[实用新型]井字形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面

说明书

技术领域

本实用新型涉及井字形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面。

背景技术

国内外地震模拟振动台台面主要有：钢筋混凝土结构台面、钢焊结构台面、铝合金或镁铝合金铸造结构台面。

钢筋混凝土结构的地震模拟振动台台面，内阻尼大，振动台运行中无高频噪声，一次性投入成本低。但其自重大因而有效承载荷载小，弯曲频率低使得振动台全系统使用频率低，模拟的频带往往不能满足地震模拟研究的需要，现已很少使用。

铝合金台面用于中型地震模拟振动台中，镁铝合金铸造台面则用于小型振动台，即2m×2m或以下。合金台面自重小，有效荷载大，采用网格构造台面刚度有显著提高，弯曲频率很高。但合金台面成本很高，而且台面内阻尼小，当振动台运行于30Hz以上时会引起台体组成的薄板高频局部振动，噪音较大。

与铝合金及镁铝合金台面相比，钢焊结构台面强度大，造价略低。公知的绝大部分振动台台面结构采用钢焊结构。

目前，国外设计的振动台台面多采用厚度为120mm-150mm的抗撕裂Z向钢的实心厚钢板，这种台面自重很大，因而有效荷载相对较小。由于用钢量大且加工工艺复杂，Z向钢的实心厚钢板结构台面造价较高。现有中国国内设计的振动台钢焊结构台面是采用上下封闭的格栅板结构，即用薄钢板形成格栅，上覆一块较厚的钢平板，下垫薄钢板，焊接形成箱体。为了待测件与台面的连接需要在台面上设置螺母。螺母需要焊接在格栅肋板的十字交点，或者在螺母四侧焊三角板加劲肋，再将螺母与加劲肋整体焊接在台面板上。(《地震模拟振动台的设计与应用技术》黄浩华著地震出版社)其加工工艺复杂，加之格栅钢板制作成本又较高，使得4m×4m格栅钢焊结构振动台台面的造价通常需要数十万人民币。而整个地震模拟振动台的造价，通常高达数百万甚至千万元以上。

发明内容

为了降低制造成本及维护费用，在减轻台面自重以获得更大的有效荷载的同时，提供较大的内阻尼以减小局部振动、降低运行噪音，本实用新型提供一种井字形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面。该台面是利用铁路上常用的钢轨按井字形加劲的水平双向地震模拟振动台台面。

本实用新型提供的井字形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面(以下简称台面)，如图1、2和图3所示，包括振动台台面主板、井字形钢轨梁加劲单元、支承接触单元构成；

要说明：本实用新型以下所涉及的部件的尺寸数值，均为台面主板为4m×4m规格的井字形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面的相应的部件尺寸数值。

所述的振动台台面主板由钢板焊接而成，其平面尺寸优选为4m×4m；厚度应不小于40mm，厚度优选为40mm；其用来承载和固定待测件，该振动台台面主板的厚度除保证台面的刚度、强度，还综合考虑了均匀传力、减少应力集中现象的发生，保证预留高强螺栓孔的深度，以及减小自重并提供较大内阻尼的因素；

振动台台面主板上表面焊接有人字纹防滑覆面钢板5；

在振动台台面主板的上表面上经机械钻孔得到固定待测件所需的多个预留高强螺栓孔，该预留高强螺栓孔不少于16个；该预留高强螺栓孔也贯通人字纹防滑覆面钢板，各个预留高强螺栓孔均匀布置于台面主板和人字纹防滑覆面钢板的上表面；每个预留高强螺栓孔优选深入台面上表面的孔深为25mm；

所述的井字形钢轨梁加劲单元由2根横向连续钢轨梁和2列纵向分段钢轨梁垂直交叉布置成井字形并且焊接于振动台台面主板的下表面构成；

如图2、4、5、6所示，横向连续钢轨梁和纵向分段钢轨梁的每个交叉节点，均由4块切角、刨平的三角钢板加劲肋分别焊接于交叉节点横向连续钢轨梁的梁腹和纵向分段钢轨梁的梁腹；三角钢板加劲肋为横向连续钢轨梁和纵向分段钢轨梁提供侧向支撑，保证二者在地震模拟作用下保持稳定；

所述的井字形钢轨梁加劲单元对振动台台面主板起加劲的功能，使台面刚度、强度在均匀分布的基础上明显提高，保证了台面荷载向运行装置的有效传递，采用铁路钢轨主要由于其具有刚度大、抗冲击荷载能力强和取材便利的优点。

如图2所示，振动台台面主板下面设置12个支承接触单元，沿每根所述的横向连续钢轨梁和纵向分段钢轨梁各均匀安置3个支承接触单元；为使支承接触单元为振动台台面主板及其上待测件提供均匀支撑，每个支承接触单元的中心分别在横向连续钢轨梁和纵向分段钢轨梁的互相分割的三段的中心点上；