[实用新型]一种桥梁用球钢与形状记忆合金拉索组合减隔震支座

说明书

技术领域

本实用新型属于桥梁支座技术领域，涉及一种桥梁用球钢与形状记忆合金拉索组合减隔震支座。

背景技术

现有的桥梁支座种类很多，球钢支座(球型钢支座)是一种较为常见的桥梁支座，因其具有传力可靠、承载能力大等优点，在很多桥梁中得到应用，如预应力混凝土连续箱梁，钢结构箱梁，系杆拱桥、斜拉桥等需要大吨位的桥梁，特别是大跨径变截面预应力混凝土连续梁，由于其支座反力很大，可以达到几千吨甚至上万吨，而球钢支座能够很好的满足此类大吨位支座的需要。此外，球钢支座可以很方便的实现固定支座、单向活动支座和双向活动支座的功能。

然而，使用球钢支座的桥梁在减隔震方面存在一些问题，例如：一联桥的地震力主要是固定支座来承担，导致固定支座及其墩台基础受力很大，在地震波作用下极易破坏，而其他活动支座在地震波作用下均无法发挥减隔震作用，当固定支座的剪力销破坏后，与活动支座一样，虽然可以利用聚四氟乙烯板等滑动面摩擦耗能，但由于球钢支座不具有自复位能力，无法反复摩擦耗能，在地震作用下，当支座剪力销破坏后，梁体容易发生大位移甚至落梁。因此，现有的球钢支座虽然具备较好的减隔震效果，但无法较好的解决在地震作用下因梁体发生大位移而造成的落梁问题。

此外，桥梁健康监测技术飞速发展，但对于支座的监测却相对滞后。通过监测支座运行状况是否正常可以对结构的整体状况做出相应的安全预警，因此，对桥梁支座的运行状况进行监测，对延长桥梁的使用寿命非常重要。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用寿命长的桥梁用球钢与形状记忆合金拉索组合减隔震支座。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种桥梁用球钢与形状记忆合金拉索组合减隔震支座，该支座包括由下至上依次设置的下支座板、底盆、球面四氟板、中间钢板、平面四氟板、不锈钢板及上支座板，所述的支座还包括将下支座板与上支座板连接在一起的形状记忆合金拉索以及监测支座运行状况的传感器。

所述的上支座板与不锈钢板之间通过焊接方式固定连接。

所述的形状记忆合金拉索呈闭合环状，所述的形状记忆合金拉索对下支座板及上支座板进行限位。当下支座板及上支座板发生较大位移后，形状记忆合金拉索能够提供回复力，使下支座板及上支座板复位，因此，本实用新型具有自复位能力。

作为优选的技术方案，所述的下支座板及上支座板的内部均设有贯穿孔道，所述的形状记忆合金拉索穿过贯穿孔道，形成闭合环状拉索。

作为进一步优选的技术方案，所述的形状记忆合金拉索上设有钢丝绳夹，所述的形状记忆合金拉索的两端通过钢丝绳夹进行连接固定，形成闭合环状拉索。

所述的传感器包括设置在平面四氟板与中间钢板之间的压力传感器。该压力传感器能够实时监测支座反力。

所述的传感器还包括设置在形状记忆合金拉索上的索力传感器。该索力传感器能够实时监测形状记忆合金拉索内部的索力。

所述的中间钢板的下表面呈向下凸起的球面状，所述的底盆的上表面及球面四氟板均与中间钢板的下表面相适配。

所述的上支座板的下部设有剪力销，该剪力销与底盆之间设有缓冲间隙。若下支座板及上支座板仅发生较小位移，便能够通过缓冲间隙进行调节，防止底盆直接与剪力销长时间挤压接触，降低剪力销的使用寿命。

作为优选的技术方案，所述的剪力销为L型剪力销。

其中，上支座板采用ZG270-500，不锈钢板采用1Cr18Ni9Ti，平面四氟板为改性超高分子量聚乙烯板，中间钢板采用Q345，球面四氟板为改性超高分子量聚乙烯板，剪力销采用8.8级螺栓，底盆及下支座板采用ZG270-500，形状记忆合金拉索采用NiTi合金丝组成，其化学成分为Ti-51at％Ni。

本实用新型在实际应用时，剪力销对底盆进行限位，约束球钢支座在水平方向的位移。当发生地震波时，首先是剪力销传递水平力，当水平力超过剪力销的承载能力时，剪力销破坏，各个钢板与各个四氟板之间通过滑动摩擦耗能，形状记忆合金拉索提供回复力，使各个钢板与各个四氟板之间能够反复摩擦，实现减隔震的作用；同时，形状记忆合金拉索也具有较大的超弹性性能，当材料温度高于马氏体相变终了温度时，若温度不变化，卸除荷载后材料可回复到与母相相同的形状，材料变形完全消失。在整个相变过程中，合金材料形成一个完整的应力-应变曲线滞回环，残余应变为零，因此形状记忆合金拉索大大提高了支座的耗能能力。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：