一种减震缓冲装置及其桩基的制作方法

本技术涉及桩基础施工的，尤其涉及一种减震缓冲装置及其桩基。

背景技术：

1、桩基牛腿是在钢管混凝土桩桩身侧部焊接或机械连接的水平悬挑结构件,最主要的功能是承托上部结构传来的竖向荷载并将其安全、有效地传递到桩身。它是桩基础体系中的关键传力节点之一，广泛应用于桥梁墩柱基础、海洋平台导管架、大型设备基础、工业厂房柱基础、码头桩基承台、支撑体系的支点等。

2、桩基牛腿以静态设计为主，侧重抗弯强度、抗剪强度和控制变形。传统设计理念通常将牛腿视为承受静力或准静力荷载(恒载、活载、风荷载的平均效应)的构件，牛腿与桩身之间采用刚性焊接，形成一个整体节点。正是传统牛腿的“刚性”和“静态设计思维”在面对复杂动力荷载或意外冲击时产生了诸多不足，

3、(1)刚性连接的牛腿根部是典型的高应力集中区域。在地震、风振、波浪力、车辆撞击、施工意外冲击等动态水平荷载作用下，此处的应力急剧增大并快速变化。现有技术，如加劲肋、打磨焊趾、焊后处理等虽能改善，但无法有效缓解这一根本性弱点。

4、(2)传统桩基牛腿缺乏有效的水平力缓冲路径，外部冲击能量，如地震、长期波流荷载、机械振动等，通过刚性节点直接硬性传递至桩身，导致桩-土体系承受瞬时峰值荷载，并可能诱发邻近构件的连锁破坏。这是桩基工程中此类节点最常见的失效模式之一。

5、(3)无法适应由温度变形、基础沉降造成的缓慢水平位移，强制约束效应在牛腿-桩身界面产生不可忽视的次内力，进一步加剧应力恶化。

6、(4)传统牛腿结构缺乏内置监测手段，对节点损伤难以实现早期预警；且维修需破坏性拆除，在海洋等恶劣环境中几乎无法实施。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种减震缓冲装置及其桩基。

2、本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种减震缓冲装置包括承压钢板、高阻尼缓冲板、转动钢板、防水弹性框和基座钢板，所述基座钢板的框架通过所述防水弹性框与所述转动钢板的底部密封连接，所述基座钢板的顶升部与所述转动钢板的底部连接，所述转动钢板的顶部通过所述高阻尼缓冲板与所述承压钢板固定连接。

3、优选的，所述基座钢板包括钢板本体、圆弧轨道、滚轮转动部件、反射式光电传感器和液压千斤顶，所述钢板本体设有框架，所述反射式光电传感器安装于所述框架内并与所述转动钢板对应，所述框架的中心设有圆形卡槽，所述液压千斤顶安装于所述圆形卡槽，所述液压千斤顶与所述转动钢板的中部连接，所述圆形卡槽沿其圆周设置有若干个限位槽，所述圆弧轨道设置于若干个所述限位槽内，所述圆弧轨道的圆心与所述圆形卡槽的圆心重叠，所述转动钢板的底部通过所述滚轮转动部件与所述圆弧轨道转动连接。

4、优选的，所述滚轮转动部件包括滚轮组、旋转抓手、转向架和转向架螺丝，所述滚轮组与所述圆弧轨道转动连接，所述滚轮组通过所述旋转抓手与所述转向架的一端转动连接，所述转向架的另一端通过所述转向架螺丝与所述转动钢板连接。

5、优选的，所述反射式光电传感器包括光源收发器和导线，所述光源收发器安装于所述框架内，所述光源收发器与所述转动钢板对应。

6、优选的，所述液压千斤顶包括顶升千斤顶、油管和千斤顶扶手，所述顶升千斤顶通过所述千斤顶扶手安装于所述圆形卡槽，所述顶升千斤顶与所述油管的一端连接，所述油管的另一端穿过所述防水弹性框向外界探出。

7、优选的，所述转动钢板的顶部设有转动钢板梯形凹槽，所述高阻尼缓冲板的下端嵌入于所述转动钢板梯形凹槽，所述转动钢板的底部设有反射片和螺纹孔，所述反射片与所述反射式光电传感器对应，所述滚轮转动部件安装于所述螺纹孔。

8、优选的，所述承压钢板设有承压钢板梯形凹槽，所述高阻尼缓冲板嵌入于所述承压钢板梯形凹槽。

9、优选的，所述高阻尼缓冲板的内部嵌入有纵横螺旋钢丝网，所述高阻尼缓冲板的两面均设有橡胶梯形凸起，所述橡胶梯形凸起分别与所述转动钢板和所述承压钢板固定连接。

10、优选的，所述高阻尼缓冲板添加有纳米黏土。

11、使用减震缓冲装置的桩基包括减震缓冲装置、油泵、控制器、牛腿和桩身，所述减震缓冲装置与牛腿的顶部固定连接，所述减震缓冲装置分别与所述油泵与所述控制器连接，所述油泵与所述控制器连接，所述牛腿与所述桩身的侧面固定连接，所述减震缓冲装置为所述的一种减震缓冲装置。

12、本实用新型相对现有技术具有以下优点及有益效果：

13、1、本实用新型的高阻尼缓冲板可通过粘滞变形高效耗散震动能量，减少传递到桩身的动能,且掺加纳米黏土后，提高了橡胶的耐水解性和抗渗能力。其内预先嵌入纵横向布置螺旋钢筋网，双向约束了高阻尼缓冲板，防止了橡胶的大变形撕裂，显著提升橡胶的抗拉强度和使用寿命。

14、2、本实用新型的高阻尼缓冲板分别与承压钢板的承压钢板梯形凹槽和转动钢板的转动钢板梯形凹槽锁定，可在竖向荷载下产生自锁效应，增强抗剪能力，避免层间分离，同时允许水平微小位移。

15、3、本实用新型的滚轮组布置在圆弧轨道上，并通过转向架与转动钢板的连接，可将水平冲击力转化为转动，降低水平峰值荷载；同时能精确导向转动轨迹，避免偏转失稳，且限位槽的布置能防止过度位移引发结构碰撞。

16、4、本实用新型的反射式光电传感器可通过反射片反射测速实时监测转动钢板的转动速度与转动角度，转动速度与转动角度可用于预警或评估震损状态。

17、5、本实用新型的液压千斤顶嵌入钢板本体内，可在需要的时候提供主动回顶力，固定整个缓冲结构，限制缓冲结构的水平转动。

1.一种减震缓冲装置，其特征在于：包括承压钢板（11）、高阻尼缓冲板（12）、转动钢板（13）、防水弹性框（14）和基座钢板（15），所述基座钢板（15）的框架通过所述防水弹性框（14）与所述转动钢板（13）的底部密封连接，所述基座钢板（15）的顶升部与所述转动钢板（13）的底部连接，所述转动钢板（13）的顶部通过所述高阻尼缓冲板（12）与所述承压钢板（11）固定连接；

2.根据权利要求1所述的一种减震缓冲装置，其特征在于：所述基座钢板（15）包括钢板本体、圆弧轨道（153）、滚轮转动部件（155）、反射式光电传感器（156）和液压千斤顶（157），所述钢板本体设有框架，所述反射式光电传感器（156）安装于所述框架内并与所述转动钢板（13）对应，所述框架的中心设有圆形卡槽（154），所述液压千斤顶（157）安装于所述圆形卡槽（154），所述液压千斤顶（157）与所述转动钢板（13）的中部连接，所述圆形卡槽（154）沿其圆周设置有若干个限位槽（151），所述圆弧轨道（153）设置于若干个所述限位槽（151）内，所述圆弧轨道（153）的圆心与所述圆形卡槽（154）的圆心重叠，所述转动钢板（13）的底部通过所述滚轮转动部件（155）与所述圆弧轨道（153）转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种减震缓冲装置，其特征在于：所述滚轮转动部件（155）包括滚轮组（1551）、旋转抓手（1552）、转向架（1553）和转向架螺丝（1554），所述滚轮组（1551）与所述圆弧轨道（153）转动连接，所述滚轮组（1551）通过所述旋转抓手（1552）与所述转向架（1553）的一端转动连接，所述转向架（1553）的另一端通过所述转向架螺丝（1554）与所述转动钢板（13）连接。

4.根据权利要求2所述的一种减震缓冲装置，其特征在于：所述反射式光电传感器（156）包括光源收发器（1561）和导线（1562），所述光源收发器（1561）安装于所述框架内，所述光源收发器（1561）与所述转动钢板（13）对应。

5.根据权利要求2所述的一种减震缓冲装置，其特征在于：所述液压千斤顶（157）包括顶升千斤顶（1571）、油管（1572）和千斤顶扶手（1573），所述顶升千斤顶（1571）通过所述千斤顶扶手（1573）安装于所述圆形卡槽（154），所述顶升千斤顶（1571）与所述油管（1572）的一端连接，所述油管（1572）的另一端穿过所述防水弹性框（14）向外界探出。

6.根据权利要求2所述的一种减震缓冲装置，其特征在于：所述转动钢板（13）的顶部设有转动钢板梯形凹槽（131），所述高阻尼缓冲板（12）的下端嵌入于所述转动钢板梯形凹槽（131），所述转动钢板（13）的底部设有反射片（132）和螺纹孔（133），所述反射片（132）与所述反射式光电传感器（156）对应，所述滚轮转动部件（155）安装于所述螺纹孔（133）。

7.根据权利要求1所述的一种减震缓冲装置，其特征在于：所述高阻尼缓冲板（12）添加有纳米黏土。

8.使用减震缓冲装置的桩基，其特征在于：包括减震缓冲装置（1）、油泵（4）、控制器（5）、牛腿（2）和桩身（3），所述减震缓冲装置（1）与牛腿（2）的顶部固定连接，所述减震缓冲装置（1）分别与所述油泵（4）与所述控制器（5）连接，所述油泵（4）与所述控制器（5）连接，所述牛腿（2）与所述桩身（3）的侧面固定连接，所述减震缓冲装置（1）为权利要求1~7任意一项所述的一种减震缓冲装置。