[发明专利]一种带滑动斜弹簧的三维隔振装置

说明书

本发明公开了一种带滑动斜弹簧的三维隔震/振装置，由上下串联的水平和竖向隔震/振单元组成。水平隔震/振单元为第一形状系数较大的薄叠层橡胶支座，包含高纯度铅芯耗能单元；竖向隔震/振单元由第一形状系数较小的厚叠层橡胶支座和连接竖向重负荷线性导轨的斜向矩形压缩弹簧并联组成，通过低硬度高阻尼橡胶弹性变形、线性导轨联动的斜向矩形弹簧拉压变形，共同隔离竖向震/振动，还可改变厚叠层橡胶支座的第一形状系数和矩形弹簧的刚度系数，减小不同频率和振幅的竖向振动，实现三维隔震/振。本发明属于一种被动式震/振动控制手段，可广泛应用于城市轨道交通上盖结构的隔震层和重要的大中型机械设备底部。

技术领域

本发明涉及一种带滑动斜弹簧的三维隔振装置，属于土木工程和机械工程隔振技术领域。

背景技术

随着城市用地紧张，传统的二维布局纯交通开发模式已无法满足城市系统的发展，利用交通车辆段上层空间开发形成一种三维立体城市功能的叠加，成为新的发展模式。城市轨道交通上盖建筑物即新三维布局下的产物，可在节约土地资源的基础上，进一步发展我国交通建设。目前，上盖建筑物的开发均需设置转换层，即大厚度的盖板，结构整体呈上重下轻的特点，从而导致结构整体抗震性能不佳，而将层间隔震技术应用于上盖开发设计中，可解决大底盘和上盖建筑物直接转换带来的刚度突变的不利影响，提高结构整体抗震性能。同时，城市轨道交通上盖建筑物的基础直接布置在地铁引起的振源激励上，导致其对环境造成的影响比轨道沿线的建筑物要大，带来城市轨道交通引起振动和噪声污染等问题，有必要采取相应的振动控制措施来减小上盖建筑物的车辆激励振动。

另一方面，对于地铁沿线的建筑物内对振动敏感的大中型精密仪器，要求工作环境苛刻，其运行状态的好坏直接影响仪器的安全性和数据可靠性，然而城市轨道交通引起的水平和竖向振动会对其正常工作造成影响，因此需要采取措施减小此类设备的振动。

较为成熟的隔震技术方案是采用叠层橡胶支座，然而该类支座竖向刚度大，只能隔离建筑物内的水平振动，无法减小建筑物和大中型设备中的竖向振动。目前也有学者提出三维隔震装置，但大多数隔震装置竖向隔振目标单一，无法适应较大范围内的支座刚度的调整，且竖向刚度不明确，如单一的厚叠层橡胶支座竖向刚度过小会导致水平刚度无法满足结构需求，无法适用于城市轨道交通上盖建筑物和大中型精密仪器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种带滑动斜弹簧的三维隔振装置，可通过水平隔振单元使上部结构或设备隔离水平地震动或其他振动，改变厚叠层橡胶支座的形状系数和矩形压缩弹簧的刚度系数，隔离地震动和不同类型的环境振动，实现三维隔振。

本发明提供了如下的技术方案：

一种带滑动斜弹簧的三维隔振装置，其特征在于，包括框架机构、水平隔振单元和竖向隔振单元；所述水平隔振单元和竖向隔振单元之间为串联功能关系；所述竖向隔振单元包括厚叠层橡胶支座和减振装置；

所述框架机构包括上连接板1、内部上连接板2、内部下连接板9、下连接板25；所述下连接板25包括侧壁251、顶板252、底板253；所述下连接板25设计成箱式结构，厚叠层橡胶支座和减振装置安装于下连接板25箱体内，厚叠层橡胶支座和减振装置两者为并联功能关系，且减振装置布置在厚叠层橡胶支座外围；内部下连接板9设置于下连接板25顶部，用于与水平隔振单元连接，下连接板25通过其底板253与工作台固定连接；所述上连接板1、内部上连接板2之间设置和安装水平隔振单元，所述上连接板1与被隔振机械设备连接；所述内部上连接板2、内部下连接板9通过螺栓连接。

所述水平隔振单元通过上连接板(1)与上部结构或设备相连，同时通过内部上连接板(2)与竖向隔振单元相连；中间通过夹层环形钢板(3)和环形薄叠层橡胶(4)交错叠置制作而成，且外部包覆有围绕内部夹层的上部保护橡胶(5)，并在支座中部设置高纯度的铅芯(6)，用于调整阻尼，提高上部支座的变形能力。