[发明专利]一种下挂结构隔振装置

说明书

本发明公开一种下挂结构隔振装置，用于主桥和下挂结构的连接，其包括基座、外筒、活塞式导杆、弹性元件一、弹性元件二、导向板、阻尼材料和耳板；基座固定在主桥上，外筒安装在基座上，导向板固定在外筒内壁；活塞式导杆上端为宽柱体，其最外侧表面与导向板贴合；活塞式导杆下端伸出外筒且与耳板连接；耳板用于连接下挂结构伸出的吊杆；弹性元件一安装在导杆宽柱体下侧和外筒内部的底面之间；弹性元件二安装在活塞式导杆上端宽柱体和导向板之间；阻尼材料填充在外筒的底面、导向板的内侧面和导杆围成的空腔里。本发明能够有效减小机非分层桥梁中主桥对下挂结构的强迫振动，提高人非系统的舒适性，同时对于全结构能够减振吸能。

技术领域

本发明涉及桥梁工程振动控制领域，具体涉及一种下挂结构隔振装置。

背景技术

机非分层桥梁是近年来发展起来的为缓解非机动车上桥长距离爬坡问题、机非混行问题的一类新型的多用途桥梁，通常采用在车行主桥下方布置下挂式人非系统的结构形式。不同于一般人非系统，机非分层桥梁下挂结构受到人行荷载和主桥强迫振动双重激励。既有研究表明，主桥传递的车致竖向振动加速度峰值可达到仅人行荷载激励引起的竖向加速度峰值的50％以上，两者叠加后，一部分机非分层桥梁下挂结构振动响应会超过现有标准中设定的人行桥舒适性阈值，从而带来舒适性问题。

发明内容

为了减小机非分层桥梁中下挂结构受主桥的强迫振动，提高人非系统的舒适性，本发明提供一种下挂结构隔振装置，具体技术方案如下：

一种下挂结构隔振装置，用于主桥和下挂结构的连接，该装置包括基座、外筒、活塞式导杆、弹性元件一、弹性元件二、导向板、阻尼材料和耳板；

所述基座固定在所述主桥上，所述外筒安装在所述基座上，所述导向板固定在所述外筒内壁；所述活塞式导杆上端为宽柱体，其最外侧表面与导向板贴合；所述活塞式导杆下端伸出所述外筒且与所述耳板连接；所述耳板用于连接下挂结构伸出的吊杆；所述弹性元件一安装在所述导杆宽柱体下侧和所述外筒内部的底面之间，用于支撑导杆传递的下挂结构荷载；所述弹性元件二安装在所述活塞式导杆上端宽柱体和所述导向板之间；所述阻尼材料填充在外筒的底面、导向板的内侧面和导杆围成的空腔里，为结构提供吸振阻尼。

进一步地，所述弹性元件一为螺旋弹簧，所述弹性元件二为碟形弹簧，所述弹性元件一和弹性元件二并联组成准零刚度系统，且在结构静力平衡位置达到零切向刚度。

进一步地，导向板和导杆上端宽柱体上均开设有用于安装弹性元件二的环形卡槽。

进一步地，所述环形卡槽与所述碟形弹簧的支撑点设计有圆弧面，以适应碟形弹簧的反转变形。

进一步地，碟形弹簧高厚比大于1.5。

进一步地，所述阻尼材料优选泡沫塑料。

一种使用上述的下挂结构隔振装置的机非分层桥梁，该桥梁包括主桥、下挂桥面、竖吊杆和斜吊杆，所述下挂桥面，所述竖吊杆和斜吊杆的一端与所述下挂桥面刚性连接，所述竖吊杆和斜吊杆的另一端通过所述下挂结构隔振装置与所述主桥的下表面连接。

本发明的有益效果如下：

(1)通过弹性元件一和弹性元件二组合形成准零刚度系统，使隔振装置兼具较高的静态刚度和较小的动态刚度，同时达到保障人非系统正常通行以及阻隔强迫振动的目的。

(2)利用准零刚度系统中被隔振对象振动的滞后性，使下挂结构和主桥形成一定的错相振动，从而间接达到吸振耗能、抑制结构振动的效果。

(3)通过隔振器内部构造设计，将缓冲弹簧设计为吊挂结构的支撑件，即弹簧处于受压状态，抗疲劳性能较好，相比于采用受拉弹簧的隔振装置有更高的安全系数。

附图说明

图1为本发明实施例的隔振装置X的剖面示意图；