[发明专利]一种用于密贴地铁交叉部位的三维隔震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于上下密贴地铁结构交叉部位的三维减隔震装置，其具有适宜的水平和竖向刚度及较高的承载能力，属于土木工程结构隔震控制与振动控制技术领域。

背景技术

随着全国城市化进程步伐的明显加快，地面交通已难以满足人们生产生活的需求，地铁以其独特的优点大大优化了城市轨道交通的建设。如今，地铁建设迅速发展，大量地铁线路正在施工和规划中，且其结构形式也趋向多样化，车站、隧道等空间交错结构越来越多，近距离密贴地铁的施工也越来越普遍，在人们对安全要求逐步提高的情况下，地铁结构的抗震性能（尤其是强震作用下）也日益受到高度重视。

由于地震动本身具有多维性，对震中附近和高烈度地区的建筑结构考虑三维减隔震是十分必要的，目前对地面以上结构的三维减隔震研究已取得较多的研究成果，但对于地下空间结构的三维隔震的研究日前还没有实质进展，而竖向强震对密贴地铁地下交叉结构又会产生显著的动力响应，且代表着地下结构未来发展趋势的密贴地铁结构在动力作用下，其交叉部位受力情况和位移分布与周围不同，上下地铁之间的相互影响又使得各自动力响应增加，较一般地下结构更易产生较大内力和不均匀变形，破坏后果也更加严重。同时，空间交叉的地铁结构又大都属于换乘车站或交通枢纽，是轨道交通中的核心节点，人流集中、结构复杂，一旦出现破坏，损失将不堪设想，然而，由于我国地铁抗震技术研究和应用相对滞后，还没有针对地下轨道交通系统的设计指南或规范，更缺少密贴隧道交叉区域的抗震措施，地下轨道交通的规划、设计、抗震体系和施工方案等还处于摸索阶段，这些均给我国城市地下轨道交通系统的防灾减灾埋下了安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能同时减轻或隔离水平和竖向地震作用的、用于地铁近距离穿越结构交叉部位抗震装置，且使得该装置构造简单，经济实用、安全可靠、便于施工，同时，在一定程度上为地下结构交叉部位应用三维隔震方面提供有益的参考。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于密贴地铁交叉部位的三维隔震装置包括刚性支撑（1）、刚性连接件（2）、柔性缓冲层（3）、加劲钢板（4）、辅助碟形弹簧（5）、主碟形弹簧（7）、以及碟形弹簧导向筒（9）；柔性缓冲层（3）与加劲钢板（4）交错叠放，顶层和底层为柔性缓冲层（3），柔性缓冲层（3）与加劲钢板（4）四周由刚性支撑（1）封闭，碟形弹簧导向筒（9）纵向贯穿柔性缓冲层（3）与加劲钢板（4），碟形弹簧导向筒（9）在水平面上沿横向、纵向均匀分布，辅助碟形弹簧（5）与主碟形弹簧（7）分别套于碟形弹簧导向筒（9）外表面，且两个主碟形弹簧（7）之间不相邻。

碟形弹簧导向筒（9）内置粘弹性阻尼材料填充物（6）。

刚性支撑（1）与柔性缓冲层（3）、加劲钢板（4）之间设有减震层（8）。

刚性支撑（1）为槽钢。

主碟形弹簧（7）规格大于辅助碟形弹簧（5）规格。

刚性连接件（2）指高强螺栓或带肋钢筋，柔性缓冲层（3）与加劲钢板（4）之间经高温硫化粘合；主碟形弹簧（7），及辅助碟形弹簧（5）的片数可根据实际情况进行调节，以优化竖向刚度，进而达到尽量减少上下密贴地铁结构相互影响的目的，主、辅碟形弹簧均用刚性连接件锚固于与柔性缓冲层（3）和加劲钢板（4）上；刚性支撑（1）通过预埋件固定连接在密贴车站结构上，用于安装间隔叠放的加劲钢板（4）和柔性缓冲层（3）。

有益效果：

本发明经济适用、可操作性强、便于施工，可以用于不同间距和高度的地铁近距离交叉结构。水平向可在很大程度上隔离地震，又有吸能减震层进一步降低地震能量，周边槽钢的存在可限制减隔震层在强震中发生较大水平位移，稳固性好，同时可以防止减震层的磨损和腐蚀；竖直方向主要由柔性缓冲层和加劲钢板承受竖向作用力，主、辅碟形弹簧组的设置可使装置的竖向承载力进一步提高，减少上部结构的竖向沉降，且由于装置的竖向刚度远小于上下部结构的竖向刚度，故可较大程度上限制地震作用向上部结构的传递。另外，槽钢周围涂刷防腐绝缘涂层，可有效减少土对槽钢的腐蚀作用。

附图说明

图1为三维减隔震装置俯视图；

图2为三维减隔震装置剖面图；

图3为三维减隔震装置示意图；

图4为3*3主碟形弹簧示意图。

图中，1、刚性支撑，2、刚性连接件，3、柔性缓冲层，4、加劲钢板，5、辅助碟形弹簧，6、粘弹性阻尼材料填充物，7、主碟形弹簧，8、减震层，9、碟形弹簧导向筒。

具体实施方式