專利名稱：水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，公知的水平雙向地震模擬振動臺支承及運行機構(gòu)采用雙頭鉸接連桿方 式或平面靜壓導軌方式。這兩種支承方式具有摩擦力較小、結(jié)構(gòu)簡單易行的優(yōu) 點。(《地震模擬振動臺的設(shè)計與應用技術(shù)》黃浩華著地震出版社)但在振動 臺水平運行過程中需克服傾覆力矩，使振動臺的水平位移能力受到限制。而且 由于振動臺支承點較少，豎向支承能力有限并且受力不均勻，使得豎向荷載的 量值，即試驗模型的最大重量受到了制約。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有振動臺支承及運行機構(gòu)對模型試件的重量和振動臺水平位移 的限制，本實用新型提供了水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)。該支承運行 機構(gòu)不僅能為振動臺面和大噸位的模型試件提供安全有效的豎向支承，而且振 動臺臺面可以在水平面任意方向自由滑動，振動臺水平位移能力不再受傾覆力 矩的制約。同時，本實用新型提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)易 于升級，實現(xiàn)承載和位移能力的進一步拓展。
要聲明本實用新型以下所涉及的有關(guān)的部件尺寸數(shù)值，均為與臺面主板
為4mx4m的井形鋼軌梁加勁的水平雙向地震模擬振動臺臺面相配合時，本實用 新型提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)的部件相應的尺寸數(shù)值。 本實用新型，包括運行機構(gòu)底板25、井形加勁單元20、橫縱鋼軌梁交叉節(jié)點加勁肋23、支承接觸單元30、短鋼軌加勁肋34、運行機構(gòu)固定地錨 41-1、 41-2和底板耳板42;
所述的運行機構(gòu)底板25由鋼板構(gòu)成，優(yōu)選其厚度為40mm;其兩個邊緣各 焊接不少于3塊底板耳板42，厚度與運行機構(gòu)底板25厚度相同，其中部有孔徑 與運行機構(gòu)固定地錨41-1相匹配的孔，用于穿過運行機構(gòu)固定地錨41-1;
所述的運行機構(gòu)固定地錨41-1上部為圓柱體下部為長方體，上部的圓柱體 直徑不小于150mm，優(yōu)選其直徑為150mm，下部的長方體尺寸不小于 250mmx250mmxl50mm，優(yōu)選尺寸為250mmx250mmxl00mm;運行機構(gòu)固定 地錨41-1的下部固定在槽道43中，運行機構(gòu)固定地錨41-1的上部嵌套運行機 構(gòu)固定地錨41-2， 二者配合使整個支承運行機構(gòu)固定在槽道43中，槽道43固 定在基礎(chǔ)44上；
運行機構(gòu)底板25上表面按井字形分別焊接2根連續(xù)縱向鋼軌梁21 (以下簡 稱縱梁21)和2列分段橫向鋼軌梁22 (以下簡稱橫梁22)構(gòu)成井形加勁單元 20;采用鐵路鋼軌主要由于其剛度大、抗沖擊荷載能力強、取材便利的優(yōu)點。 井形加勁單元20使運行機構(gòu)底板25的剛度、強度在均勻分布的基礎(chǔ)上明顯提
高；
本實用新型，在每個并形加勁單元20的縱梁21和橫梁22的交叉節(jié)點，均分 別通過4塊強度為Q235級以上的切角、刨平的直角等腰三角形鋼板把縱梁21的梁 腹和橫梁22的梁腹焊接，為縱梁21和橫梁22提供側(cè)向支撐，保證二者在地震模 擬作用下保持穩(wěn)定；該橫縱鋼軌梁交叉節(jié)點加勁肋23厚度優(yōu)選為20咖；
本實用新型，為使水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)既能承受地震 模擬振動臺的豎直方向荷載，又能保證振動臺臺面近似無摩擦地在水平面 內(nèi)自由滑動，在所述的每根縱梁21上和每列橫梁22上各安置3個支承接觸單元30，每個支承接觸單元30的中心分別在縱梁21上和橫梁22上的互相分割的三 段的中心點上；該支承接觸單元30由鋼球盒32和置于鋼球盒32內(nèi)的萬向轉(zhuǎn)動鋼 球33構(gòu)成；所述的鋼球盒32由Q345Mn鋼板焊接而成，鋼球盒32底的內(nèi)部平面尺 寸應保證振動臺水平雙向最大位移和振動臺承載力要求，為保證最大位移為 X二士3oomm， Y= ±300mm^ 臺，鋼球盒32的優(yōu)選底的內(nèi)部平面尺寸不應小于
600mmx600mm，鋼球盒32的優(yōu)選底的內(nèi)部平面尺寸為600咖x600mm;鋼球盒32的 深度應該略小于內(nèi)置萬向轉(zhuǎn)動鋼球33的直徑，目的是保證萬向轉(zhuǎn)動鋼球33可以 在鋼球盒32內(nèi)自由轉(zhuǎn)動；優(yōu)選萬向轉(zhuǎn)動鋼球33直徑為50mm;萬向轉(zhuǎn)動鋼球33密 布于鋼球盒32中，鋼球間空隙由潤滑劑填充；
所述的每個鋼球盒32分別與其下部的縱梁21或橫梁22焊接，并在鋼球盒32 的底面與運行機構(gòu)底板25之間還焊接分別平行于縱梁21或橫梁22的并與鋼球盒 32等長的短鋼軌加勁肋34，所述的短鋼軌加勁肋34還與運行機構(gòu)底板25通過間 距不大于200mm的高強螺栓35固定連接，優(yōu)選螺栓間距為100mm，以保證水平自 由滑動支承單元30具有足夠的強度和剛度；
制作過程中所用鋼構(gòu)件都預先噴涂防腐漆。本實用新型所涉及焊接連接均 要經(jīng)過超聲探傷，達到二級焊縫以上等級要求。
使用時，要把井形鋼軌梁加勁的水平雙向地震模擬振動臺臺面置于本實用 新型所提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)上面配合使用；具體的是 井形鋼軌梁加勁的水平雙向地震模擬振動臺臺面的各個支承接觸單元置于本實 用新型所提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)的各支承接觸單元30上 面配合使用。
有益效果本實用新型所提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)對 振動臺臺面不產(chǎn)生傾覆力矩，因而水平位移能力和最大模型重量都明顯提高，最大水平位移可達X:土300mm， Y=±3(X)mm，最大模型重量可達150噸。由于鋼球 組提供了均勻的多區(qū)支撐，減少了附加的應力集中，使振動臺受力更接近地震 模擬的真實情況。更為可貴的是如需進一步加大振動臺位移能力和豎向承載 能力，只需加大鋼球盒邊長和增設(shè)鋼球即可完成水平雙向地震模擬振動臺支承 運行機構(gòu)的設(shè)備升級。

圖l是本實用新型的振動臺臺面運行機構(gòu)構(gòu)成俯視圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。 圖3是圖1的B-B剖視圖。 圖4是圖1中C節(jié)點的局部放大視圖。 圖5是圖4中的D-D剖視圖。 圖6是圖5中的E-E剖視圖。 圖7是圖2中的F-F剖視圖放大視圖。 圖8是圖3中的G-G剖視圖放大視圖。
具體實施方式
實施例1
如圖l、 2、 3所示，所述的運行機構(gòu)底板25由鋼板構(gòu)成，厚度為40mm; 該運行機構(gòu)底板25的兩邊緣各焊接4塊厚度為40mm的底板耳板42，底板耳板 42中部有孔，孔徑與運行機構(gòu)固定地錨41-1相匹配，用于穿過運行機構(gòu)固定地 錨41-1;運行機構(gòu)固定地錨41-1上部為直徑為150mm的圓柱體，下部為 250mmx250mmxl00mm的長方體;
運行機構(gòu)固定地錨41-1的下部固定在槽道43中，運行機構(gòu)固定地錨41-1 的上部嵌套運行機構(gòu)固定地錨41-2， 二者配合使用使整個支承運行機構(gòu)固定在槽道43中 ，槽道43固定在基礎(chǔ)44上；
運行機構(gòu)底板25上表面按井字形分別焊接2根鐵路鋼軌制成的縱梁21和2 列橫梁22構(gòu)成井形加勁單元20;采用鐵路鋼軌主要由于其剛度大、抗沖擊荷載 能力強、取材便利的優(yōu)點。井形加勁單元20使運行機構(gòu)底板25的剛度、強度 在均勻分布的基礎(chǔ)上明顯提高；
如圖4、 5、 6所示，在每個井形加勁單元20的縱梁21和橫梁22的交叉節(jié)點， 均分別通過4塊強度為Q235級以上的切角、刨平的直角等腰三角形鋼板把縱梁21 的梁腹和橫梁22的梁腹焊接，為縱梁21和橫梁22提供側(cè)向支撐，該橫縱鋼軌梁 交叉節(jié)點加勁肋23厚度為20mm;
如圖l、 2、 3、 7、 8所示，為使水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)既能 承受地震模擬振動臺的豎直方向荷載，又能保證振動臺臺面近似無摩擦地在水 平面內(nèi)自由滑動，在所述的每根縱梁21上和每列橫梁22上各安置3個支承接觸單 元30，每個支承接觸單元30的中心分別在縱梁21上和橫梁22上的互相分割的三 段的中心點上；該支承接觸單元30由鋼球盒32和置于鋼球盒32內(nèi)的萬向轉(zhuǎn)動鋼 球33構(gòu)成；所述的鋼球盒32由Q345Mn鋼板焊接而成，鋼球盒32底的內(nèi)部平面尺
寸應保證振動臺水平雙向最大位移和振動臺承載力要求，為保證最大位移為 X=±300mm， Y二士3oomm的振動臺，鋼球盒32的優(yōu)選底的內(nèi)部平面尺寸不應小于 600mmx600mm，鋼球盒32的底的內(nèi)部平面尺寸為600mmx600mm;鋼球盒32的深度 應該略小于內(nèi)置萬向轉(zhuǎn)動鋼球33的直徑，目的是保證萬向轉(zhuǎn)動鋼球33可以在鋼 球盒32內(nèi)自由轉(zhuǎn)動；萬向轉(zhuǎn)動鋼球33直徑為50mm;萬向轉(zhuǎn)動鋼球33密布于鋼球 盒32中，球間空隙由潤滑劑填充；
所述的每個鋼球盒32分別與其下部的縱梁21或橫梁22焊接 并在鋼球盒32 的底面與運行機構(gòu)底板25之間還焊接分別平行于縱梁21或橫梁22的并與鋼球盒32等長的短鋼軌加勁肋34，所述的短鋼軌加勁肋34還與運行機構(gòu)底板25通過間 距不大于200mm的高強螺栓35固定連接，螺栓間距為100mm，以保證水平自由滑 動支承單元30具有足夠的強度和剛度；
制作過程中所用鋼構(gòu)件都預先噴涂防腐漆。本實用新型所涉及焊接連接均 要經(jīng)過超聲探傷，達到二級焊縫以上等級要求。
使用時，要把井形鋼軌梁加勁的水平雙向地震模擬振動臺臺面置于本實用 新型所提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)上面配合使用，具體的是 井形鋼軌梁加勁的水平雙向地震模擬振動臺臺面的各個支承接觸單元置于本實 用新型所提供的水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)的各支承接觸單元30上
面配合使用。
權(quán)利要求1、水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)，其特征在于，該機構(gòu)包括運行機構(gòu)底板(25)、井形加勁單元(20)、橫縱鋼軌梁交叉節(jié)點加勁肋(23)、支承接觸單元(30)、短鋼軌加勁肋(34)、運行機構(gòu)固定地錨(41-1、41-2)和底板耳板(42)；所述的運行機構(gòu)底板(25)由鋼板構(gòu)成；其兩個邊緣各焊接不少于3塊底板耳板(42)，厚度與運行機構(gòu)底板(25)厚度相同，其中部有孔徑與運行機構(gòu)固定地錨(41-1)相匹配的孔，用于穿過運行機構(gòu)固定地錨(41-1)；所述的運行機構(gòu)固定地錨(41-1)上部為圓柱體下部為長方體，運行機構(gòu)固定地錨(41-1)的下部固定在槽道(43)中，運行機構(gòu)固定地錨(41-1)的上部嵌套運行機構(gòu)固定地錨(41-2)，二者配合使整個支承運行機構(gòu)固定在槽道(43)中，槽道(43)固定在基礎(chǔ)(44)上；運行機構(gòu)底板(25)上表面按井字形分別焊接2根連續(xù)縱向鋼軌梁(21)和2列分段橫向鋼軌梁(22)構(gòu)成井形加勁單元(20)；在每個井形加勁單元20的連續(xù)縱向鋼軌梁(21)和2列分段橫向鋼軌梁(22)的交叉節(jié)點，均分別通過4塊強度為Q235級以上的切角、刨平的直角等腰三角形鋼板把縱梁(21)的梁腹和橫梁22的梁腹焊接；所述的每根縱梁(21)上和每列橫梁(22)上各安置3個支承接觸單元(30)，每個支承接觸單元(30)的中心分別在縱梁(21)上和橫梁(22)上的互相分割的三段的中心點上；該支承接觸單元(30)由鋼球盒(32)和置于鋼球盒(32)內(nèi)的萬向轉(zhuǎn)動鋼球(33)構(gòu)成；所述的鋼球盒(32)由Q345Mn鋼板焊接而成，鋼球盒32底的內(nèi)部平面尺寸應保證振動臺水平雙向最大位移和振動臺承載力要求，鋼球盒(32)的深度應該略小于內(nèi)置萬向轉(zhuǎn)動鋼球(33)的直徑，保證萬向轉(zhuǎn)動鋼球(33)可以在鋼球盒(32)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，萬向轉(zhuǎn)動鋼球33密布于鋼球盒(32)中，球間空隙由潤滑劑填充；所述的每個鋼球盒(32)分別與其下部的縱梁(21)或橫梁(22)焊接，并在鋼球盒(32)的底面與運行機構(gòu)底板(25)之間還焊接分別平行于連續(xù)縱向鋼軌梁(21)和2列分段橫向鋼軌梁(22)的并與鋼球盒(32)等長的短鋼軌加勁肋(34)，所述的短鋼軌加勁肋(34)還與運行機構(gòu)底板25通過高強螺栓(35)固定連接。
專利摘要本實用新型提供了水平雙向地震模擬振動臺的支承運行機構(gòu)。該機構(gòu)包括井形加勁單元(20)，橫縱鋼軌梁交叉節(jié)點加勁肋(23)，運行機構(gòu)底板(25)，支承接觸單元(30)，短鋼軌加勁肋(34)，運行機構(gòu)固定地錨(41-1、41-2)和底板耳板(42)；該機構(gòu)對振動臺臺面不產(chǎn)生傾覆力矩，因而水平位移能力和最大模型重量都明顯提高，最大水平位移可達X＝±300mm，Y＝±300mm，最大模型重量可達150噸。由于鋼球組提供了均勻的多區(qū)支撐，減少了附加的應力集中，使振動臺受力更接近地震模擬的真實情況。如需進一步加大振動臺位移能力和豎向承載能力，只需加大鋼球盒邊長和增設(shè)鋼球即可完成水平雙向地震模擬振動臺支承運行機構(gòu)的設(shè)備升級。
文檔編號G01M7/06GK201397225SQ20092009305
公開日2010年2月3日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者董世貴, 董麗欣, 袁長春 申請人:吉林建筑工程學院