專利名稱：一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于上下密貼地鐵結(jié)構(gòu)交叉部位的三維減隔震裝置，其具有適宜的水平和豎向剛度及較高的承載能力，屬于土木工程結(jié)構(gòu)隔震控制與振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全國(guó)城市化進(jìn)程步伐的明顯加快，地面交通已難以滿足人們生產(chǎn)生活的需求，地鐵以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)大大優(yōu)化了城市軌道交通的建設(shè)。如今，地鐵建設(shè)迅速發(fā)展，大量地鐵線路正在施工和規(guī)劃中，且其結(jié)構(gòu)形式也趨向多樣化，車站、隧道等空間交錯(cuò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，近距離密貼地鐵的施工也越來(lái)越普遍，在人們對(duì)安全要求逐步提高的情況下，地鐵結(jié)構(gòu)的抗震性能(尤其是強(qiáng)震作用下)也日益受到高度重視。由于地震動(dòng)本身具有多維性，對(duì)震中附近和高烈度地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)考慮三維減隔震是十分必要的，目前對(duì)地面以上結(jié)構(gòu)的三維減隔震研究已取得較多的研究成果，但對(duì)于地下空間結(jié)構(gòu)的三維隔震的研究日前還沒(méi)有實(shí)質(zhì)進(jìn)展，而豎向強(qiáng)震對(duì)密貼地鐵地下交叉結(jié)構(gòu)又會(huì)產(chǎn)生顯著的動(dòng)力響應(yīng)，且代表著地下結(jié)構(gòu)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的密貼地鐵結(jié)構(gòu)在動(dòng)力作用下，其交叉部位受力情況和位移分布與周圍不同，上下地鐵之間的相互影響又使得各自動(dòng)力響應(yīng)增加，較一般地下結(jié)構(gòu)更易產(chǎn)生較大內(nèi)力和不均勻變形，破壞后果也更加嚴(yán)重。同時(shí)，空間交叉的地鐵結(jié)構(gòu)又大都屬于換乘車站或交通樞紐，是軌道交通中的核心節(jié)點(diǎn)，人流集中、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)破壞，損失將不堪設(shè)想，然而，由于我國(guó)地鐵抗震技術(shù)研究和應(yīng)用相對(duì)滯后，還沒(méi)有針對(duì)地下軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南或規(guī)范，更缺少密貼隧道交叉區(qū)域的抗震措施，地下軌道交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、抗震體系和施工方案等還處于摸索階段，這些均給我國(guó)城市地下軌道交通系統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)埋下了安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能同時(shí)減輕或隔離水平和豎向地震作用的、用于地鐵近距離穿越結(jié)構(gòu)交叉部位抗震裝置，且使得該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠、便于施工，同時(shí)，在一定程度上為地下結(jié)構(gòu)交叉部位應(yīng)用三維隔震方面提供有益的參考。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置包括剛性支撐(I)、剛性連接件(2)、柔性緩沖層(3)、加勁鋼板(4)、輔助碟形彈簧(5)、主碟形彈簧(7)、以及碟形彈簧導(dǎo)向筒
(9);柔性緩沖層(3)與加勁鋼板(4)交錯(cuò)疊放，頂層和底層為柔性緩沖層(3)，柔性緩沖層(3)與加勁鋼板(4)四周由剛性支撐(I)封閉，碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)縱向貫穿柔性緩沖層
(3)與加勁鋼板(4)，碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)在水平面上沿橫向、縱向均勻分布，輔助碟形彈簧
(5)與主碟形彈簧(7)分別套于碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)外表面，且兩個(gè)主碟形彈簧(7)之間不相鄰。碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)內(nèi)置粘彈性阻尼材料填充物(6)。剛性支撐(I)與柔性緩沖層(3)、加勁鋼板(4)之間設(shè)有減震層(8)。
剛性支撐(I)為槽鋼。主碟形彈簧(7)規(guī)格大于輔助碟形彈簧(5)規(guī)格。剛性連接件(2)指高強(qiáng)螺栓或帶肋鋼筋，柔性緩沖層(3)與加勁鋼板(4)之間經(jīng)高溫硫化粘合；主碟形彈簧(7)，及輔助碟形彈簧(5)的片數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以優(yōu)化豎向剛度，進(jìn)而達(dá)到盡量減少上下密貼地鐵結(jié)構(gòu)相互影響的目的，主、輔碟形彈簧均用剛性連接件錨固于與柔性緩沖層(3)和加勁鋼板(4)上；剛性支撐(I)通過(guò)預(yù)埋件固定連接在密貼車站結(jié)構(gòu)上，用于安裝間隔疊放的加勁鋼板(4)和柔性緩沖層(3)。有益效果本發(fā)明經(jīng)濟(jì)適用、可操作性強(qiáng)、便于施工，可以用于不同間距和高度的地鐵近距離交叉結(jié)構(gòu)。水平向可在很大程度上隔離地震，又有吸能減震層進(jìn)一步降低地震能量，周邊槽鋼的存在可限制減隔震層在強(qiáng)震中發(fā)生較大水平位移，穩(wěn)固性好，同時(shí)可以防止減震層的磨損和腐蝕；豎直方向主要由柔性緩沖層和加勁鋼板承受豎向作用力，主、輔碟形彈簧組的設(shè)置可使裝置的豎向承載力進(jìn)一步提高，減少上部結(jié)構(gòu)的豎向沉降，且由于裝置的豎向剛度遠(yuǎn)小于上下部結(jié)構(gòu)的豎向剛度，故可較大程度上限制地震作用向上部結(jié)構(gòu)的傳遞。另外，槽鋼周圍涂刷防腐絕緣涂層，可有效減少土對(duì)槽鋼的腐蝕作用。


圖1為三維減隔震裝置俯視圖；圖2為三維減隔震裝置剖面圖；圖3為三維減隔震裝置示意圖；圖4為3*3主碟形彈簧示意圖。圖中，1、剛性支撐，2、剛性連接件，3、柔性緩沖層，4、加勁鋼板，5、輔助碟形彈簧，
6、粘彈性阻尼材料填充物，7、主碟形彈簧，8、減震層，9、碟形彈簧導(dǎo)向筒。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。本實(shí)施例針對(duì)密貼地鐵的地下交叉結(jié)構(gòu)，施工時(shí)，將交叉部位處的土層清除并整平，將槽鋼與既有車站結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋焊接固定或通過(guò)預(yù)埋孔由高強(qiáng)螺栓錨固固定，然后在內(nèi)邊緣填充減震材料,如泡沫塑料。現(xiàn)場(chǎng)制作由柔性緩沖層(3)、加勁鋼板(4)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，首先選用厚度為6mm的高分子合成橡膠和2_的加勁鋼板，交錯(cuò)經(jīng)高溫硫化粘合形成5層結(jié)構(gòu)，如圖2所示，在中心部位打孔放置外徑為300mm碟簧導(dǎo)向筒，向?qū)蛲矁?nèi)填充粘彈性阻尼材料，沿筒高方向布置外徑為500_的主碟形彈簧，主碟形彈簧與導(dǎo)向筒緊配合，然后在主碟形彈簧周圍四個(gè)方向上均勻布置8個(gè)外徑為400mm輔助碟形彈簧，如圖1所示，輔助碟形彈簧與導(dǎo)向筒緊配合，8個(gè)導(dǎo)向筒內(nèi)填充粘彈性阻尼材料。制作好后，將其嵌套進(jìn)槽鋼，同時(shí)，在槽鋼外圍涂刷防腐絕緣涂層完成減隔震裝置的施工，最后待擬建結(jié)構(gòu)完成后與其固定。施工中，可以根據(jù)實(shí)際施工的情況選者設(shè)置多個(gè)主碟形彈簧，比如水平面橫向設(shè)置3個(gè)或更多，也可以在水平面上沿橫向、縱向均勻設(shè)置3*3個(gè)主碟形彈簧，相鄰兩個(gè)主碟形彈簧之間設(shè)置一個(gè)輔助碟型彈簧，也可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)輔助碟型彈簧，如圖4所示。碟型彈簧通過(guò)剛性連接件(2)固定于柔性緩沖層和加勁鋼板上。根據(jù)交叉部位的空間區(qū)域，選擇合適的槽鋼、加勁鋼板以及連接件長(zhǎng)度。
權(quán)利要求
1.一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置，包括剛性支撐(I)、剛性連接件(2)、 柔性緩沖層(3)、加勁鋼板(4)、輔助碟形彈簧(5)、主碟形彈簧(7)、以及碟形彈簧導(dǎo)向筒 (9);柔性緩沖層(3)與加勁鋼板(4)交錯(cuò)疊放，頂層和底層為柔性緩沖層(3)，柔性緩沖層(3)與加勁鋼板(4)四周由剛性支撐(I)封閉，碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)縱向貫穿柔性緩沖層(3) 與加勁鋼板(4)，碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)在水平面上沿橫向、縱向均勻分布，輔助碟形彈簧(5) 與主碟形彈簧(7)分別套于碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)外表面，且主碟形彈簧(7)之間不相鄰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置，其特征在于 碟形彈簧導(dǎo)向筒(9)內(nèi)置粘彈性阻尼材料填充物(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置，其特征在于 剛性支撐(I)與柔性緩沖層(3)、加勁鋼板(4)之間設(shè)有減震層(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置，其特征在于 所述的剛性支撐(I)為槽鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置，其特征在于 所述的柔性緩沖層(3)為高分子合成橡膠墊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密貼地鐵交叉部位的三維隔震裝置，其特征在于 所述的主碟形彈簧(7)規(guī)格大于輔助碟形彈簧(5)規(guī)格。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)隔震控制與振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于上下密貼地鐵結(jié)構(gòu)交叉部位的、可有效減少或隔離水平和雙向地震作用的三維減隔震裝置，該裝置包括剛性支撐、剛性連接件、柔性緩沖層、加勁鋼板、輔助碟形彈簧、主碟形彈簧，以及碟形彈簧導(dǎo)向筒；柔性緩沖層與加勁鋼板交錯(cuò)疊放，頂層和底層為柔性緩沖層，柔性緩沖層與加勁鋼板四周由剛性支撐封閉，碟形彈簧導(dǎo)向筒縱向貫穿柔性緩沖層與加勁鋼板，碟形彈簧導(dǎo)向筒在水平面上沿橫向、縱向均勻分布，輔助碟形彈簧與主碟形彈簧交錯(cuò)間隔分別套于碟形彈簧導(dǎo)向筒外表面。
文檔編號(hào)E02D31/08GK103015554SQ201210526669
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月8日
發(fā)明者陶連金, 安軍海, 汪國(guó)鋒, 李文博, 蔡?hào)|明 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)