本发明专利技术涉及渡槽结构的横向减隔震混合控制装置，该装置主要由阻尼器（1）、弹簧（2）、格栅（4）和铅锌橡胶支座（6）组成，其中：阻尼器（1）和弹簧（2）设置多个，它们沿渡槽纵向于两侧渡槽壁（3）顶部之间设置；格栅（4）沿渡槽槽中纵向布置；铅锌橡胶支座（6）安装在槽墩的顶部；渡槽水体与渡槽槽体自身构成矩形TLD大水箱。本发明专利技术考虑槽体中大质量水体的TLD效应，利用水体的晃动来减小渡槽的地震响应，从而变水体的不利为有利，突破了传统大质量水体对渡槽结构抗震不利的研究方法；更重要的是阻尼器、弹簧、格栅和铅锌橡胶支座组成混合减震隔震装置，更大程度地减小渡槽的横向地震响应，并且安装简单、经济实用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程、水利工程、机械工程领域，特别涉及一种用于渡槽结构的横向减隔震混合控制装置。
技术介绍
建国60多年来，我国的水利建设虽然取得了显著成就，但面临的形式仍然相当严竣一是水污染与水环境日趋恶化；二是水资源严重短缺；三是洪涝和干早灾害频繁。随着经济社会的全面发展，我国未来的水资源问题将显得更加复杂和严峻，在很多领域和许多地区，水问题已成了经济发展的首要制约因素。渡槽是一种重要的水工建筑物，它的主要作用是输送渠道水流跨越河流、道路、山谷，在我国各地有着广泛的应用。我国以前的《水工建筑物抗震设计规范》编制说明中明确指出“渡槽等水工建筑物，由于缺少动力特性资料及实际运用经验，还不能在本规范中概括，有待于进一步积累资料，于今后修订时逐步补充(参见文献中华人民共和国水利部《水工建筑物抗震设计规范》(SDJ10-78) [S]，北京水利电力出版社，1978年)”。但新颁布的《水工建筑物抗震设计规范》中依旧没有提及渡槽这方面的内容(参见文献中华人民共和国水利部.《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000) [S],北京水利电力出版社，2000年)，能够查阅的相关文献也较少，从而使得目前我国渡槽抗震设计尚无规可循。从抗震角度看，渡槽与桥梁的主要差别是巨大水槽内水体形成的“头重脚轻”的结构形式，这种结构形式对抗震极其不利。我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一，地震带分布广泛，建筑物的抗震十分重要。当渡槽通过地震区时，这些渡槽在地震作用下的安全问题是关系到国民生计的重大问题。由于该类结构的特殊性，无论是理论研究，还是设计经验都严重缺乏，其地震安全性问题一直是水工结构抗震领域关注的焦点，成为水工结构抗震领域亟待解决的重要课题。1.渡槽结构的抗震研究现状国外近些年来修建的大型输水工程相对较少，对大型渡槽结构的研究文献不多，所能查到的相关石if究文献有Eugene L.，Dennis P. Ε. Intergration of computer systems for California aqueduct power plant systems. IEEE Transactions on Energy Conversion, 1993，8(2) :93-113 ；文献 Shan J J. Construction of Gomti Aqueduct. Indian Consrete. Journal, June, 1986 ；文献 Golani B D. ;Rolling trusses' as falsework for aqueduct and bridge. Indian Concrete Jouranlj January, 1978 ；文献Anon. Aqueduct Usel Prestressed Concrete Design. World Construction, June. 1984 ；文献 Connelly. David L，Perry. Roy J. First steps in aqueduct leak risk assessment. Proc 22 Annu Conf Integr Water Res Plan 21 Century，1995，641-644 等。 它们均集中在渡槽防渗修复、结构选型、模型试验和优化设计等方面。而有关渡槽动力分析与抗震计算方面的文献报道也很少。就结构的抗震研究而言，国内因为实施像南水北调这样的大工程，使得在这一领域处于世界领先地位。国家对南3水北调的战略性研究进行了几十年，实质性的具体研究也就是近些年的事情，国内许多高等院校、科研院所做了不少的工作，也有了一些成果。李遇春等应用流体势流理论与结构的振动理论，对大型梁式渡槽的竖向地震作用进行了相关的研究，通过流-固耦合简化分析，得到了结构竖向地震响应的时程计算公式， 求得了渡槽承重简支梁的湿振型估算公式及湿频率(参见文献李遇春，楼梦麟，潘旦光， 《大型梁式渡槽竖向地震作用估计》[J]. 土木工程学报，2003，36 0):10-15)。陈淮等针对大型渡槽槽身采用薄壁结构的特点，提出大型双槽截面渡槽横向地震响应分析模型，给出了该大型渡槽关键部位的地震响应最大值，所得结果可为该大型渡槽抗震设计提供参考(参见文献陈淮，祁冰，杜晓伟，《大跨双槽渡槽横向地震响应分析》[J]· 地震工程与工程振动，2004，M (5) :118-122 )。王博等采用能量原理给出了渡槽梁段单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵的表达式。提出大型渡槽的动力分析模型，并具体计算了某大型渡槽的地震响应(参见文献王博，李杰《大型渡槽结构地震响应分析》[J] 土木工程学报.2001. 34(3):四-34)。彭宣茂等采用空间组合空间动力有限元直接滤频法和振型分解反应谱法对东深供水改造工程渡槽结构进行空间抗震分析。计算模型有效地考虑了上部结构的槽身、支架体系、槽墩、桩基与土的共同作用以及渡槽内水体与结构的动力藕合作用(参见文献彭宣茂，刘宁《首届全国水工抗震学术会议论文集》[C]//《首届全国水工抗震防灾学术会议论文集》，南京河海大学，2006:252-256)。张林让等以南水北调工程穿黄箱形渡槽为研究对象，采用大比尺水弹性振动渡槽模型在水平振动台上进行试验，研究了地震作用下和谐激励下水体与槽体相互作用效应和机理，并将试验结果和Housner模型计算结果进行了对比分析(参见文献张林让，吴杰芳，陈敏中等《大型渡槽流固动力耦合效应试验研究》[J].南水北调与水利科技.2008， 6(1) :6-10)。李敏霞在理论分析的基础上，对设计中的南水北调中线工程北京段南泉河水大型渡槽工程结构，按几何相似比1 10研制了结构模型及多组隔震耗能混合减振支座，在振动台上成功地进行了多工况的地震模拟试验(参见文献李敏霞，陈厚群，王济等《渡槽结构隔震耗能减振控制的试验研究》[J].地震工程与工程振动，2002，22 ): 139-143)。季日臣等建立考虑渡槽槽身与槽内水体流固耦合的二维横向地震响应计算模型， 对某大型渡槽进行多工况地震时程响应计算，分析了槽内水体晃荡对渡槽结构横向抗震的影响。季日臣等建立考虑渡槽槽身与槽内水体流固耦合的二维横向地震响应计算模型，对某大型渡槽进行多工况地震时程响应计算，分析了槽内水体晃荡对渡槽结构横向抗震的影响(参见文献季日臣，夏修身，陈尧隆《水体晃荡作用对渡槽横向抗震影响的研究》[J].水利水电学报，2007，26(6:30-34)o2. TLD控制理论研究现状1972年，姚浩平(J. T. P. Yao)教授首次提出“结构控制”理论，从而开创了结构控制研究的新时期。其中，TLD (Tuned Liqui Damper，简称TLD，调频液体阻尼器)由于简单易行、经济及多用途等诸多优点而得到广泛的研究与应用。Housner是较早研究水箱内液体晃动特性的学者之一，他将液体晃动对箱壁产生的动液压力分为脉冲压力和振荡压力两部分，并分别用两个与箱体连结形式不同的等效质量的振动效应来模拟这两种动液压力(参见文献Housner G W. Dynamic pressure on accelerated fluid con本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种渡槽结构的横向减隔震混合控制装置，其特征在于该装置主要由阻尼器（１）、弹簧（２）、格栅（４）和铅锌橡胶支座（６）组成，其中：阻尼器（１）和弹簧（２）设置多个，它们沿渡槽纵向于两侧渡槽壁（３）顶部之间设置；格栅（４）沿渡槽槽中纵向布置；铅锌橡胶支座（６）安装在槽墩的顶部；渡槽水体与渡槽槽体自身构成矩形ＴＬＤ大水箱。
【技术特征摘要】
1.一种渡槽结构的横向减隔震混合控制装置，其特征在于该装置主要由阻尼器(1)、 弹簧(2)、格栅(4)和铅锌橡胶支座(6)组成，其中阻尼器(1)和弹簧(2)设置多个，它们沿渡槽纵向于两侧渡槽壁(3)顶部之间设置；格栅(4)沿渡槽槽中纵向布置；铅锌橡胶支座 (6)安装在槽墩的顶部；渡槽水体与渡槽槽体自身构成矩形TLD大水箱。2.根据权利要求1所述的渡槽结构的横向减隔震混合控制装置，其特征是在渡槽壁(3)的顶部与阻尼器(1)、弹簧(2)的连接部位均设置加劲肋。3.根据权利要求1所述的渡槽结构的横向减隔震混合控制装置，其特征是在渡槽中设置格栅(4)部位设立竖向混凝土的柱子(7)，连接两侧的阻尼器(1)和弹簧(...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐家云，胡学苏，陈吉，龚文凯，徐兵先，高丽媛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83
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