一种抗震型钢弹簧隔振装置的制作方法

1.本实用新型涉及振动控制技术领域，具体涉及一种抗震型钢弹簧隔振装置。


背景技术：

2.地铁作为城市运输主要轨道交通系统，其沿线的土地珍贵且价值不菲，而地铁日常运行所引起的振动也造成沿线建筑巨大困扰。在结构和基础之间设置隔振支座是最有效的解决方案。由于目前钢弹簧隔振支座仅考虑隔振效果，而我国是一多地震国家，如何在保证钢弹簧隔振支座的隔离振动功能下同时支座自身具备足够的刚度和强度抵抗地震作用，是目前振动控制领域的一大难题。


技术实现要素：

3.本专利提出了一种抗震型钢弹簧隔振装置，该隔振装置可实现隔离振动的功能，同时，在地震作用下，隔振装置具有抗震功能，保护上部结构地震作用下的安全。
4.为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种抗震型钢弹簧隔振装置，装置由上支座、下支座、外限位组件、阻尼器、主弹簧、抗剪柱、上弹性垫片、下弹性垫片、预压螺杆、预压螺母、防松螺母和限位螺母组成；
6.所述外限位组件设置有四个，外限位组件连接在上支座与下支座的四个角处；
7.上支座与下支座之间设置有阻尼器；
8.下支座处设置有下弹性垫片，上支座处设置有上弹性垫片。
9.进一步的；所述上支座由上连接板、上腹板、上肋板、上压板、上圆筒和上圆垫组成；
10.所述上连接板和上压板平行设置，上腹板的上部与上连接板固定连接，上腹板的下部与上压板固定连接；
11.上肋板设置于上腹板之间，上肋板的上部与上连接板固定连接，上肋板的下部与上压板固定连接；
12.上圆筒设置在上压板下部，上圆筒的外圆上套有弹性圆筒；
13.上压板中部开有圆通孔a，圆通孔a上嵌有上圆垫。
14.进一步的；所述下支座由下连接板、下腹板、下肋板、下压板和下圆筒组成；
15.下连接板和下压板平行设置，下腹板的上部与下压板固定连接，下腹板的下部与下连接板固定连接；
16.下肋板设置于下腹板之间，下肋板的上部与下压板固定连接，下肋板的下部与下连接板固定连接；
17.下连接板开有沉头孔b，沉头孔b的沉头部分位于下连接板的下平面；
18.下圆筒设置在下压板的上部，下圆筒的外圆上套有弹性圆筒。
19.进一步的；所述下压板中部开有沉头孔a，沉头孔a的沉头部分位于下压板的下平面；
20.上支座的上圆筒和下支座的下圆筒在竖向上对应设置，上支座的圆通孔a和下支座的沉头孔a在竖向上对应设置；
21.所述抗剪柱由两段不同直径的圆柱体组合而成，抗剪柱较大直径的一端开有螺纹孔a，抗剪柱较大直径的另一端加工有螺纹a，限位螺母旋拧在抗剪柱的螺纹a上，抗剪柱从下压板底面的沉头孔a穿过且穿过上支座的圆通孔a，抗剪柱较大直径的圆柱端嵌入沉头孔a，抗剪柱的螺纹孔a与下连接板的沉头孔b通过螺栓固定连接。
22.进一步的；所述下压板上加工有圆阵列布置的螺纹孔c，下连接板的沉头孔b；
23.所述抗剪柱由两段不同直径的圆柱体组合而成，抗剪柱较大直径的一端加工有下压板的螺纹孔c对应的圆通孔d，抗剪柱从下压板底面的沉头孔a穿过且穿过上支座的圆通孔a，此时抗剪柱较大直径的圆柱端嵌入沉头孔a，抗剪柱与下压板通过圆通孔d与螺纹孔c的螺栓固定连接。
24.进一步的；所述抗剪柱的外面上套有主弹簧；
25.上支座的上圆筒、下支座的下圆筒上套有主弹簧且主弹簧一端处安装于上压板的下部，主弹簧另一端处安装于下压板的上部。
26.进一步的；所述上压板四个角处上圆筒的圆心位置加工有四个圆通孔b，下压板四个角处下圆筒的圆心位置加工有四个圆通孔c，圆通孔b与圆通孔c相互对应设置，支预压螺杆从上往下穿过上压板的圆通孔b、上圆筒、主弹簧、下圆筒和下压板的圆通孔c；
27.预压螺杆、所述预压螺母和防松螺母将上支座和下支座连接锁紧，预压螺母的外侧安装防松螺母。
28.进一步的；所述外限位组件由上限位件、下限位件、两个h型件和两个弹性垫组成；
29.上限位件呈凹字型，上限位件上部与上压板的侧边通过螺栓连接，下限位件呈凸字型，下限位件下部与下压板的侧边通过螺栓连接，下限位件的凸边嵌入上限位件的凹边，下限位件的凸边的两侧与上限位件的凹边的两侧之间还置有h型件，h型件的两端内侧分别卡进上限位件和下限位件，h型件内侧的三个面设置有弹性垫。
30.进一步的；所述阻尼器由上连接梁、容腔、螺栓插条、螺纹钢球和阻尼液组成；
31.上连接梁加工有一列螺纹孔b，上连接梁上平面螺纹孔b处开有沉头，螺栓插条从上连接梁上平面旋拧在螺纹孔b上且螺栓插条的头部嵌入螺纹孔b的沉头内；
32.螺栓插条的另一端旋拧有螺纹钢球；
33.上连接梁的上平面安装在上支座的上压板下平面，上连接梁与上压板通过螺栓固定连接；
34.容腔的底部安装在下支座的下压板的上平面，容腔与下压板通过螺栓固定连接，容腔内腔充填有阻尼液，螺栓插条插入容腔与阻尼液接触。
35.与现有技术相比，本实用新型的至少具有以下有益效果之一：
36.1支撑作用：隔振装置在竖向提供足够刚度支撑起上部结构。
37.2隔振作用：与上部结构连接安装的上支座和与下部结构连接安装的下支座通过主弹簧实现竖向和水平弹性隔离，主弹簧起到调整上部结构频率、隔离振动的作用，隔振装置通过自身的竖向和水平微小往复变形来隔离环境振动。
38.3阻尼作用：隔振装置的阻尼器为插条式阻尼器，通过上支座1与下支座2的三向往复微小运动，为系统提供三向阻尼，并加速系统振动衰减。
39.(4)抵抗地震作用：
40.a.外限位组件的上限位件和下限位件由于两者之间通过弹性垫隔离，在隔离振动状态时，外限位组件不参与工作；在遭受地震作用，上限位件和下限位件之间竖向可以允许运动，水平向起到限位作用，四组外限位组件在隔振装置的四边两两对称布置，可实现水平各向限位作用以抵御地震效应。同时，由于弹性垫的弹性作用，不会对装置的竖向运动造成卡滞。
41.b.抗剪柱与上圆垫之间存在1～2mm左右的间隙。在隔离振动状态时，抗剪柱是不参与工作的；当遭受地震作用，上支座与下支座形成的相对位移超过抗剪柱与上圆垫的间隙。抗剪柱进入工作，以自身的刚度限制上支座与下支座的相对位移，起到抵御地震的作用。
42.c.在地震作用下，装置上支座与下支座竖向相对位移达到限值时，抗剪柱与上支座直接接触，可以传递竖向荷载以起到抗压和抗拉作用，装置可实现钢支座的目的。
43.d.在隔振装置日常工作下，预压螺母和防松螺母拧松预设距离，并在地震作用下同时起到抗拔作用。
附图说明
44.图1为本实用新型结构示意图。
45.图2为本实用新型第一结构剖视图。
46.图3为本实用新型第二结构剖视图。
47.图4为本实用新型中上支座的结构示意图。
48.图5为本实用新型中下支座的结构示意图。
49.图6为本实用新型中外限位组件的结构示意图。
50.图7为本实用新型中上限位件的侧视图。
51.图8为本实用新型中h型件的结构示意图。
52.图9为本实用新型中h型件的连接示意图。
53.图10为本实用新型中阻尼器的结构示意图。
54.图11为本实用新型中阻尼器的侧视图。
55.图12为本实用新型第三结构剖视图。
56.附图说明：1-上支座，101-上连接板，102-上腹板，103-上肋板，104-上压板，105-上圆筒，106-上圆垫，2-下支座，201-下连接板，202-下腹板，203-下肋板，204-下压板，205-下圆筒，3-外限位组件，301-上限位件，302-下限位件，303-h型件，304-低摩擦弹性垫，4-阻尼器，401-上连接梁，402-容腔，403-螺栓插条，404-螺纹钢球，5-主弹簧，6-抗剪柱，7-上弹性垫片，8-下弹性垫片，9-预压螺杆，10-预压螺母，11-防松螺母，12-限位螺母。
具体实施方式
57.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
58.实施例1：
59.一种抗震型钢弹簧隔振装置由上支座1、下支座2、外限位组件3、阻尼器4、主弹簧5、抗剪柱6、上弹性垫片7、下弹性垫片8、预压螺杆9、预压螺母10、防松螺母11和限位螺母12组成；隔振装置设置在受保护结构与非保护结构之间；
60.上支座1与下支座2之间安装有多个所述主弹簧5，多个主弹簧5置于下支座2之上，上支座1置于多个主弹簧5之上，主弹簧5为金属压缩弹簧。部分主弹簧5的一端套于上支座1的上圆筒105并竖向安装于上压板104的下平面，主弹簧5的另一端套于下支座2的下圆筒205并竖向安装于下压板204的上平面；另一部分主弹簧5套于抗剪柱6的外面，形成隔振装置的基本骨架；阻尼器4设置在上支座1和下支座2之间，上支座1与下支座2在竖向发生相对位移时，阻尼器4通过耗散能量而快速衰减振动；
61.抗剪柱6与下支座2固定连接，并插入上支座1之内，在隔振装置隔离振动工作状态下，抗剪柱6不工作，与上支座1具有一定间隙；在地震作用下，抗剪柱6进入工作状态，提供额外水平刚度以保护上部结构抗震安全，同时装置抗剪柱在竖向位移达到设定限值时可以传递竖向抗压和通过限位螺母12起到抗拉作用，以保护上部结构的安全；预压螺杆9、所述预压螺母10和所述防松螺母11将上支座1和下支座2连接锁紧，在隔振装置日常工作下，预压螺母10和防松螺母11拧松预设距离；上弹性垫片7设置在上支座1之上，所述下弹性垫片8设置在下支座2之下；外限位组件3设置在隔振装置的四边，外限位组件3采用钢板以提供较大的面内刚度达到限位目的。在装置隔离振动工作状态下，外限位组件3不工作；在地震作用下，外限位组件3工作。外限位组件3工作可依据抗水平力需要选配使用。
62.阻尼器4由上连接梁401、容腔402、螺栓插条403、螺纹钢球404和阻尼液组成，上连接梁401加工有一列螺纹孔b，在上连接梁401上平面螺纹孔b处开有沉头，螺栓插条403从上连接梁401上平面旋拧在螺纹孔b上且螺栓插条403的头部嵌入螺纹孔b的沉头内；螺栓插条403的另一端旋拧有螺纹钢球404；上连接梁401的上平面安装在上支座1的上压板104下平面，并且与上压板104通过螺栓固定连接；容腔402的底部安装在下支座2的下压板204的上平面，并且与下压板204通过螺栓固定连接。容腔402内腔充填有阻尼液，螺栓插条403插入容腔5.2的402并只与阻尼液接触，与容腔402的内腔无接触。
63.外限位组件3由上限位件301、下限位件302、两个h型件303和两个弹性垫304组成，上限位件301呈凹字型，其上部与上压板104的侧边通过螺栓连接，下限位件302呈凸字型，其下部与下压板204的侧边通过螺栓连接，下限位件302的凸边可嵌入上限位件301的凹边，同时下限位件302的凸边的两侧与上限位件301的凹边的两侧之间还设置有h型件303，h型件303的两端内侧分别卡进上限位件301和下限位件302，同时，h型件303内侧的三个面还设置有弹性垫304，弹性垫304将h型件303和上限位件301以及h型件303和下限位件302隔离，可实现低摩阻滑动。
64.抗剪柱6与下支座2固定连接方式可以是焊接，螺栓联接或其它有效的联接方式；同理，抗剪柱6也可与上支座1固定连接。抗剪柱6在穿过上支座1孔位区域外包橡胶，并预留振动间隙，以隔离振动和噪声的传播。
65.下支座2与下部结构连接，上支座1与上部结构连接；上部结构为被隔离物，下部结构为非隔离物；下支座2与下部结构之间还设置有下弹性垫片8，上支座1与上部结构之间还设置有上弹性垫片7。
66.上支座1由上连接板101、上腹板102、上肋板103、上压板104、上圆筒105和上圆垫
106组成，上连接板101和上压板104相互平行设置，上腹板102的上部与上连接板101竖向固定连接，上腹板102的下部与上压板104竖向固定连接，多个上腹板102相互平行设置。多个上肋板103设置于上腹板102之间，且与上腹板102直角相交固定连接，上肋板103的上部与上连接板101竖向固定连接，上肋板103的下部与上压板104竖向固定连接。
67.多个上圆筒105设置在上压板104的下平面的两侧并排成两列，上圆筒105的外圆上还套有弹性圆筒。上压板104的中部还加工有一列圆通孔a，圆通孔a上还嵌有上圆垫106；圆通孔a与上圆筒105相互平行排列并形成方阵列。
68.上压板104在其四个角的上圆筒105的圆心位置加工有4个圆通孔b，同理下压板204在其四个角的下圆筒205的圆心位置也加工有4个圆通孔c，圆通孔b与圆通孔c相互对应，四支预压螺杆9从上往下穿过上压板104的圆通孔b、上圆筒105、主弹簧5、下圆筒205和下压板204的圆通孔c。在上压板104的上平面和下压板204的下平面之间采用预压螺母10通过在预压螺杆9两端旋拧把上支座1与下支座2锁紧，其后再在预压螺母10的外侧安装防松螺母11。在隔振装置日常工作下，预压螺母10和防松螺母11拧松预设距离，并在地震作用下起到抗拔作用。
69.下支座2由下连接板201、下腹板202、下肋板203、下压板204和下圆筒205组成，下连接板201和下压板204相互平行设置，下腹板202的上部与下压板204竖向固定连接，下腹板202的下部与下连接板201竖向固定连接，多个下腹板202相互平行设置。多个下肋板203设置于下腹板202之间，且与下腹板202直角相交固定连接，下肋板203的上部与下压板204竖向固定连接，下肋板203的下部与下连接板201竖向固定连接。
70.实施例2：
71.下连接板201的加工沉头孔b，沉头孔b的沉头部分位于下连接板201的下平面。
72.多个下圆筒205设置在下压板204的上平面的两侧并排成两列，下圆筒205的外圆上还套有弹性圆筒。下压板204的中部还加工有一列沉头孔a；沉头孔a与下圆筒205相互平行排列并形成方阵列，同时，沉头孔a的沉头部分位于下压板204的下平面。
73.上支座1的上圆筒105和下支座2的下圆筒205在竖向上相互对应，上支座1的圆通孔a和下支座2的沉头孔a在竖向上相互对应。
74.抗剪柱6由两段不同直径的圆柱体组合而成，其中较大直径的一端开有螺纹孔a，另一端加工有螺纹a，多个抗剪柱6从下压板204底面的沉头孔a穿过，并同时穿过上支座1的圆通孔a，此时抗剪柱6较大直径的圆柱端嵌入沉头孔a，抗剪柱6的螺纹孔a与下连接板201的沉头孔b通过螺栓固接；抗剪柱6与上圆垫106之间存在1～2mm左右的间隙，以及受保护结构静重荷载稳定后，抗剪柱6的上端与上连接板101的下平面还具有预设间隙。
75.限位螺母12旋拧在抗剪柱6的螺纹a上，限位螺母12与上压板104的上平面形成一定距离，起限位作用。
76.实施例3：
77.在实施例2上进行修改，沿下压板204沉头孔a的沉台上加工有圆阵列布置的螺纹孔c。同时，下连接板201的沉头孔b。
78.在抗剪柱6较大直径的一端加工有下压板204的螺纹孔c对应的圆通孔d，多个抗剪柱6从下压板204底面的沉头孔a穿过，并同时穿过上支座1的圆通孔a，此时抗剪柱6较大直径的圆柱端嵌入沉头孔a，将抗剪柱6与下压板204通过圆通孔d与螺纹孔c的螺栓连接形成
两种构件的固接。
79.尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。