[发明专利]固定三层复合减震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在地震中能够起到有效减震作用的装置，尤其涉及一种固定三层复合减震装置，属于减震技术领域。

背景技术

目前，具有减震作用的桥梁减震置主要有摩擦阻尼装置、软钢阻尼装置、橡胶阻尼装置等。摩擦阻尼装置为常见的减震装置之一，具有竖向承载力大，耗能明显，复位功能强，转角及位移大的特点，但桥梁正常温度位移时，桥梁梁体会抬高，对桥梁梁体产生次应力；软钢阻尼装置减震效果较好，但震后复位性差；橡胶阻尼装置减震效果和震后复位性均较好，但橡胶易老化，寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种固定三层复合减震装置，在正常温度位移时装置滑动层起作用，地震时装置摆动减震，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现：一种固定三层复合减震装置，包括上座板、上摆、挡块组件、连接铰轴、球摆和下摆，所述上摆与上座板之间相对滑动，形成平面滑移层；上摆与球摆之间相对转动，形成转动层；球摆与下摆之间相对摆动，形成摆动层；上座板与上摆、上摆与球摆、球摆与下摆构成三层复合结构；挡块组件为四个，分别设于上座板横向两侧和纵向两侧，上座板被限位于四个挡块组件所围成的空间内，挡块组件的上部与上座板分离，挡块组件的下部通过连接铰轴与下摆固定。

整个固定三层复合减震装置的主体无橡胶材料，避免了橡胶老化而带来的装置使用寿命短的问题；地震时通过摆动滑移而减震，震后在重力作用下可自动恢复。

作为一种优选方式，还包括剪力销，剪力销穿过挡块组件和下摆，连接铰轴穿过挡块组件和下摆，剪力销的中轴线与连接铰轴的中轴线相平行；剪力销被剪断时，挡块组件能绕连接铰轴转动，上座板能沿横向和纵向活动。

作为进一步优选方式，还包括平面滑板，所述平面滑板设于上座板和上摆之间，平面滑板与上座板分离，与上摆固定。

作为进一步优选方式，还包括上球面滑板，所述上球面滑板设于上摆和球摆之间，上球面滑板与上摆固定，与球摆分离。

作为进一步优选方式，还包括下球面滑板，所述下球面滑板设于球摆和下摆之间，下球面滑板与球摆固定，与下摆分离。

本发明中部分零件的作用如下：

上座板：与梁体连接，承受及传递梁体压力。

平面滑板：与上摆固定并与上座板之间形成滑动副，实现支座的水平位移。

上摆：与平面滑板及上球面滑板固定为一体，实现正常工作时装置的转角。地震时，上摆与球摆之间形成转动副，将球摆的转动转化为水平运动。

上球面滑板：与球摆固定成整体，与上摆之间形成滑动副，实现支座的转动。

挡块组件：正常工作条件下，实现支座横向和纵向的水平限位及位移导向。

剪力销：承受水平剪力，正常工作时限制挡块组件的转动；在地震时，当水平力大于剪力销的剪断力时被剪断失效。具备水平剪力熔断机制，剪力销仅承受水平剪力，剪断力可精确计算；当水平剪力大于剪力销剪断力后，剪力销剪断失效，挡块不再限位，可实现整个减震装置的自由摆动。剪力销剪断后，挡块组件沿连接铰轴转动，震后恢复及维护方便。

连接铰轴：实现下摆与挡块组件的连接，在剪力销剪断后挡块组件绕连接铰轴转动。

球摆：在正常工作时，与上摆之间形成转动副，实现支座转角；在地震时，与上摆之间相对转动，与下摆之间形成滑动副，在地震时沿球面摆动，将动能转化为势能及摩擦耗能，实现支座的减振耗能作用。

下球面滑板：与球摆固定成一体，与下摆之间形成滑动副。

下摆：与墩台连接，并与球摆之间形成滑动副。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过上摆与上座板的相互滑动、上摆与球摆的转动与球摆与下摆的摆动构成本发明固定三层复合减震装置的主体，其优点为：

1.在正常工作时，球摆不转动，梁端无竖向上的位移，有利于桥梁的稳定；

2.地震时，上座板能够平滑过渡，无冲击；球摆开始工作，球摆与下摆之间相对摆动，将一部分动转化动为势能并摩擦耗能，实现装置的减震耗能功能；

3.具备沿上座板横向和纵向的水平剪力熔断机制，剪力销仅承受水平剪力，剪断力可精确计算；当横向的水平剪力大于剪力销剪断力后，剪力销剪断失效，挡块组件不再对上座板的横向进行限位，当纵向的水平剪力大于剪力销剪断力后，剪力销剪断失效，挡块组件不再对上座板的纵向进行限位，当横向和纵向的剪力均失效时，便可实现整个减震装置的自由摆动；

4.剪力销剪断后，挡块组件沿连接铰轴转动，震后恢复及维护方便。