一種基于杠桿原理的橋梁阻尼器的制作方法

本發明涉及房屋抗震的技術領域，尤其涉及一種基于杠桿原理的橋梁阻尼器。

背景技術：

近年來，我國在工程結構的隔震、減振與振動控制方面進行了大量的研究工作，取得豐碩的研究成果。傳統的抗震設計師通過增強結構本身的抗震性能來抵御地震作用，即用結構本身儲存和消耗地震能量以滿足結構抗震設防標準：小震不壞，中震可修，大震不倒。而這種抗震方式缺乏自我調節能力，在不確定的地震作用下，很可能不滿足安全性要求。而結構振動控制技術為結構抗震提供了一條合理有效的途徑。其中，耗能減震為一種被動控制措施，是將輸入結構的地震能量引向特別設置的機構和元件加以吸收和耗能，從而能夠保護主體結構的安全。

目前已有好多耗能減震裝置，但是在耗能減震裝置中沒有設計放大的結構，使減震的效果放大，在微小的作用下起到更明顯的耗能減震。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種基于杠桿原理的橋梁阻尼器，具有良好的減震效果。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于杠桿原理的橋梁阻尼器，包括滑道、滑動座、固定座、滑動轉軸、轉動組件、黏彈性材料層、多塊剪切鋼板；滑道固定在橋梁的橋面板的下端，滑動座滑動式地安裝在滑道上，固定座固定在橋梁的支撐梁上，剪切鋼板固定在支撐梁上，滑動轉軸轉動式地安裝在固定座上；轉動組件包括一體形成的轉動軸、連接鋼桿、多塊轉動鋼板；轉動軸安裝在滑動座上，連接鋼桿的上端與轉動軸相接，多塊轉動鋼板設置在連接鋼桿的下端，相對滑動轉軸滑動的連接鋼桿穿過滑動轉軸；多塊剪切鋼板形成多個放置槽，轉動鋼板和黏彈性材料層均置于放置槽內，兩個黏彈性材料層之間設有轉動鋼板或剪切鋼板。

進一步的是：沿著橋梁的順橋方向設置的滑道包括基板和設置在基板下方兩端的第一突板，第一突板和基板形成滑槽。形成滑槽的結構簡單、便于滑動座滑動。

進一步的是：滑動座包括基座和兩個吊耳，兩個吊耳分別設置在基座的前后兩端，基座上設有轉動槽；從前視方向上看，呈半圓環形的吊耳和轉動槽形成一個完整的圓形。這種方式可用于承載轉動組件的重量，同時轉動軸可以相對基座轉動，是整個阻尼器起到減震效果的重要條件。

進一步的是：基座上端的兩端設有第二突板，第二突板和基座形成卡槽，第二突板位于第一突板和基板形成的滑槽內，第一突板位于第二突板和基座形成的卡槽內。這種形式的滑動結構簡單，便于滑動座沿著滑道滑動，在橋面板和支撐梁發生順橋方向的位移時，不會破壞阻尼器。

進一步的是：固定座包括兩個固定軸承和基體，兩個固定軸承沿著順橋方向設置，基體設置在固定軸承的兩端，滑動轉軸安裝在固定軸承上。固定座的結構簡單、制作成本低、滑動轉軸可以相對固定座轉動。

進一步的是：滑動轉軸上設有用于連接鋼桿穿過的通孔。連接鋼桿在擺動時，帶動滑動轉軸相對固定座轉動，同時連接鋼桿相對滑動轉軸滑動。

進一步的是：連接鋼桿的下端設有多個缺口，多塊轉動鋼板鑲嵌在連接鋼桿下端的缺口上。連接鋼桿和轉動鋼板的固定方式簡單牢固。

進一步的是：黏彈性材料層有四個，剪切鋼板有三個、轉動鋼板有兩個，三個剪切鋼板形成兩個放置槽；從前往后，依次為剪切鋼板、黏彈性材料層、轉動鋼板、黏彈性材料層、剪切鋼板、黏彈性材料層、轉動鋼板、黏彈性材料層、剪切鋼板。黏彈性材料層、剪切鋼板、轉動鋼板的數量和排列順序能起到更好的減震效果。

進一步的是：黏彈性材料層、剪切鋼板、轉動鋼板之間的連接方式為硫化連接。硫化方式連接為成熟的技術，且減震效果好。

總的說來，本發明具有如下優點：

本發明結構簡單，減震效果明顯，具有良好的減震效果，在橋面板和支撐梁發生水平面上左右方向的相對位移，轉動鋼板和黏彈性材料層發生較大的相對位移，從而達到良好的減震效果。本發明取材簡單，制作容易，安裝和拆卸方便，滯回性能穩定、易于更換，具有重要的經濟和使用價值，在結構抗震領域具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明的主視圖，未畫出滑動轉軸。

圖2是本發明的立體圖。

圖3是滑道、滑動座、固定座、滑動轉軸的爆炸圖。

圖4是轉動組件的立體圖。

圖5是多塊剪切鋼板和黏彈性材料層的爆炸圖。

其中，1為橋面板，2為支撐梁，3為橋墩，4為滑道，5為滑動座，6為固定座，7為轉動軸，8為連接鋼桿，9為轉動鋼板，10為黏彈性材料層，11為剪切鋼板，12為放置槽，13為基板，14為第一突板，15為滑槽，16為基座，17為吊耳，18為第二突板，19為卡槽，20為固定軸承，21為基體，22為滑動轉軸，23為滑動轉軸上的通孔。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施方式來對本發明做進一步詳細的說明。

為敘述方便，現對下文所說的方位規定如下：下文所說的上下左右前后方向與圖1投影關系的上下左右前后方向一致。

現有技術中，橋梁包括橋面板、支撐梁、橋墩；支撐梁位于橋墩上，橋面板位于支撐梁上，支撐梁和橋面板之間設有連接部件，支撐梁起到支撐橋面板的作用，車輛在橋面板上行駛。

結合圖1至圖5所示，一種基于杠桿原理的橋梁阻尼器，包括滑道、滑動座、固定座、滑動轉軸、轉動組件、黏彈性材料層、多塊剪切鋼板；滑道固定在橋梁的橋面板的下端，滑動座滑動式地安裝在滑道上，固定座固定在橋梁的支撐梁上，剪切鋼板固定在支撐梁上，滑動轉軸轉動式地安裝在固定座上；轉動組件包括一體形成的轉動軸、連接鋼桿、多塊轉動鋼板；轉動軸轉動式地安裝在滑動座上，連接鋼桿的上端與轉動軸相接，多塊轉動鋼板設置在連接鋼桿的下端，相對滑動轉軸滑動的連接鋼桿穿過滑動轉軸；多塊剪切鋼板形成多個放置槽，轉動鋼板和黏彈性材料層均置于放置槽內，兩個黏彈性材料層之間設有轉動鋼板或剪切鋼板。

滑道沿著橋梁的順橋方向設置，即滑動座沿著滑道的滑動方向與橋梁的順橋方向一致，順橋方向即車輛行駛的前進或后退方向。滑道包括基板和設置在基板下方兩端的第一突板，即第一突板的數量有兩個，一個第一突板設置在基板下方的左端，另一個第一突板設置在基板下方的右端。第一突板和基板相互固定，第一突板和基板可以是一體形成的，第一突板和基板形成滑槽。

滑動座包括基座和兩個吊耳，兩個吊耳和基座一體形成，兩個吊耳分別設置在基座的前后兩端，基座上設有轉動槽，從前視方向上看，轉動槽呈半圓形；從前視方向上看，呈半圓環形的吊耳和轉動槽形成一個完整的圓形。基座上端的兩端設有第二突板，即第二突板的數量有兩個，一個第二突板設置在基座上端的左端，另一個第二突板設置在基座上端的右端；兩個第二突板和基座形成卡槽，第二突板位于第一突板和基板形成的滑槽內，第一突板位于第二突板和基座形成的卡槽內。第一轉動軸置于轉動槽內，兩個吊耳吊住轉動軸的兩端。滑動座也可以這樣設計：滑動座包括基座和兩個軸承，兩個軸承固定在基座的前后兩端，兩個軸承分別套裝在轉動軸的前后兩端。轉動軸沿著前后方向設置，轉動軸與滑動座的裝配方式有多種，可根據實際需要進行選取和設計。

固定座包括兩個固定軸承和基體，兩個固定軸承沿著順橋方向(前后方向)設置，基體設置在固定軸承的兩端，即基體有兩部分，一部分基體設置在固定軸承的左端，另一部分基體設置在固定軸承的右端。整個固定座固定在支撐梁上，兩個固定軸承套裝在滑動轉軸上，滑動轉軸安裝在固定軸承上。

滑動轉軸上設有用于連接鋼桿穿過的通孔。連接鋼桿呈桿狀，滑動轉軸上設有方形孔，連接鋼桿穿過滑動轉軸上的方形孔。連接鋼桿在擺動時，帶動滑動轉軸相對固定座轉動，同時連接鋼桿相對滑動轉軸滑動。

連接鋼桿的下端設有多個缺口，缺口的數量與轉動鋼板的數量一致，多塊轉動鋼板鑲嵌在連接鋼桿下端的缺口上。轉動軸、連接鋼桿和轉動鋼板是一體形成的，相互固定的。

每一個黏彈性材料層的前后兩端面應當分別為剪切鋼板或轉動鋼板。黏彈性材料層有四個，剪切鋼板有三個、轉動鋼板有兩個，三個剪切鋼板形成兩個放置槽，三個剪切鋼板是固定在一起的，三個剪切鋼板是一體形成的。它們的一種連接順序是，從前往后，依次為剪切鋼板、黏彈性材料層、轉動鋼板、黏彈性材料層、剪切鋼板、黏彈性材料層、轉動鋼板、黏彈性材料層、剪切鋼板。黏彈性材料層、剪切鋼板、轉動鋼板之間的連接方式為硫化連接，最后邊的轉動鋼板與支撐梁相固定。實際使用中，黏彈性材料層、剪切鋼板、轉動鋼板的數量應根據實際情況來選擇。

本發明的原理介紹如下：

當地震發生時，橋面板和支撐梁發生水平面上左右方向(橋面板的寬度方向)的相對位移，滑道和滑動座沿著左右方向擺動，轉動軸相對滑動座左右轉動，連接鋼桿隨著轉動軸轉動，連接鋼桿的轉動帶動滑動轉軸相對固定座轉動，同時連接鋼桿相對滑動轉軸滑動，轉動鋼板隨連接鋼桿轉動，轉動鋼板的轉動，使得黏彈性材料層發生形變，黏彈性材料層在轉動鋼板和剪切鋼板之間發生形變，從而消耗地震能量，達到減震的效果。該阻尼器利用杠桿的原理(滑動轉軸處相當于杠桿的支點)，具有放大效應，橋面板和支撐梁發生水平面上左右方向的一點相對位移時，通過轉動鋼板的轉動，使得轉動鋼板和黏彈性材料層發生較大的相對位移，從而達到更好的減震效果，且阻尼器只在左右方向(橋面板的寬度方向)上起到減震效果，在橋面板和支撐梁發生順橋方向(前后方向)的相對位移時，滑動座及其下邊的部件隨著支撐梁前后方向移動，滑動座則沿著滑道前后移動，整個阻尼器不會受到破壞。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。