一种斜置轨道的文物防震装置及其安装方法与流程

本发明属于工程结构减震领域，特别是一种结构减震隔震装置及其安装方法。

背景技术：

隔震技术作为一种结构抗震新技术，以其优良的减震效果、安全性、耐久性和适用性得到了广泛的认可。其基本原理是通过在基础与上部结构之间设置隔震层，将输入地震波中与结构自振频率接近的频率段过滤掉，控制地震能量向上部结构的传递，以达到隔震和减震的目的。

博物馆是典藏、陈列、研究和修复文物的场所，是让文物在保护和利用中活起来的载体。大量可移动文物汇集到博物馆中保存，在有利于展示、利用和保存的同时，也加大了地震等突发灾害下集中损毁的风险。由于在一般情况下，这些文物以浮放形式为主，因而很容易受到地震破坏。

就馆藏浮放文物的现状而言，传统的支、粘、卡和绑等方法是主要防震技术手段。它们虽然在一定程度上提高了文物的抗震性能，但也存在破坏文物，加固效果差，影响外观等问题。随着振动控制技术在博物馆文物保护领域的研究不断取得进展，面向馆藏浮放文物防震装置得以开发及逐步应用。不同类型的文物防震装置大量应用于博物馆内。它们被安装在文物底部，通过机械运动原理产生隔震作用，具有防震效果好、不影响文物外观等诸多优点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种斜置轨道的文物防震装置及其安装方法，要解决地震荷载作用产生的位移分解，滑动中的限位，在竖向力作用下的抗拔作用以及隔震装置的空间有效利用、便于安装和操作性等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种斜置轨道的文物防震装置，包括上板、一组上轨道、下板、一组下轨道以及一组连接上轨道与下轨道的双向卡槽块，

所述上轨道沿同一方向平行间隔连接在上板的下侧表面，所述下轨道沿另一方向平行间隔连接在下板的上侧表面，所述上板与下板也上下平行设置，所述上轨道与下轨道空间成角度设置；

所述双向卡槽块包括第一槽部、第二槽部和连接两者的z形连接板，所述第一槽部的槽体和第二槽部的槽体空间成角度设置，所述z形连接板包括平行的第一台板和第二台板，还包括垂直连接两者的连接板，所述第一槽部的背侧居中连接在第一台板的表面，所述第二槽部的背侧居中连接在第二台板的表面，所述第一槽部的槽底露出于第二台板（532）背向第二槽部连接一侧的表面，

所述第一槽部与第二槽部的所成角度和上轨道与下轨道的所成角度相适应，

所述上轨道与下轨道的空间交叉位置处保证至少每道轨道上设有至少一个双向卡槽块为准，所述第一槽部的槽体和/或第二槽部的槽体连接在下轨道上，所述第一槽部的槽体和/或第二槽部的槽体连接在上轨道上。

所述上板为矩形板或圆形板，所述下板为矩形板或圆形板。

所述上轨道包括通长位于对角线位置的上侧长轨和分设在上侧长轨两侧、长度直达上板边缘的两根上侧短轨，所述下轨道包括通长位于对角线位置的下侧长轨和分设在下侧长轨两侧、长度直达下板边缘的两根下侧短轨，

所述双向卡槽块共设有四个，所述上侧长轨与下侧短轨的空间交叉位置分别设有一个双向卡槽块，所述下侧长轨与上侧短轨的空间交叉位置分别设有一个双向卡槽块。

所述上轨道与下轨道的成角范围为10度-90度，所述第一槽部与第二槽部的成角范围也为10度-90度。

所述上板和下板的平整度误差不大于0.3%，上板和下板承受上部荷载向下受压时变形量不大于0.3%。

所述上轨道与下轨道的横截面均为工字形，所述第一槽部和/或第二槽部的槽体横截面形状与上轨道的下部横截面形状相适应，并且该槽体的横截面高度小于上轨道的横截面高度，所述第一槽部和/或第二槽部的槽体横截面形状与下轨道的上部横截面形状相适应，并且该槽体的横截面高度小于下轨道的横截面高度。

所述第一槽部、第二槽部与z形连接板之间固定连接或直接机械加工整体成型，所述第一槽部和/或第二槽部与下轨道滑动连接，所述第一槽部和/或第二槽部与上轨道滑动连接，所述上轨道与上板可拆卸连接或者固定连接，所述下轨道与下板可拆卸连接或者固定连接。

所述下板底部四角可拆卸连接有高度可调节的支座。

一种斜置轨道的文物防震装置的安装方法，施工步骤如下：

步骤一，根据所承载的物体尺寸，选定上板的尺寸、上轨道的尺寸与个数、下板的尺寸、下板的尺寸与个数和双向卡槽块的位置与个数，其中下板尺寸不小于上板尺寸，上板和下板基于物体的重量选定制作材料；

步骤二，在上板下侧表面连接一组上轨道，在下板上侧表面连接一组下轨道，成型后复测上板和下板其平整度和高度，若不符合要求，则调整或重新制作；

步骤三，依据上轨道的尺寸和下轨道尺寸制作一组双向卡槽块；

步骤四，对应上轨道和下轨道的交叉预设位置，将双向卡槽块的第一槽部和/或第二槽部连接在下轨道上，然后将上轨道穿入双向卡槽块的第一槽部和/或第二槽部与其连接，测试上板和下板之间相对滑动的流畅性，若不符合及时调整；

步骤五，将安装好的隔震装置平放，将待放置物体放在上板顶面，复测上板和下板的平整度和变形量，若平整度不符合通过下板连接的可调节支座及时调整或重新制作，若变形量不符合要求，则更换上板或下板，直至符合要求。

对于步骤四中安装双向卡槽块时，在上轨道或下轨道上的双向卡槽块一侧设置有限位块，所述限位块为弹性件。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

一、本发明通过双向卡槽将地震荷载产生的水平方向的位移分解为相交的x形上下双层直线导轨的直线运动，且上轨道和下轨道相互分离，可有效的将地震荷载所产生的位移分解成水平相交的两个方向的位移，进而减少上板的位移作用，利于保护上板上放置的物体。

二、上下双层直线导轨设计增大了导轨装置的行程，减小了上、下板的悬挑长度，有利于增加装置的稳定性，增大装置的最大相对位移，增加装置的减震效率，降低上板相对地震的运动以及地震震动对上板所承载的被保护物品的震动影响。

三、z形连接板将上、下凹形卡槽隔开且与凹形卡槽固定连接，降低了装置的高度，有利于节省展柜空间，避免了其工作过程中的相互影响，提高了装置的稳定性。上、下凹形卡槽相互错开与z形连接板相连，增大了凹形卡槽与上、下板的接触面积，提高了装置的稳定性。

四、双向卡槽设计减少了装配工序，提升了装配效率，通过将上轨道和下轨道设计成工字形，且卡槽对应设计有工字形凹口，实现了上板与下板的相对交叉移动；双向卡槽与直线导轨相连，不仅利于滑动且具有抗拔作用，有效的防止固定在上板上的承载物在极限荷载下倾倒而损坏，可抵抗在竖向力的作用下的竖向位移，而且降低了防震装置的整体高度，提高了装置的稳定性。

五、本发明所提供的防震装置安装在对保护价值较高、防震性能要求较高、疲劳性能和承载能力要求严、便于维护的重要文物、展柜、精密设备等重要设备的基础之上，在水平方向上实现隔震导轨功能，提升防震装置的隔震效果。

六、本发明还设置有限位块，可在上板或下板有较大位移进行软性限位；在下板底部设置的调节支座则可根据现场状况对应调节局部高度；隔震装置可根据需求批量预制，若采用可拆卸连接组成装置还可现场安装，适应性强且重复利用率高。

七、本发明是在基于保护文物的前提下的新型防震装置且模块化装配方式提高了装置的装配效率，为防震装置的轨道设计提供了一种新思路，有利于提升防震装置的隔震效果，能够产生明显的社会效益和经济效益，具有良好的应用前景；在对保护价值较高、防震性能要求较高、疲劳性能和承载能力要求严、便于维护的重要文物、展柜、精密设备等重要设备的基础之上，从而实现承载隔震的功能。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是上板的结构示意图。

图3是本发明的双向卡槽与下板的拼接示意图。

图4是双向卡槽示意图。

图5是图1中隐去上板的上轨道与双向卡槽的连接示意图。

附图标记：1－上板、2－下板、3－上轨道、31－上侧长轨、32－上侧短轨、4－下轨道、41－下侧长轨、42－下侧短轨、5－双向卡槽块、51－第一槽部、52－第二槽部、53－z形连接板、531－第一台板、532－第二台板。

具体实施方式

实施例参见图1-5所示，一种斜置轨道的文物防震装置，包括上板1、一组上轨道3、下板2、一组下轨道4以及一组连接上轨道3与下轨道4的双向卡槽块5。所述上板1和下板2可以为矩形板或圆形板。本实施例中均为方形。

所述上轨道3沿同一方向平行间隔连接在上板1的下侧表面，所述下轨道4沿另一方向平行间隔连接在下板2的上侧表面，所述上板1与下板2也上下平行设置，所述上轨道3与下轨道4空间成角度设置。

所述双向卡槽块5包括第一槽部51、第二槽部52和连接两者的z形连接板53，所述第一槽部51的槽体和第二槽部52的槽体空间成角度设置，所述z形连接板53包括平行的第一台板531和第二台板532，还包括垂直连接两者的连接板533，所述第一槽部51的背侧居中连接在第一台板531的表面，所述第二槽部51的背侧居中连接在第二台板532的表面，所述第一槽部51的槽底露出于第二台板532背向第二槽部52连接一侧的表面。

所述第一槽部51与第二槽部52的所成角度和上轨道3与下轨道4的所成角度相适应，所述上轨道3与下轨道4的成角范围为10度-90度，所述第一槽部51与第二槽部52的成角范围也为10度-90度。本实施例中为垂直90度设置。

所述上轨道3与下轨道4的空间交叉位置处保证至少每道轨道上设有至少一个双向卡槽块5为准，所述第一槽部51的槽体和/或第二槽部52的槽体连接在下轨道4上，所述第一槽部51的槽体和/或第二槽部52的槽体连接在上轨道3上。本实施例中，所述上轨道3包括通长位于对角线位置的上侧长轨31和分设在上侧长轨31两侧、长度直达上板1边缘的两根上侧短轨32，所述下轨道4包括通长位于对角线位置的下侧长轨41和分设在下侧长轨41两侧、长度直达下板2边缘的两根下侧短轨42。

本实施例中，所述双向卡槽块5共设有四个，所述上侧长轨31与下侧短轨42的空间交叉位置分别设有一个双向卡槽块5，该双向卡槽块5的第一槽部51开口向上，第二槽部52的开口向下，并且第一槽部51靠近板体中央。所述下侧长轨41与上侧短轨32的空间交叉位置分别设有一个双向卡槽块5，该双向卡槽块5的第二槽部52开口向上，第一槽部51的开口向下，并且第一槽部51靠近板体中央。开口朝下的槽部与下轨道连接，开口朝上的槽部与上轨道连接。

所述上轨道3与下轨道4的横截面均为工字形，开口朝上的槽体横截面形状与上轨道3的下部横截面形状相适应，并且该槽体的横截面高度小于上轨道3的横截面高度，开口朝下的槽体横截面形状与下轨道4的上部横截面形状相适应，并且该槽体的横截面高度小于下轨道4的横截面高度。

所述第一槽部51、第二槽部52与z形连接板53之间固定连接或直接机械加工整体成型，所述第一槽部51和/或第二槽部52与下轨道4滑动连接，所述第一槽部51和/或第二槽部52与上轨道3滑动连接，所述上轨道3与上板1可拆卸连接或者固定连接，所述下轨道4与下板2可拆卸连接或者固定连接。

所述上板1和下板2的平整度误差不大于0.3%，上板1和下板2承受上部荷载向下受压时变形量不大于0.3%。所述下板2底部四角可拆卸连接有高度可调节的支座。

这种斜置轨道的文物防震装置的安装方法，施工步骤如下：

步骤一，根据所承载的物体尺寸，选定上板1的尺寸、上轨道3的尺寸与个数、下板2的尺寸、下板2的尺寸与个数和双向卡槽块5的位置与个数，其中下板2尺寸不小于上板1尺寸，上板1和下板2基于物体的重量选定制作材料。

步骤二，在上板1下侧表面连接一组上轨道3，在下板2上侧表面连接一组下轨道4，成型后复测上板1和下板2其平整度和高度，若不符合要求，则调整或重新制作。

步骤三，依据上轨道3的尺寸和下轨道4尺寸制作一组双向卡槽块5。

步骤四，对应上轨道3和下轨道4的交叉预设位置，将双向卡槽块5的第一槽部51和/或第二槽部52连接在下轨道4上，然后将上轨道3穿入双向卡槽块5的第一槽部51和/或第二槽部52与其连接，测试上板1和下板2之间相对滑动的流畅性，若不符合及时调整。

步骤五，将安装好的隔震装置平放，将待放置物体放在上板1顶面，复测上板1和下板2的平整度和变形量，若平整度不符合通过下板2连接的可调节支座及时调整或重新制作，若变形量不符合要求，则更换上板1或下板2，直至符合要求。

对于步骤四中安装双向卡槽块5时，在上轨道3或下轨道4上的双向卡槽块5一侧设置有限位块，所述限位块为弹性件。