一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座及安装方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座及安装方法与应用，该摆支座包括上下相对设置的支座顶板和支座底板，所述支座顶板的底部中心位置铰接滑块，所述滑块外沿环向固定连接导体板，所述导体板底部内嵌永磁铁组，所述滑块底部具有摩擦板；所述支座底板上设置有用于所述滑块滑动的滑动面，所述滑动面上设置有与其形状贴合的铜板；所述滑动面包括位于中心位置的平板滑动面、位于所述平板滑动面外环的与其相切设置的变曲率滑动面和位于变曲率滑动面外环的与其相切设置的斜坡滑动面。本发明专利技术利用电涡流阻尼耗能方式，改进了阻尼耗能机制，在不同地震强度下可实现支座阻尼耗能的自适应调节。耗能的自适应调节。耗能的自适应调节。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座及安装方法与应用


[0001]本专利技术属于土木工程结构隔震（振）、减震（振）控制
，用于建筑、桥梁等土木工程结构的抗震。具体而言，涉及一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座及安装方法与应用。

技术介绍

[0002]桥梁的抗震性能事关人民的生命财产安全与经济、社会稳定健康发展，因此研究具有良好环境适应性与抗震韧性的高性能结构减震措施是提升结构抗震性能的关键。
[0003]支座作为连接桥梁上部结构与下部结构的重要传力部件，在桥梁的受力传力中具有关键性作用。一方面，桥梁上部结构通过支座将承受的荷载传递给下部结构，另一方面，桥梁通过支座实现上部结构的温致变形。因此，为提高桥梁的抗震性能，支座须具有高度的稳定性且可靠的传力方式。在利用支座实现桥梁的隔震（振）、减震（振）控制方面，我国已有大量工程应用实例，如南京夹江大桥采用了E型钢阻尼支座，泉州晋江大桥采用了铅芯橡胶支座，两湖荆岳长江大桥采用了摩擦摆支座等。
[0004]在多种减、隔震（振）支座中，摩擦摆支座由于承载能力高、隔震效果好、耗能高效，在桥梁结构抗震设计中应用广泛。然而已有研究表明，传统摩擦摆支座仅通过摩擦耗散地震能量，耗能方式单一，在长周期地震作用下可能会发生共振，且支座的摩擦阻尼过度依赖摩擦材料，环境适应性、耐久性差。在我国早期建成的部分梁式桥中，传统摩擦摆支座由于磨损严重加剧支座性能退化，严重时还会导致桥梁倒塌。因此，有必要改进传统摩擦摆支座的耗能机制。
[0005]在现有的阻尼耗能技术中，电涡流阻尼耗能技术由于采用非接触式耗能方式，具有无磨损、寿命长、消能机制绿色环保及阻尼可调节等优点，成为结构抗震设计中重要阻尼耗能技术之一。电涡流阻尼耗能技术的具体工作原理为：基于阻尼器中预设的磁场，通过导体切割磁感线的方式产生电涡流，将振动能量转化为热能并传到其他介质中以此耗散能量。
[0006]因此，将电涡流阻尼耗能技术与变曲率隔震技术应用于摩擦摆支座，是解决传统摩擦摆支座耐久性差的问题，延长支座使用寿命，提高其环境适应性和抗震韧性的有效措施。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：为了解决传统摩擦摆支座难以实现水平刚度自适应调节、自适应隔震能力差、材料依赖性强、寿命周期短、维护成本高等缺点。本专利技术提供了一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座及安装方法与应用，本专利技术利用电涡流阻尼耗能方式，改进了阻尼耗能机制，在不同地震强度下可实现支座阻尼耗能的自适应调节。平板滑动面、变曲率滑动面、斜坡滑动面协同工作，使得支座具有较宽的频率适用范围，不仅提升桥梁正常使用条件下的环境适应性，而且实现了桥梁在强震、巨震作用的自适应隔震。
[0008]技术方案：为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术首先提供一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，包括上下相对设置的支座顶板和支座底板，所述支座顶板的底部中心位置铰接滑块，所述滑块外沿环向固定连接导体板，所述导体板底部内嵌永磁铁组，所述滑块底部具有摩擦板；所述支座底板上设置有用于所述滑块滑动的滑动面，所述滑动面上设置有与其形状贴合的铜板；所述滑动面包括位于中心位置的平板滑动面、位于所述平板滑动面外环的与其相切设置的变曲率滑动面和位于变曲率滑动面外环的与其相切设置的斜坡滑动面；所述变曲率滑动面的曲率半径自支座中心向支座外周逐渐减小。
[0009]进一步地，所述永磁铁组包括沿环形布置在所述滑块外围的两圈永磁铁块，两圈永磁铁块的磁极相反。
[0010]进一步地，所述滑动面外周设置有限位环。
[0011]进一步地，所述变曲率滑动面的曲率半径在1m至9m之间。
[0012]进一步地，所述支座底板与支座顶板间环向布置防尘垫，所述防尘垫采用粘弹性材料。
[0013]进一步地，所述支座顶板与所述滑块之间设置有减震垫。
[0014]进一步地，所述支座底板与支座顶板上分别设置有用于与桥梁连接的螺栓孔。
[0015]本专利技术还提供一种上述自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座的安装方法，该方法包括如下步骤：（1）将铜板固定安装在支座底板的滑动面上，再将表面布置有铜板的支座底板用螺栓固定于桥梁的下部主体结构；（2）将滑块的底部固定连接摩擦板，并在滑块外周安装内嵌有永磁铁块的导体板，然后将支座顶板下部中心位置设置减震垫后，将滑块置于支座底板底部中心位置，采用粘弹性材料的防尘垫环向布置在支座顶板与支座底板之间；（3）将步骤（2）安装完成的支座顶板对中安装在步骤（1）安装完成的支座底板上，使得滑块处于平板滑动面的中心位置；（4）最后将支座顶板与桥梁的上部主体结构通过螺栓固定连接。
[0016]本专利技术的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座作为连接桥梁上部主体结构与下部主体结构的传力部件，处于正常使用状态时，滑块处于平板滑动面，协调温致变形、由于运营荷载产生的变形；当遭受设防地震作用时，滑块沿平板滑动面运动至与之相切的变曲率滑动面，避免输入荷载频率与结构自振频率接近而导致共振，减小桥梁的动力反应；当遭受强震、巨震作用下时，滑块离开变曲率滑动面进入斜坡滑动面，此时支座水平刚度为零，从根本上解决共振问题；同时，永磁铁组形成局部磁场，在滑块相对于铜板发生运动的过程中，通过切割局部磁场在铜板中产生电涡流阻尼，其阻尼大小与速度呈正相关，将动能转化为热能耗散，实现摩擦阻尼复合电涡流阻尼。
[0017]有益效果：1、本专利技术设计了一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，相比于传统摩擦摆支座，本支座通过多级滑动面提高了摩擦阻尼的减震效果。设置平板滑动面R1、变曲率滑动面R2（其曲率半径在1m至9m之间）、斜坡滑动面R3协同工作，其中利用平板滑动面协调运营荷载、正常工作条件下的温致变形，有效避免桥面抬升，提升桥梁的环境适应性；利用变曲率
滑动面、斜坡滑动面自适应控制隔震系统的刚度，避免桥梁产生共振，实现桥梁的自适应隔震，提升桥梁的抗震韧性。不同于传统恒定曲率滑动面应对地震的能力有限，斜坡滑动面R3由于其零频特性，从根本上解决共振的问题，显著提升桥梁应对强震、巨震的能力。
[0018]2、本专利技术设计了一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，相比于传统摩擦摆支座，本支座利用电涡流阻尼协同耗能，通过电涡流阻尼的速度相关特性实现抗震的自适应调节，丰富了支座的耗能机制，提高了耗能效率，且由于电涡流阻尼非接触耗能的优点，从而有效减少支座的损耗，支座的自适应抗震能力和耐久性得到改善。
[0019]3、本专利技术相比于传统的支座，本支座效能效率、自适应抗震能力、自适应调节能力与环境适应性显著提升，耐久性明显改善。
附图说明
[0020]图1为该一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座的剖视图；图2为图1中A
‑
A的剖视图；图3为图1中支座底板俯视图；图4为图1中支座顶板俯视图。
[0021]图中附图标记：支座顶板1，内滑腔2，支座底板3，铜板4，永磁铁5，导体板6，减震垫7，滑块8，摩擦板9，防尘垫10，螺栓孔11。
具体实施方式
[0022]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，包括上下相对设置的支座顶板和支座底板，所述支座顶板的底部中心位置铰接滑块，所述滑块外沿环向固定连接导体板，所述导体板底部内嵌永磁铁组，所述滑块底部具有摩擦板；所述支座底板上设置有用于所述滑块滑动的滑动面，所述滑动面上设置有与其形状贴合的铜板；所述滑动面包括位于中心位置的平板滑动面、位于所述平板滑动面外环的与其相切设置的变曲率滑动面和位于变曲率滑动面外环的与其相切设置的斜坡滑动面；所述变曲率滑动面的曲率半径自支座中心向支座外周逐渐减小。2.根据权利要求1所述的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，所述永磁铁组包括沿环形布置在所述滑块外围的两圈永磁铁块，两圈永磁铁块的磁极相反。3.根据权利要求1所述的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，所述滑动面外周设置有限位环。4.根据权利要求1所述的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，所述变曲率滑动面的曲率半径范围在1m至9m之间。5.根据权利要求1所述的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，所述支座底板与支座顶板间环向布置防尘垫，所述防尘垫采用粘弹性材料。6.根据权利要求1所述的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，所述支座顶板与所述滑块之间设置有减震垫。7.根据权利要求1所述的自适应电涡流阻尼锥形摩擦摆支座，其特征在于，所述支座底板与支座顶板上分别设置有用于与桥梁连接的螺栓孔。8.一种权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑文智，谭平，姚嘉栋，刘彦辉，赖振锋，冼志彬，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：