水平双向地震模拟振动台支承运行机构制造技术

本实用新型专利技术提供了水平双向地震模拟振动台的支承运行机构。该机构包括井形加劲单元（２０），横纵钢轨梁交叉节点加劲肋（２３），运行机构底板（２５），支承接触单元（３０），短钢轨加劲肋（３４），运行机构固定地锚（４１－１、４１－２）和底板耳板（４２）；该机构对振动台台面不产生倾覆力矩，因而水平位移能力和最大模型重量都明显提高，最大水平位移可达Ｘ＝±３００ｍｍ，Ｙ＝±３００ｍｍ，最大模型重量可达１５０吨。由于钢球组提供了均匀的多区支撑，减少了附加的应力集中，使振动台受力更接近地震模拟的真实情况。如需进一步加大振动台位移能力和竖向承载能力，只需加大钢球盒边长和增设钢球即可完成水平双向地震模拟振动台支承运行机构的设备升级。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水平双向地震模拟振动台支承运行机构。
技术介绍
目前，公知的水平双向地震模拟振动台支承及运行机构采用双头铰接连杆方 式或平面静压导轨方式。这两种支承方式具有摩擦力较小、结构简单易行的优 点。(《地震模拟振动台的设计与应用技术》黄浩华著地震出版社)但在振动 台水平运行过程中需克服倾覆力矩，使振动台的水平位移能力受到限制。而且 由于振动台支承点较少，竖向支承能力有限并且受力不均匀，使得竖向荷载的 量值，即试验模型的最大重量受到了制约。
技术实现思路
为了克服现有振动台支承及运行机构对模型试件的重量和振动台水平位移 的限制，本技术提供了水平双向地震模拟振动台支承运行机构。该支承运行 机构不仅能为振动台面和大吨位的模型试件提供安全有效的竖向支承，而且振 动台台面可以在水平面任意方向自由滑动，振动台水平位移能力不再受倾覆力 矩的制约。同时，本技术提供的水平双向地震模拟振动台支承运行机构易 于升级，实现承载和位移能力的进一步拓展。要声明本技术以下所涉及的有关的部件尺寸数值，均为与台面主板为4mx4m的井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面相配合时，本实用 新型提供的水平双向地震模拟振动台支承运行机构的部件相应的尺寸数值。 本技术，包括运行机构底板25、井形加劲单元20、横纵钢轨梁交叉节点加劲肋23、支承接触单元30、短钢轨加劲肋34、运行机构固定地锚 41-1、 41-2和底板耳板42;所述的运行机构底板25由钢板构成，优选其厚度为40mm;其两个边缘各 焊接不少于3块底板耳板42，厚度与运行机构底板25厚度相同，其中部有孔径 与运行机构固定地锚41-1相匹配的孔，用于穿过运行机构固定地锚41-1;所述的运行机构固定地锚41-1上部为圆柱体下部为长方体，上部的圆柱体 直径不小于150mm，优选其直径为150mm，下部的长方体尺寸不小于 250mmx250mmxl50mm，优选尺寸为250mmx250mmxl00mm;运行机构固定 地锚41-1的下部固定在槽道43中，运行机构固定地锚41-1的上部嵌套运行机 构固定地锚41-2， 二者配合使整个支承运行机构固定在槽道43中，槽道43固 定在基础44上；运行机构底板25上表面按井字形分别焊接2根连续纵向钢轨梁21 (以下简 称纵梁21)和2列分段横向钢轨梁22 (以下简称横梁22)构成井形加劲单元 20;采用铁路钢轨主要由于其刚度大、抗冲击荷载能力强、取材便利的优点。 井形加劲单元20使运行机构底板25的刚度、强度在均匀分布的基础上明显提高；本技术，在每个并形加劲单元20的纵梁21和横梁22的交叉节点，均分 别通过4块强度为Q235级以上的切角、刨平的直角等腰三角形钢板把纵梁21的梁 腹和横梁22的梁腹焊接，为纵梁21和横梁22提供侧向支撑，保证二者在地震模 拟作用下保持稳定；该横纵钢轨梁交叉节点加劲肋23厚度优选为20咖；本技术，为使水平双向地震模拟振动台支承运行机构既能承受地震 模拟振动台的竖直方向荷载，又能保证振动台台面近似无摩擦地在水平面 内自由滑动，在所述的每根纵梁21上和每列横梁22上各安置3个支承接触单元30，每个支承接触单元30的中心分别在纵梁21上和横梁22上的互相分割的三 段的中心点上；该支承接触单元30由钢球盒32和置于钢球盒32内的万向转动钢 球33构成；所述的钢球盒32由Q345Mn钢板焊接而成，钢球盒32底的内部平面尺 寸应保证振动台水平双向最大位移和振动台承载力要求，为保证最大位移为 X二士3oomm， Y= ±300mm^ 台，钢球盒32的优选底的内部平面尺寸不应小于600mmx600mm，钢球盒32的优选底的内部平面尺寸为600咖x600mm;钢球盒32的 深度应该略小于内置万向转动钢球33的直径，目的是保证万向转动钢球33可以 在钢球盒32内自由转动；优选万向转动钢球33直径为50mm;万向转动钢球33密 布于钢球盒32中，钢球间空隙由润滑剂填充；所述的每个钢球盒32分别与其下部的纵梁21或横梁22焊接，并在钢球盒32 的底面与运行机构底板25之间还焊接分别平行于纵梁21或横梁22的并与钢球盒 32等长的短钢轨加劲肋34，所述的短钢轨加劲肋34还与运行机构底板25通过间 距不大于200mm的高强螺栓35固定连接，优选螺栓间距为100mm，以保证水平自 由滑动支承单元30具有足够的强度和刚度；制作过程中所用钢构件都预先喷涂防腐漆。本技术所涉及焊接连接均 要经过超声探伤，达到二级焊缝以上等级要求。使用时，要把井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面置于本实用 新型所提供的水平双向地震模拟振动台支承运行机构上面配合使用；具体的是 井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面的各个支承接触单元置于本实 用新型所提供的水平双向地震模拟振动台支承运行机构的各支承接触单元30上 面配合使用。有益效果本技术所提供的水平双向地震模拟振动台支承运行机构对 振动台台面不产生倾覆力矩，因而水平位移能力和最大模型重量都明显提高，最大水平位移可达X:土300mm， Y=±3(X)mm，最大模型重量可达150吨。由于钢球 组提供了均匀的多区支撑，减少了附加的应力集中，使振动台受力更接近地震 模拟的真实情况。更为可贵的是如需进一步加大振动台位移能力和竖向承载 能力，只需加大钢球盒边长和增设钢球即可完成水平双向地震模拟振动台支承 运行机构的设备升级。附图说明图l是本技术的振动台台面运行机构构成俯视图。图2是图1的A-A剖视图。 图3是图1的B-B剖视图。 图4是图1中C节点的局部放大视图。 图5是图4中的D-D剖视图。 图6是图5中的E-E剖视图。 图7是图2中的F-F剖视图放大视图。 图8是图3中的G-G剖视图放大视图。具体实施方式实施例1如图l、 2、 3所示，所述的运行机构底板25由钢板构成，厚度为40mm; 该运行机构底板25的两边缘各焊接4块厚度为40mm的底板耳板42，底板耳板 42中部有孔，孔径与运行机构固定地锚41-1相匹配，用于穿过运行机构固定地 锚41-1;运行机构固定地锚41-1上部为直径为150mm的圆柱体，下部为 250mmx250mmxl00mm的长方体;运行机构固定地锚41-1的下部固定在槽道43中，运行机构固定地锚41-1 的上部嵌套运行机构固定地锚41-2， 二者配合使用使整个支承运行机构固定在槽道43中 ，槽道43固定在基础44上；运行机构底板25上表面按井字形分别焊接2根铁路钢轨制成的纵梁21和2 列横梁22构成井形加劲单元20;采用铁路钢轨主要由于其刚度大、抗冲击荷载 能力强、取材便利的优点。井形加劲单元20使运行机构底板25的刚度、强度 在均匀分布的基础上明显提高；如图4、 5、 6所示，在每个井形加劲单元20的纵梁21和横梁22的交叉节点， 均分别通过4块强度为Q235级以上的切角、刨平的直角等腰三角形钢板把纵梁21 的梁腹和横梁22的梁腹焊接，为纵梁21和横梁22提供侧向支撑，该横纵钢轨梁 交叉节点加劲肋23厚度为20mm;如图l、 2、 3、 7、 8所示，为使水平双向地震模拟振动台支承运行机构既能 承受地震模拟振动台的竖直方向荷载，又能保证振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
水平双向地震模拟振动台支承运行机构，其特征在于，该机构包括运行机构底板（２５）、井形加劲单元（２０）、横纵钢轨梁交叉节点加劲肋（２３）、支承接触单元（３０）、短钢轨加劲肋（３４）、运行机构固定地锚（４１－１、４１－２）和底板耳板（４２）；　　所述的运行机构底板（２５）由钢板构成；其两个边缘各焊接不少于３块底板耳板（４２），厚度与运行机构底板（２５）厚度相同，其中部有孔径与运行机构固定地锚（４１－１）相匹配的孔，用于穿过运行机构固定地锚（４１－１）；　所述的运行机构固 定地锚（４１－１）上部为圆柱体下部为长方体，运行机构固定地锚（４１－１）的下部固定在槽道（４３）中，运行机构固定地锚（４１－１）的上部嵌套运行机构固定地锚（４１－２），二者配合使整个支承运行机构固定在槽道（４３）中，槽道（４３）固定在基础（４４）上；　运行机构底板（２５）上表面按井字形分别焊接２根连续纵向钢轨梁（２１）和２列分段横向钢轨梁（２２）构成井形加劲单元（２０）；　在每个井形加劲单元２０的连续纵向钢轨梁（２１）和２列分段横向钢轨梁（２２）的交叉节点，均分别 通过４块强度为Ｑ２３５级以上的切角、刨平的直角等腰三角形钢板把纵梁（２１）的梁腹和横梁２２的梁腹焊接；　所述的每根纵梁（２１）上和每列横梁（２２）上各安置３个支承接触单元（３０），每个支承接触单元（３０）的中心分别在纵梁（２１）上和横 梁（２２）上的互相分割的三段的中心点上；该支承接触单元（３０）由钢球盒（３２）和置于钢球盒（３２）内的万向转动钢球（３３）构成；所述的钢球盒（３２）由Ｑ３４５Ｍｎ钢板焊接而成，钢球盒３２底的内部平面尺寸应保证振动台水平双向最大位移和振动台承载力要求，钢球盒（３２）的深度应该略小于内置万向转动钢球（３３）的直径，保证万向转动钢球（３３）可以在钢球盒（３２）内自由转动，万向转动钢球３３密布于钢球盒（３２）中，球间空隙由润滑剂填充；　所述的每个钢球盒（３２）分别与其下部的纵梁 （２１）或横梁（２２）焊接，并在钢球盒（３２）的底面与运行机构底板（２５）之间还焊接分别平行于连续纵向钢轨梁（２１）和２列分段横向钢轨梁（２２）的并与钢球盒（３２）等长的短钢轨加劲肋（３４），所述的短钢轨加劲肋（３４）还与运行机构底板２５通过高强螺栓（３５）固定连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董世贵，董丽欣，袁长春，
申请(专利权)人：吉林建筑工程学院，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]