装配式抗振井筒结构的制作方法

1.本实用新型涉及竖井支护技术领域，尤其是一种装配式抗振井筒结构。


背景技术：

2.竖井结构是一种为形成地下结构的垂直通道而设置的常见工程布置，竖井结构被广泛应用于输水管道、火箭发射井、采矿竖井、通风竖井等工程场景中。上述工程中的竖井结构常常遭遇如水动力脉动、火箭发射时的高频振动、爆破振动或风啸振动等运行中的不利振动干扰，除开上述规律性的振动干扰外，还可能遭遇地震等偶发性不规则振动干扰，如果竖井结构与振动源发生共振就极易导致结构破坏。
3.公开号为cn110953434a的中国专利文献公开了一种油气管道抗震装置及油气管道系统，该油气管道抗震装置包括支撑机构和设置于支撑机构顶部的管道夹持组件，支撑机构包括底部支撑柱、顶部支撑柱以及支撑齿，底部支撑柱上设置有弹簧；顶部支撑柱的底部支撑于弹簧上，顶部支撑柱的外壁上沿着轴向设置有多个卡槽，卡槽的开口方向为斜向下方向；底部支撑柱上设置有容纳槽，支撑齿转动连接于容纳槽中，支撑齿的端部卡于卡槽中；容纳槽的开口方向为斜向上方向以使得顶部支撑柱的上移会带动支撑齿在斜向上方向的扇形内摆动。该发明提供的油气管道抗震装置及油气管道系统，地层等下移时支撑机构可以变长且仍旧维持一定的支撑力，从而具备对地层下移的抗震能力。
4.公告号为cn211289020u的中国专利文献公开了一种防松管道抗震支吊架，防松管道抗震支吊架，包括安装板，所述安装板底部的左右两侧固定安装有数量为两个的活动框，两个所述活动框内腔的顶部均固定安装有第一复位弹簧，两个所述第一复位弹簧的底部均固定安装有活动块。该防松管道抗震支吊架，通过设置有第一复位弹簧和减震弹簧，在底板在发生振动时，大部分的力即会经由第一连接杆和活动块被第一复位弹簧和减震弹簧的互相作用而抵消，通过设置有第二复位弹簧和弹簧片，在上吊架和下吊架发生振动时，大部分的力即会经由第二连接杆和活动座被第二复位弹簧和弹簧片的相互作用而抵消，使得能够达到很好的减震效果，使得整体更加稳定。
5.上述专利都公开了对管道结构进行减震的技术方案，所涉及的基本原理都是采用减震弹簧来支撑或吊装管道，通过减震弹簧的弹性作用力来减弱管道的振动力，减震弹簧需承受多种作用力，且所承受作用力的力度较大，需经常对减震结构进行维护以保证其使用寿命；并且其方案中都需要设置大量的外部附属结构和部件，造成整体结构过于复杂、施工难度较大。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种便于施工装配、抗振效果良好的装配式抗振井筒结构。
7.为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：装配式抗振井筒结构，所述井筒结构包括至少两个在竖直方向上可拆卸连接的井筒标准节，各井筒标准节上都悬垂
设置至少一个可拆卸的弹性阻尼装置，位于最底端的井筒标准节的底部悬垂设置可拆卸的阻尼抗振配重件。通过标准化的井筒标准节装配组成井筒结构，井筒标准节可通过工厂预制生产，现场施工时只需要进行装配组装，有效降低了施工难度、提高了施工效率；通过增加可拆卸的弹性阻尼装置和阻尼抗振配重件使得井筒结构各部分的重量和重心能够根据实际抗振需求进行适应性的调节，进而改变井筒结构的自振频率，使得本实用新型可适应不同的应用场合，具有很强的针对定制性；同时在井筒结构的外侧和底部形成具有高阻尼效果的结构，能够对振动波起到明显的吸收和削减作用，使得本实用新型能够具备良好的抗振能力。
8.作为上述方案的改进，所述井筒标准节由多个井筒标准板件呈环形可拆卸连接组成，各井筒标准板件上分别设置一个弹性阻尼装置。将组成井筒结构的井筒标准节进一步分解，通过标准化的井筒标准板件来装配组成井筒标准节，进一步降低了井筒结构的生产难度、提高了现场施工的便捷度和施工效率；通过为每个井筒标准件单独配备弹性阻尼装置，使得每个井筒标准板件的质量和重心都可单独进行调节。
9.作为上述方案的改进，所述弹性阻尼装置包括阻尼配重块和第一弹簧套索，所述阻尼配重块通过多根第一弹簧套索悬垂设置在井筒标准节的外侧。通过第一弹簧套索和阻尼配重块来组成弹性阻尼装置，利用第一弹簧套索使阻尼配重件保持悬吊状态，在井筒结构的外侧形成阻尼结构，井筒结构在受到振动力时阻尼配重件在第一弹簧套索的弹力牵引作用下进行阻尼振动，自身通过克服外界振动力做功而不断消耗能量，对振动力进行不断抵消削弱，进而起到良好的减振效果；并且可通过更换质量不同的阻尼配重件或更换长度不同的第一弹簧套索来改变质量和中心，进而根据实际抗振需求来调节自振频率，以避免发生共振，防止因共振而造成的结构破坏。
10.作为上述方案的改进，还包括配重保护壳，所述配重保护壳内设有容纳阻尼配重块的内腔。
11.作为上述方案的改进，所述井筒标准板件的两侧边部固定有连接块，相邻井筒标准板件的连接块通过多个紧固件连接固定；所述第一弹簧套索连接在连接块上。通过设置连接块与螺栓、螺钉等紧固件来实现相邻井筒标准板件之间的装配连接，进而可进一步简化装配结果、降低施工难度。
12.作为上述方案的改进，所述阻尼抗振配重件由阻尼配重球和多根弹力不同的第二弹簧套索组成，所述第二弹簧套索的一端固定在阻尼配重球上，另一端可拆卸连接在位于最底端的井筒标准节底边的不同位置处。通过第二弹簧套索和阻尼配重球来组成阻尼抗振配重件，利用第二弹簧套索使阻尼配重球保持悬吊状态，在井筒结构的底部形成阻尼结构，井筒结构在受到振动力时阻尼配重球在第二弹簧套索的弹力牵引作用下进行不规则的阻尼振动，自身通过克服外界振动力做功而不断消耗能量，对振动力进行不断抵消削弱，进而起到良好的减振效果；并且可通过更换质量不同的阻尼配重球或更换长度不同的第二弹簧套索来改变质量和中心，进而根据实际抗振需求来调节自振频率，以避免发生共振，防止因共振而造成的结构破坏。
13.作为上述方案的改进，所述井筒标准节之间以及第二弹簧套索与井筒标准节之间都通过多个连接扣件可拆卸连接；所述连接扣件由设有内嵌槽的阴头和设有弹簧伸缩头的阳头卡扣连接组成。通过采用可标准化生产的连接扣件来进行本实用新型中各部件之间的
可拆卸连接，使各部位之间采用统一标准的连接扣件进行连接，进一步增加了本实用新型中标准件的数量，有效降低了各部件之间连接装配的难度、提高了施工效率。
14.作为上述方案的改进，所述多个连接扣件沿井筒标准节的上下边部呈等距排布设置。使得上下方的相邻井筒标准节可旋转错开进行连接组装，进一步准确、便捷的对井筒结构的整体质量和重心进行调节。
15.本实用新型的有益效果是：本实用新型将抗振结构和组成井筒结构的衬砌结构进行组合，一方面使得组成井筒结构的各部件标准化而可进行工厂预制生产，在现场施工时只需要进行简单的装配即可完成整体结构的施工安装，有效降低了施工难度、提高了施工效率；另一方面使得组成井筒结构的各部件的重量和重心能够根据实际抗振需求进行适应性的调节，进而改变井筒结构的自振频率，避免井筒结构受到振动干扰时与振动源发生共振；同时能够在井筒结构的外侧和底部形成具有高阻尼效果的结构，能够对振动波起到明显的吸收和削减作用，使得本实用新型能够具备良好的抗振能力。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为井筒标准节的结构示意图；
18.图3为井筒标准板件的结构示意图；
19.图4为连接扣件的结构示意图。
20.图中标记为：100-井筒标准节、110-井筒标准板件、120-连接块、200-弹性阻尼装置、210-阻尼配重块、220-第一弹簧套索、230-配重保护壳、300-阻尼抗振配重件、310-阻尼配重球、320-第二弹簧套索、400-连接扣件、410-阴头、420-阳头。
具体实施方式
21.为了便于理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.如图1和图2所示，本实用新型所公开的装配式抗振井筒结构由两个或两个以上的井筒标准节100垂直拼装组成，井筒标准节100则由多个井筒标准板件110合围拼装组成，在各个井筒标准节100上都设置有弹性阻尼装置200，并且在处于井筒结构最底端的井筒标准节100的底部设置有阻尼抗振配重件300。采用可预先制备生产的作为标准件的井筒标准板件110通过拼装的方式组成井筒标准节100，再将各井筒标准节100垂直拼装组成井筒结构，能够有效提高施工效率、降低施工难度，并且采用标准件通过装配的方式组成衬砌结构，便于运输安装，还能拆卸循环使用。井筒标准件110的尺寸以及拼装数量都可根据施工位置进行设计，以使井筒标准节100的尺寸可根据施工需求进行调节。增加弹性阻尼装置200和阻尼抗振配重件300则能够在井筒结构的外侧和底部形成具有高阻尼效果的抗振结构，从而能够吸收和削减外界不利振动干扰带来的振动能量，通过多个抗振结构的整体协同作用来达到良好的抗振效果；并且本实用新型中将抗振结构与组成井筒结构的衬砌结构进行组
合，达到了一材多用的效果，不会使井筒结构过于复杂化。弹性阻尼装置200和阻尼抗振配重件300都采用可拆卸的方式进行安装，在必要时可根据实际抗振需求来调节质量和重心，通过改变井筒结构共振频率来达到良好抗振效果的基础上有效提高了其适用范围。
24.具体的，本实用新型中所采用的组成井筒标准节100的井筒标准件110如图1至图3所示，井筒标准件110为弧形板块结构，将多个井筒标准件110呈环形拼接装配即可组成一节圆筒形的井筒标准节100，各个井筒标准节100上都安装有一个弹性阻尼装置200。各个井筒标准件110之间通过连接块120来实现可拆卸的拼装连接，连接块120沿井筒标准件110的两侧边部延伸设置，在连接块120上开设多个与紧固件相配合的连接孔，通过螺栓或螺钉等紧固件依次穿过相邻两个井筒标准件110上连接块120上对应的连接孔并紧固即可实现井筒标准件110之间的连接固定。
25.如图1至图3所示，弹性阻尼装置200的主体为阻尼配重件210和第一弹簧套索220，多根第一弹簧套索220同时连接在阻尼配重件210和对应的井筒标准件110上，使阻尼配重件210呈悬垂状吊挂在井筒标准件110的外侧。在阻尼配重件210的外侧设有配重保护壳230，配重保护壳230内部为容纳阻尼配重件210的内腔，连接阻尼配重件210的第一弹簧套索220穿过配重保护壳230后与井筒标准件110两侧的连接块120相连。第一弹簧套索220与井筒标准件110之间与可通过紧固件设置为可拆卸连接，从而可对第一弹簧套索220进行更换，使弹性阻尼装置200上连接具有不同长度的多根第一弹簧套索220，则能够调节阻尼配重件210所处位置，并且也可更换不同质量或不同形状的阻尼配重件210，从而来改变各个井筒标准件110的质量和重心。
26.如图1所示，阻尼抗振配重件300的主体为阻尼配重球310，阻尼配重球310通过多根第二弹簧套索320连接在处于井筒结构最底端的井筒标准节100的底部，第二弹簧套索320的一端固定在阻尼配重球310上，另一端可拆卸连接在位于最底端的井筒标准节100底边的不同位置处。井筒结构在受到外界振动干扰时，阻尼配重球310在第二弹簧套索320的牵引下进行阻尼振动；连接在阻尼配重球310上的多根第二弹簧套索320可设置为具有不同的弹力，则阻尼配重球310受到不同弹力的牵引作用而进行不规则的晃动。
27.本实用新型中各个井筒标准节100之间的可拆卸连接、第二弹簧套索320与井筒标准节100之间的可拆卸连接都采用拆卸方便的卡扣连接来实现，具体的，如图4所示，通过由阴头410和阳头420组成的连接扣件400来实现。阴头410上设有内嵌槽，阳头420上设有弹簧伸缩头，阳头420上的弹簧伸缩头可插入阴头410上的内嵌槽中形成卡扣配合。阴头410和阳头420的安装方式和安装位置可不做限制，但连接扣件400以沿井筒标准节100的上下边部呈等距排布设置为最佳方案，相邻井筒标准节100之间可通过旋转错开连接。
28.本实用新型在进行实地工程施工时，可分为以下两种实施情况：
29.第一种采用定制化的井筒标准节100来装配组成井筒结构，需要预先计算井筒结构的厚度和分析预估所受振动频率后再确定井筒标准节100的厚度和尺寸大小，并初拟弹性阻尼装置200和阻尼配重件300的尺寸和质量；然后进行1：1三维建模并进行三维有限元抗振计算分析，根据计算结果调整弹性阻尼装置200和阻尼配重件300的尺寸、质量和布设位置，以及根据计算结果来确定井筒标准节100的尺寸大小和组装位置，从而调整整体井筒结构的共振频率，达到最佳的抗振效果。
30.第二种采用尺寸大小一致的井筒标准节100来装配组成井筒结构，由于井筒标准
节100的尺寸一致，则更加便于进行井筒标准板件110的制作加工和组装，其与第一种实施情况的区别在于进行三维有限元抗振计算分析后仅调节弹性阻尼装置200和阻尼配重件300的质量和布设位置，即可对井筒结构的共振频率进行调节，达到最佳的抗振效果。
31.上述两种实施方式均可实现通过调整整体井筒结构共振频率来达到良好抗振效果的目的，区别在于对于生产便捷性以及避振效果的控制精度的取舍，可根据实际抗振需求进行选择。上述两种实施方式均能实现避振以及多种阻尼效果协同工作进行减振的效果。

技术特征：
1.装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述井筒结构包括至少两个在竖直方向上可拆卸连接的井筒标准节(100)，各井筒标准节(100)上都悬垂设置至少一个可拆卸的弹性阻尼装置(200)，位于最底端的井筒标准节(100)的底部悬垂设置可拆卸的阻尼抗振配重件(300)。2.如权利要求1所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述井筒标准节(100)由多个井筒标准板件(110)呈环形可拆卸连接组成，各井筒标准板件(110)上分别设置一个弹性阻尼装置(200)。3.如权利要求2所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述弹性阻尼装置(200)包括阻尼配重块(210)和第一弹簧套索(220)，所述阻尼配重块(210)通过多根第一弹簧套索(220)悬垂设置在井筒标准节(100)的外侧。4.如权利要求3所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：还包括配重保护壳(230)，所述配重保护壳(230)内设有容纳阻尼配重块(210)的内腔。5.如权利要求3所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述井筒标准板件(110)的两侧边部固定有连接块(120)，相邻井筒标准板件(110)的连接块(120)通过多个紧固件连接固定；所述第一弹簧套索(220)连接在连接块(120)上。6.如权利要求1所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述阻尼抗振配重件(300)由阻尼配重球(310)和多根弹力不同的第二弹簧套索(320)组成，所述第二弹簧套索(320)的一端固定在阻尼配重球(310)上，另一端可拆卸连接在位于最底端的井筒标准节(100)底边的不同位置处。7.如权利要求6所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述井筒标准节(100)之间以及第二弹簧套索(320)与井筒标准节(100)之间都通过多个连接扣件(400)可拆卸连接；所述连接扣件(400)由设有内嵌槽的阴头(410)和设有弹簧伸缩头的阳头(420)卡扣连接组成。8.如权利要求7所述的装配式抗振井筒结构，其特征在于：所述多个连接扣件(400)沿井筒标准节(100)的上下边部呈等距排布设置。

技术总结
本实用新型公开了装配式抗振井筒结构，井筒结构包括至少两个在竖直方向上可拆卸连接的井筒标准节，各井筒标准节上都悬垂设置至少一个可拆卸的弹性阻尼装置，位于最底端的井筒标准节的底部悬垂设置可拆卸的阻尼抗振配重件。本实用新型一方面使得组成井筒结构的各部件标准化而可进行工厂预制生产，有效降低了施工难度、提高了施工效率；另一方面使得组成井筒结构的各部件的重量和重心能够根据实际抗振需求进行适应性的调节，进而改变井筒结构的自振频率，避免井筒结构受到振动干扰时与振动源发生共振；同时能够在井筒结构的外侧和底部形成具有高阻尼效果的结构，能够对振动波起到明显的吸收和削减作用，使得本实用新型能够具备良好的抗振能力。备良好的抗振能力。备良好的抗振能力。


技术研发人员：杜震宇 刘道桦 刘跃 金伟 冯天骏 尹崇林 罗春 李健薄
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/8/26