[发明专利]大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器及其工作方法

权利要求书

1.一种大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器，安装在桥墩和大跨桥主梁之间，其特征在于，包括：管式壳体，管式壳体中设有长度大于管式壳体的钢轴，钢轴一端伸出管式壳体端部，另一端设有卡在管式壳体中的活塞板；管式壳体的一端为封闭结构，封闭结构的端部设有用于与桥墩处连接的万向铰；管式壳体的另一端设有盖板，盖板中心处设置供所述钢轴穿过的孔；

所述管式壳体内沿管式壳体轴线方向设有至少三段阻尼腔，分别是位于管式壳体封闭结构和活塞板之间的第一阻尼腔、位于活塞板和环形隔板之间的第二阻尼腔以及位于环形隔板和盖板之间的第三阻尼腔，其中，

所述第一阻尼腔呈圆柱形，沿圆柱形的第一阻尼腔的轴心处设有直径小于第一阻尼腔内径的圆柱形粘弹性耗能单元；

所述第二阻尼腔呈环形，环形的第二阻尼腔内设有环形粘弹性耗能单元，并且所述环形粘弹性耗能单元的外径小于第二阻尼腔内径，环形粘弹性耗能单元的内径大于钢轴的外径；

所述第三阻尼腔呈两端窄中间大的梭形，梭形第三阻尼腔中填充有高延性耗能单元，钢轴上位于第三阻尼腔的部分设有一椭球形凸起，所述椭球形凸起的几何中心和第三阻尼腔的几何中心重合。

2.根据权利要求1所述的大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器，其特征在于，所述第三阻尼腔两端的小口直径小于椭球形凸起的横截面直径。

3.根据权利要求1所述的大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器，其特征在于，所述管式壳体包括多个缸筒轴向串接而成，每两个缸筒的端部之间通过法兰连接，其中，至少一个缸筒内形成所述第一阻尼腔和第二阻尼腔，至少一个缸筒内形成所述第三阻尼腔。

4.根据权利要求1所述的大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器，其特征在于，所述钢轴和活塞板之间采用螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器，其特征在于，所述第三阻尼腔的一侧腔壁上设有灌料孔。

6.根据权利要求1所述的大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器，其特征在于，所述高延性耗能单元为金属铅、沥青、高标号硅油或者聚氨酯中的一种。

7.一种基于权利要求1~6中任一所述的大跨桥梁复合型多方向抗风抗震减振器的工作方法，其特征在于，钢轴的伸出端和减振器的单向铰分别连接在大跨桥梁结构的主梁和桥墩处，当振动使桥墩和主梁之间发生相对运动，即发生大位移振动激励下，钢轴上的椭球形凸起相对于第三阻尼腔中的高延性耗能单元发生左、右往复的直线运动，由于高延性耗能单元在椭球形凸起和右缸筒的不断挤压下流动及耗散振动能量；同时由于活塞板运动，因此第一阻尼腔中的圆柱形粘弹性阻尼材料和第二阻尼腔中的环形粘弹性耗能单元将发生往复的挤压变形，耗散振动能量；

在小位移振动激励下，因第三阻尼腔内壁与椭球形凸起间隙较大，此时第三阻尼腔部分产生的阻尼力较小，减振器主要通过第一阻尼腔和第二阻尼腔内的粘弹性耗能单元耗散振动能量；

在地震、外部冲击等大位移振动激励下，因第三阻尼腔内壁与椭球形凸起间的间隙变小，此时第三阻尼腔产生的阻尼力较大，减振器通过第一阻尼腔内粘弹性耗能单元、第二阻尼腔内粘弹性耗能单元以及第三阻尼腔内高延性耗能单元共同耗散振动能量；

在季节或者其它因素引起减振器温度较高时，粘弹性阻尼单元中的粘弹性材料性能变弱，高延性耗能单元起主要耗能作用。