[实用新型]运动锁定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于在低速载荷下允许构件相互运动，而在高速载荷下锁定构件运动的阻尼装置，特别是用于桥梁活动支座中的运动锁定装置。

背景技术

地震作为不能避免的自然灾害，会造成生命财产的损失。而地震对于桥梁的破坏直接损失更大，因此对于桥梁建设而言，如何提高桥梁的抗震能力并降低地震对桥梁的坡环，是十分重要的问题。

对于桥梁抗震来说，长期以来人们往往是加大梁、柱、剪力墙用来被动抵抗，而非采用更主动的办法去减小结构所受地震力。到了二十世纪末期，这种现象有了很大的改变。人们在增强传统结构构件之外，吸收航空和机械等其他领域的成果，采取在结构上另外安装新的装置来减小结构所受的地震力，例如：利用隔震措施或各种阻尼器的减震系统，以及在高层建筑中已投入实用的被动质量调谐阻尼系统和主动控制减震系统。这些方法归纳起来形成了目前桥梁抗震领域常用的三种抗震设计方法，即传统结构抗震设计方法，近些年出现的减隔震结构抗震设计方法和结构控制设计方法。

减隔震技术是通过引入隔震装置改变结构在地震中的动力响应特性，从而减少地震输入，外加耗能机制作为主要的抗震构件，而以结构构件抗震为辅。在该方法中，基本目的是要大大减小传递到结构上的地震力和能量，其抗震能力是通过延长结构周期，增加耗能能力来实现。设计依据一般包括全保护隔震设计、部分保护隔震设计两种设计原则。从各国的桥梁减隔震应用情况来看，目前桥梁减隔震设计中已采用的主要是分层橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座，且通常安装在桥梁上部结构与桥墩或桥台之间。

目前针对这种情况研究和使用较多的是从减隔震设计的思路出发，将制动墩支座做成减隔震支座进行隔震设计，但是该方法也有它的适用范围，因为桥梁是否适合采用隔震设计，应从桥梁在地震时和正常使用时两个方面来考虑，并结合其延长桥梁结构固有周期及吸收能量能力的效果进行研究后方可决定。

而且，减隔震设计也面临着其它问题：首先，因为减隔震设计一般是通过使用低刚度的支座来改变延长结构的动力周期，这样由于支座刚度较低使得它自身的变形在地震以外的工况下会增大，进而可能会影响整体系统的稳定及自身的稳定，所以每个减隔震系统的设计都需要针对具体工程情况进行仔细计算和设计，以保证在常规作用和地震作用下结构强度、静动刚度和稳定性能够满足两个时期各自的要求，这需要设计单位有很高的减隔震设计理论和计算分析能力；同时，从隔震产品角度来讲，由于环保的原因，发达国家现在已经较少使用原本减隔震支座中的主力——铅芯橡胶支座，而另一个主要的隔震产品——分层橡胶支座由于需要控制它在地震下过大的变形，一般需要配合阻尼器来共同使用，这需要各个隔震产品的成熟和配合的可靠，同时也增加了使用的复杂度和成本，而高阻尼橡胶支座需要保证能生产出大量性能稳定和可靠产品；另外，从耐久性角度，使用减隔震支座后，整个结构的抗震将依赖隔震支座来独自承担，而隔震支座目前多为橡胶和钢板胶合结构，在风吹日晒等条件下的使用寿命一般低于盆式支座，这将成为整个抗震系统的隐忧；最后，从工程造价角度，桥梁结构使用隔震支座时，一般每个支撑位置都需要使用隔震支座，这也使得整个系统成本大大提高。

为此，本实用新型的申请人提出一种桥梁抗震活动支座，支座的上部结构安装在梁体上，支座的下部结构安装在墩柱上。在低速载荷下，支座上部结构可以相对支座下部结构运动。但是在高速载荷下(例如发生地震时)，可以锁定支座上部结构和下部结构，使得梁体和墩柱刚性地连成一体。这样地震水平载荷由桥梁中的所有支座分担，而不单独由隔震支座承担，从而改善了墩柱的受力状况，有利于提高桥梁的抗震能力。

现有的流体阻尼器主要是用于大跨度桥梁、大柔度桥梁上，由于耗能需要大的位移量，就需要阻尼器产生很大的位移，来吸收能量。因而，这种现有流体阻尼器不能满足在低速载荷下允许相对运动，在高速载荷下锁定运动的要求，因而无法应用到该桥梁抗震支座中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种运动锁定装置，其能满足在低速荷载下允许相对运动，在高速荷载下能锁定运动的要求。

为达成上述目的，本实用新型提供一种运动锁定装置，包括缸体和活塞杆，活塞杆包括位于缸体内的活塞头，活塞头将缸体分成第一腔室和第二腔室，端盖分别位于缸体的两端，活塞杆的两端从端盖伸出，其中所述活塞头的外径比缸体的内径小，从而在活塞头和缸体之间形成有间隙；阻尼介质充满在缸体的第一腔室和第二腔室中，并可通过间隙在第一腔室和第二腔室中流动。

上述的运动锁定装置中，该阻尼介质对活塞杆产生的阻尼力F与活塞杆运动的速度V的关系由下式决定：