连接件，另一端穿过所述缸体后活动设置于所述连接筒内，所述缸体内设置有流体介质，所述活塞杆上穿设有活塞，所述活塞位于所述缸体内，且所述活塞上开设有阻尼孔；所述端部连接件用于和主体结构连接。2.根据权利要求1所述的能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，其特征在于：所述三阶屈服防屈曲支撑包括外套筒和内套筒，所述外套筒和内套筒之间设置有第一耗能内芯和第二耗能内芯；所述第一耗能内芯和第二耗能内芯两端分别固定连接有左端板和右端板，所述外套筒一端与所述左端板固定连接，所述内套筒远离所述左端板的一端与所述右端板固定连接；所述外套筒远离所述左端板的一端外侧套设有W型钢板阻尼器，所述W型钢板阻尼器一端与所述右端板固定连接，所述W型钢板阻尼器的W连接件中部与所述外套筒侧壁固定连接；所述左端板远离所述右端板的一端与所述连接筒固定连接。3.根据权利要求2所述的能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，其特征在于：所述连接筒与所述左端板之间设置有底板，所述底板一端与所述左端板通过螺栓固定连接，所述底板另一端与所述连接筒固定连接。4.根据权利要求2所述的能够实现自复位的速度锁定型三阶屈服阻尼器，其特征在于：所述外套筒、内套筒和W型钢板阻尼器的横截面均为矩形结构；所述第一耗能内芯和第二耗能内芯均为矩形片状结构，且两个所述第一耗能内芯对称设置于所述内套筒的两个相对的外侧面上，两个所述第二耗能内芯对称设置于所述内套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，王东升，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：