本發(fā)明涉及一種新型減震耗能裝置，具體的說是一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器，特別適用于地震多發(fā)地區(qū)的高鐵橋梁，普通公路橋梁和房屋建筑也可采用?？捎行Э刂频卣痦憫瑴p小地震災害。

背景技術(shù)：

地震是危及人類生命財產(chǎn)安全的突發(fā)式自然災害。其中1976年的唐山大地震、2008年的汶川大地震、1994年美國的Northridge地震，1995年的日本阪神地震等都給人類的生命和財產(chǎn)安全帶來了慘重的危害。我國是地震多發(fā)國家，高速鐵路網(wǎng)發(fā)達且運力強大，平均每三分鐘就有一班列車開出。至2013年我國高速鐵路總里程達到10463公里,至2020年高速鐵路總里程將建成1.8萬公里以上。為了滿足線路的平順性和穩(wěn)定性的要求，以橋代路是適應國民經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢。從歷次大地震的地震災害來看多數(shù)高鐵橋梁出現(xiàn)了軌道折角。如1976年的唐山大地震，鐵道出現(xiàn)了嚴重的破壞，有28列火車經(jīng)過震區(qū)，其中2列客車、5輛貨車發(fā)生車輛脫軌或傾覆；1995年神戶大地震，由于軌道振動而導致運行中列車直接脫軌；2004年日本新潟大地震，新干線高速列車運行中發(fā)生脫軌事故。實踐證明，為了減輕地震災害，必須大力進行抗震設防工作，而結(jié)構(gòu)減隔震設計是減小工程結(jié)構(gòu)地震災害的有效途徑之一。但，高鐵橋梁與普通公路橋梁不同，高鐵橋梁對橫向位移要求很嚴格，故開發(fā)耗能能力大且又可嚴格控制橫向位移的裝置來防止軌道折角的出現(xiàn)是重中之重。

工程結(jié)構(gòu)減隔震的原理：減震是利用特制減震構(gòu)件或裝置使之在強震時產(chǎn)生大阻尼，大量消耗進入結(jié)構(gòu)體系的能量；而隔震則是利用隔震體系，設法阻止地震能量進入主體結(jié)構(gòu)。在實踐中，常常把這兩種體系合二為一。通過選擇適當?shù)臏p隔震裝置與設置位置，可以達到控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布與大小的目的。為此國內(nèi)外技術(shù)人員已開發(fā)了許多類型的減隔震裝置。其中粘滯型阻尼器是最為常見的一種減震裝置。

液體粘滯阻尼器19世紀中期最早應用在軍火工業(yè)上，用來克服發(fā)射炮彈的反彈力，隨后廣泛應用在車輛，航天，軍工系統(tǒng)中。粘滯阻尼器在土木工程中的應用源自于美國的橋梁工程界。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器，該阻尼器能有效減小地震響應。確保高鐵的行車安全。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器，包括傳遞部分和阻尼部分；

所述傳遞部分為螺母旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠，包括絲杠和螺母，絲杠受力時帶動螺母旋轉(zhuǎn)，將直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動；

所述阻尼部分包括密封圈、阻尼內(nèi)筒、粘滯液體、阻尼外筒、螺釘；所述阻尼內(nèi)筒設置在阻尼外筒內(nèi)部，阻尼內(nèi)筒交錯設置，中間留有間隙填充粘滯液體，阻尼內(nèi)筒間隙兩側(cè)設有密封圈；

所述阻尼部分通過螺釘與傳遞部分相連，傳遞部分的螺母通過螺釘帶動阻尼內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明絲杠受力時帶動螺母旋轉(zhuǎn)，螺母通過螺釘帶動阻尼內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)，阻尼內(nèi)筒每旋轉(zhuǎn)一圈走一個導程的距離，相鄰兩層阻尼內(nèi)筒剪切粘滯液體產(chǎn)生阻尼力。在整個耗能過程中可嚴格控制墩梁的相對位移，避免了軌道折角的產(chǎn)生?？赏ㄟ^改變阻尼部分的長度、阻尼內(nèi)筒的層數(shù)、剪切間隙、螺旋軸螺距和粘滯體的粘度調(diào)節(jié)阻尼力。

作為優(yōu)選，所述螺母帶動兩邊阻尼內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)方向相反，可將阻尼內(nèi)筒的剪切速度放大一倍，阻尼力可有效提高。

作為優(yōu)選，用于對耗能位移沒有嚴格要求的建筑物減隔震時可加大滾珠絲杠導程，只設置單向滾珠絲杠。將與螺母連接的阻尼內(nèi)筒設為可動阻尼筒，將阻尼外筒設為固定阻尼筒，可動或固定阻尼筒層數(shù)可根據(jù)阻尼力大小加減。設置單向滾珠絲杠時其適用于耗能時對位移沒有嚴格要求的普通橋梁或房屋建筑物。

本發(fā)明的一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器包括兩個系統(tǒng)：傳遞系統(tǒng)和耗能系統(tǒng)。地震作用下橋墩與主梁間產(chǎn)生相對速度或相對位移時，阻尼力通過傳遞系統(tǒng)將地震力傳給阻尼部分。絲杠和滾珠螺母組成了該傳遞系統(tǒng)。耗能系統(tǒng)由筒形阻尼內(nèi)筒、粘滯液體、密封圈組成，通過本系統(tǒng)消耗掉大部分地震能量，從而顯著減少輸入到橋梁結(jié)構(gòu)中的能量，進而達到保護橋梁結(jié)構(gòu)，避免上部軌道出現(xiàn)折角致使列車脫軌。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明為速度型阻尼器，所采用的傳遞部分可將直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動，阻尼內(nèi)筒每旋轉(zhuǎn)一圈，絲杠走一個導程的距離，且對稱設置兩個絲杠和兩個螺母可將相鄰兩層阻尼內(nèi)筒剪切粘滯液體的速度放大一倍，阻尼力大大提高，在整個耗能過程中可嚴格控制橋梁的墩梁相對位移，避免了軌道折角的產(chǎn)生。

本發(fā)明中采用的粘滯體為高粘度的粘滯液，形態(tài)為半液體半固體流動性小，避免了普通油阻尼器嚴重漏油的缺點，且無毒無害不污染環(huán)境，價格低廉，性能穩(wěn)定，不會因長期震動升溫而降低粘度，且安裝方便維護簡單，使用壽命長。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器縱向剖面圖；

圖3為本發(fā)明一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器橫向剖面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1、2和3所示：一種適用于高鐵橋梁的減震阻尼器，包括傳遞部分和阻尼部分；

所述傳遞部分為螺母旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠，包括絲杠1和螺母3，絲杠1受力時帶動螺母3旋轉(zhuǎn)，將直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動；

所述阻尼部分包括密封圈2、阻尼內(nèi)筒4、粘滯液體5、阻尼外筒6、螺釘7；所述阻尼內(nèi)筒4設置在阻尼外筒6內(nèi)部，阻尼內(nèi)筒4交錯設置，中間留有間隙填充粘滯液體5，阻尼內(nèi)筒4間隙兩側(cè)設有密封圈2；

所述阻尼部分通過螺釘7與傳遞部分相連，傳遞部分的螺母3通過螺釘7帶動阻尼內(nèi)筒4旋轉(zhuǎn)。

所述螺母3帶動兩邊阻尼內(nèi)筒4的旋轉(zhuǎn)方向相反，可將阻尼內(nèi)筒的剪切速度放大一倍，阻尼力可有效提高。用于對耗能位移沒有嚴格要求的建筑物減隔震時可加大滾珠絲杠導程，只設置單向滾珠絲杠。將與螺母連接的阻尼內(nèi)筒4設為可動阻尼筒，將阻尼外筒6設為固定阻尼筒，可動或固定阻尼筒層數(shù)可根據(jù)阻尼力大小加減。

本發(fā)明的工作原理如下：裝置通過連接鍵一端連于梁底一端連于墩頂。大震作用下橋墩與主梁間產(chǎn)生相對位移時，主梁和橋墩分別通過兩端絲杠1和螺母3將地震力傳給阻尼部分，螺母3帶動阻尼內(nèi)筒4旋轉(zhuǎn)，由于粘滯體的剪切阻抗產(chǎn)生阻尼力。阻尼內(nèi)筒的運動速度越大，阻尼力越大，由此來抵抗消減地震能量，達到減震消能的作用。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。