[发明专利]一种桥梁高速率抗冲宽频域隔震器

说明书

本发明公开了一种桥梁高速率抗冲宽频域隔震器，包括由高阻尼橡胶支座与上承台板、下承台板组成的高阻尼橡胶隔震结构和由滑动槽、聚四氟乙烯材料层、上连接件、下连接件、阻尼缸体、多重活塞、活塞杆、阻尼腔室、端盖、导向套、密封件、连接块组成的粘滞阻尼器减震结构。本发明提供的一种桥梁高速率抗冲宽频域隔震器，可为土木工程结构在复杂振动激励下进行水平各向有效的隔震减振，克服了传统橡胶支座耗能能力有限、阻尼力单一、精度、灵敏度低的缺陷和单一粘滞阻尼器隔震频率较窄、隔震方向单一的缺陷，与现有隔震器相比，可实现水平各方向的耗能减振，同时具有较宽的隔震频率，较强的耗能能力和灵敏度以及高速率抗冲的特性。

技术领域

本发明涉及土木工程结构隔震技术领域，具体涉及一种桥梁高速率抗冲宽频域隔震器。

背景技术

地震作用给结构带来的破坏和日常环境中的振动给我们带来的影响已不容忽视，为了减少振动对结构带来的影响，不同于传统的以刚克刚的抗震技术，各种隔震减振手段应运而生。在应用中效果良好的，比如传统隔震支座使用的天然橡胶支座水平刚度较低，延长了结构的自振周期，可显著减少结构的水平加速度响应，但也存在许多问题，如其位移响应较大，耗能能力弱，后有学者提出高阻尼橡胶支座，通过高分子聚合物和橡胶按比例共混，得到了在宽频域下都有较高阻尼的高阻尼橡胶，其在地震响应中有一定的耗能能力，能显著减少结构的位移和加速度响应。在桥梁结构中也常在支座处布置粘滞阻尼器，其常为速度相关型粘滞阻尼器，在高频振动下，粘滞阻尼器能起到较高的减振耗能作用，但其通常隔震方向单一，且在低速载荷下不具备减振耗能能力。

近年来，剪切增稠材料在隔震技术上的使用越来越多，剪切增稠液（ShearThickening Fluid，简称STF）是性能优异的粘弹性材料，其对速度的响应非常迅速，速度较低时粘性很低，而当速度达到临界剪切速率时，STF的粘性急剧增加，表现为粘弹性，在高速冲击下，STF发生固化，粘度急剧上升，在阻尼器中能为活塞提供极大的阻尼力，吸收并耗散掉冲击能量，同时具有灵敏度高、可逆性好的特点。

中国专利（申请号201420524432.8）公开的“一种高阻尼橡胶支座”采用了高阻尼橡胶，其水平刚度较低，延长了结构自振周期，同时具有一定阻尼，能显著减少结构的位移和加速度响应，但其隔震效果单一，耗能能力有限。

中国专利（申请号201220637987.4）公开的“一种桥梁粘滞阻尼减震支座”，将粘滞阻尼器设计到隔震支座中，其采用中间盆板侧面设置的侧卡口卡住粘滞阻尼器阻尼缸的工作面，使得地震时产生的振动依次由支座底板、中间盆板、中间盆板的侧卡口传递至粘滞阻尼器，粘滞阻尼器再反向给予响应，以起到减振耗能作用，由此可知，中间盆板的侧卡口不仅具有导向作用，还对粘滞阻尼器提供一定的支撑力，在振动过程中易于损坏、变形，其对粘滞阻尼器的夹持导向会随着使用的时长而快速减小，甚至消失，因此，粘滞阻尼器给予的阻尼响应会不及时甚至不再具有减振耗能作用。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于剪切增稠材料、粘滞阻尼器与高阻尼橡胶支座并用的桥梁高速率抗冲宽频域隔震器，可为土木工程结构在复杂振动激励下进行水平各向有效的隔震减振，剪切增稠液阻尼器的引入使得该装置在高频振动作用下有较高的耗能减振作用，中间部分为高阻尼橡胶支座，其主要承担竖向承载，同时在低频时也有减振耗能作用，高频时高阻尼橡胶支座与粘滞阻尼器协同作用减振耗能，具有较宽的隔震频率、高灵敏度及高速率抗冲的特性，可实现水平各方向的耗能减振，克服了传统橡胶支座耗能能力有限、阻尼力单一、精度及灵敏度低的缺陷和单一粘滞阻尼器隔震频率较窄、隔震方向单一的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：