[发明专利]智能速度锁定装置

说明书

技术领域

本发明属于桥梁、建筑工程减隔震技术领域，是关于一种用于桥梁、建筑工程抵御地震、大风引起冲击荷载的速度锁定装置，尤其涉及一种智能速度锁定装置。

背景技术

地震对桥梁和建筑结构造成的危害巨大，采用怎样的方式对桥梁和建筑结构进行减、隔震处理将直接影响地震灾害中桥梁和建筑结构的寿命。我国境内分布着多条地震带，有大量地区地震动峰值加速度达到0.25g以上，即抗震设防烈度为8度，有的甚至达到0.40g，即抗震设防烈度9度，因此抗震性是桥梁和建筑结构设计时需要考虑的重要因素。当地震动峰值加速度≤0.2g时，抗震设计多采用加强部件自身的强度和刚度来实现，当地震动峰值加速度＞0.2g时，此时仅仅依靠结构自身强度和刚度的增加很难达到理想的抗震效果，而采用合理的减、隔震措施可以提高桥梁和建筑结构的性价比，有效降低工程造价，同时改善结构的地震响应。

近年来，随着减隔震技术的进步和减隔震设计规范的完善，越来越多的桥梁、建筑工程采用减隔震设计，配套的减隔震产品也发展迅速，其中速度锁定装置是较常用的减隔震产品之一。

现有速度锁定装置通常由缸体、活塞、活塞杆、阻尼介质、端盖、耳板（环）等部件组成，阻尼介质充满活塞前后的腔体，活塞杆连带活塞可在缸体的内腔滑动，阻尼介质在活塞滑动过程中，由一个腔体通过活塞与缸体间的缝隙流动到另一个腔体。当活塞的滑动速度较快，阻尼介质因自身的粘度来不及通过缝隙时，结构锁死，成为荷载传递装置。

速度锁定装置（Lock-up Device）是一种速度依赖型装置，其通常设置在有相对位移的结构之间，如桥梁的梁体与桥墩之间，建筑结构的上层结构与基础之间。当其连接的两个结构出现缓慢相对位移时，速度锁定装置可通过自身的伸缩适应所述的位移，且产生较小的伸缩阻力，相当于一个可伸缩的弹簧；当其连接的两个结构的相对位移速度达到其锁定速度时，速度锁定装置锁死，自身部件间无相对滑动，完全变成刚性连杆，实现相邻结构力的传递。

速度锁定装置（速度锁定器）通常设置在桥梁的梁端，通过锚碇板与梁体和桥墩连接；设置速度锁定器的桥墩通常是活动墩，即梁体与桥墩间可产生相对滑动，梁体与桥墩间不能滑动的桥墩为固定墩，桥上的水平荷载（非地震时如：车辆摩擦力、制动力、牵引力等，地震时为地震力）由固定墩传至地面基础，因此固定墩通常比活动墩尺寸大、造价高。正常工作状态引起梁端滑动的原因有：环境温度高低变化时梁体有长度方向的变化，车辆荷载也会引起梁体发生变形从而产生梁端位移。梁端滑动的速度非常缓慢，梁端的正常滑动在非地震动时应保证顺畅，否则会引起梁体的内力。但地震时，地震荷载也会引起梁与墩之间的相对滑动，该运动的速度极快，当设置速度锁定器的梁端产生的滑动速度达到锁定器的锁定速度时，梁与墩被锁死，无相对位移，此时活动墩也变成了固定墩，与原来的固定墩共同承受地震荷载。因此设置速度锁定器后，活动墩可当成固定墩使用，原来的固定墩即可优化设计，减小尺寸，从而降低工程造价。

目前，工程上应用的速度锁定器是由活塞与缸筒之间的间隙控制锁定速度和锁定力，该结构存在以下问题：一）锁定速度依赖于活塞与缸筒之间的间隙，而此间隙在加工制造上实现非常困难，往往会造成同一型号同一批次产品的锁定速度都不一致，因此发挥锁定功能的工况也不一致，影响一座桥或一整栋建筑中的速度锁定器同时发挥作用；二）填充的阻尼介质为硅胶或黏度很大的流体，该类介质温度相关性大，特别在低温（零下20℃）情况下，阻尼介质硬度大幅增加，难以流动，使正常滑动时阻力增加，引起梁体和墩台的附加力增大，对结构产生不利的影响；三）产品处于高温或低温时，阻尼介质的热胀冷缩会对缸体产生附加应力，附加应力会大幅降低缸筒抵御地震的能力；四）该种锁定装置的锁定力与锁定速度成函数关系，当地震产生的相对位移速度超过锁定速度达到某个数值时，锁定装置产生的锁定力（即：其传递的荷载）将超过其结构自身所能承受的荷载，引起锁定装置结构的局部损坏或锁定装置整体破坏，从而丧失传递荷载的作用，即抗震措施失效。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种智能速度锁定装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能速度锁定装置，以精准控制锁定速度。

本发明的另一目的在于提供一种智能速度锁定装置，识别荷载并产生过载保护，通过恒压器调节缸筒内的油压，消除温度变化引起的缸筒附加应力。