[实用新型]水平双向地震模拟振动台综合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及具有水平双向地震模拟振动台综合系统。

背景技术

水平双向地震模拟振动台综合系统通常由地震模拟振动台台面、激振器连接装置和支承及运行机构构成。地震模拟振动台台面有：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，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(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。但合金台面不足在于：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。目前，绝大部分振动台台面结构采用钢焊结构，它与铝合金及镁铝合金台面相比，台面强度大，造价略低。国外设计的振动台台面多采用厚度为12cm~15cm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。为了模型与台面的连接需要在台面上设置强度高、焊接性能好的螺纹、螺母。螺母需要焊接与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。加工工艺复杂，制作成本高。

水平双向地震模拟振动台激振器连接装置包括：激振固定型连杆铰接式、激振器摆动型连杆铰接式和静压轴承连接式。激振固定型连杆铰接式和激振器摆动型连杆铰接式都具有维护简单、成本低，接头刚性易于保证的优点。但是二者在正交的自由度无约束情况下是不稳定机构，接头部分均存在一定的机械间隙，有几何交叉耦合影响。静压轴承连接式无几何交叉耦合影响，在无正交自由度约束情况下可能稳定于所在位置，但其需要另设润滑工作油源予以加压获得所需的静压油膜刚度，接头刚度难以保证。而且其接头质量大，使激振器出力做功增大。静压轴承连接式的维护困难，对其必须防污染、防水、防油液渗漏，成本很高，因而难以广泛应用。

水平双向地震模拟振动台支承及运行机构，采用双头铰接连杆方式或平面静压导轨方式。这两种支承方式具有摩擦力较小、结构简单易行的优点。但以此为支承的振动台，在水平运行过程中需克服倾覆力矩，使振动台的水平位移能力受到限制。而且由于振动台支承点较少，竖向支承能力有限并且受力不均匀，使得竖向荷载的量值，即试验模型的最大重量受到了制约。(《地震模拟振动台的设计与应用技术》黄浩华著地震出版社)

综上所述，现有的水平双向地震模拟振动台台面及支承导向系统，由于结构自身的不足在一定程度上影响了地震模拟振动台的工作性能，也不易进行功能拓展和设备升级。而且加工工艺复杂、成本和维护费用都很高昂，现有水平双向地震模拟振动台造价通常高达百万甚至千万。研制水平双向地震模拟振动台的综合系统十分必要。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本实用新型提供了水平双向地震模拟振动台的综合系统。该综合系统由井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面单元、水平双向地震模拟振动台支承运行机构单元和水平双向地震模拟振动台激振器连接装置单元构成；所述的井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面单元的各个支承接触单元6置于水平双向地震模拟振动台支承运行机构的各支承接触单元30上，从而使所述的井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面单元和水平双向地震模拟振动台支承运行机构单元形成连接关系；

所述的井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面单元的台面主板1的上表面对应于振动台激振器连接装置的转轴运行轨道401两端位置分别焊接1块钢垫块700，每块钢垫块700通过2根10.9级高强螺栓802与连接节点板801连接，转轴运行轨道401通过4根10.9级高强螺栓802与两端各1块节点板801连接；这样，就把井形钢轨梁加劲的水平双向地震模拟振动台台面单元与水平双向地震模拟振动台激振器连接装置单元连接起来；

所述的水平双向地震模拟振动台激振器连接装置单元的连接板103与激振器推进钢板102焊接，再通过2个13.9级高强螺栓105把连接板103与激振器推进钢板102固接，这样，就把水平双向地震模拟振动台综合系统与激振器连接起来；