[实用新型]一种桥面板耗能构件以及桥梁结构

说明书

本实用新型公开了一种桥面板耗能构件及桥梁结构，桥面板耗能构件包括：旋转连接装置、防屈曲SMA螺栓组件以及连接钢板；其中：所述防屈曲SMA螺栓组件包括防屈曲装置以及SMA螺栓，所述防屈曲装置包括第一固定片、第二固定片，所述SMA螺栓夹持于所述第一固定片与第二固定片之间，并露出两端的第一螺栓头和第二螺栓头；所述旋转连接装置的固定部用于连接至桥墩，所述旋转连接装置的活动部与所述SMA螺栓的第一螺栓头活动连接，所述SMA螺栓的第二螺栓头连接至所述连接钢板的第一端，所述连接钢板的第二端用于连接至桥面板的底面。本实用新型利用防屈曲设计的SMA螺栓的特性，不仅具有自复位能力，并且具有稳定可靠的高效耗能能力。

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，尤其涉及一种桥面板耗能构件以及桥梁结构。

背景技术

地震可以在瞬间爆发出很大能量，产生巨大破坏。在以往的桥梁抗震设计中，主要通过提高主梁及桥墩的强度来抵抗地震作用，依靠桥梁的塑性变形来消耗地震能量。而这种做法需要增大桥梁和桥墩的截面面积，增大自重，经济成本高；且地震发生具有随机性，在巨大的地震作用下，桥梁结构会产生较大的塑性变形甚至破坏，震后也很难修复，导致桥梁无法使用，带来巨大的损失。因此，传统的设计方法并不适用于桥梁防震。

随着学者们对桥梁抗震设计研究的不断深入，桥梁的抗震设计的到不断的改善，已从传统的抗震设计方法向减隔振设计方法转变，减震耗能构件也得到广泛关注。形状记忆合金(SMA)在受拉时具有良好的超弹性性能和良好的耗能能力，在抗震领域具有巨大的应用潜力；而最近的研究发现，SMA在轴向受压时也体现出良好的超弹性性能和耗能能力。

实用新型内容

基于目前的研究，本实用新型的目的在于提供一种桥面板耗能构件以及桥梁结构，利用防屈曲设计的SMA螺栓的特性，不仅具有自复位能力，并且具有稳定可靠的高效耗能能力。

本实用新型实施例提供了一种桥面板耗能构件，包括：旋转连接装置、防屈曲SMA螺栓组件以及连接钢板；其中：

所述防屈曲SMA螺栓组件包括防屈曲装置以及SMA螺栓，所述防屈曲装置包括第一固定片、第二固定片，所述SMA螺栓夹持于所述第一固定片与第二固定片之间，并露出两端的第一螺栓头和第二螺栓头，且所述SMA螺栓能够在所述防屈曲装置内实现轴向变形；

所述旋转连接装置的固定部用于连接至桥墩，所述旋转连接装置的活动部与所述SMA螺栓的第一螺栓头活动连接，所述SMA螺栓的第二螺栓头连接至所述连接钢板的第一端，所述连接钢板的第二端用于连接至桥面板的底面。

优选地，所述SMA螺栓还包括依次连接的第一螺栓头与第二螺栓头之间的第一过渡段、有效段以及第二过渡段。

优选地，设第一螺栓头与第二螺栓头的直径均为D，有效段的直径为d，则需满足螺栓径比D/d≥√(σ_max/σ_Ms)，其中σ_max为有效段受力时的最大应力，σ_Ms为SMA螺栓所用的记忆合金材料的极限残余应力。

优选地，所述第一固定片与第二固定片为铝合金块，所述第一固定片与第二固定片按错位反向打孔，再通过螺栓锁紧；所述防屈曲装置与位于其内的所述SMA螺栓的间隙为0.2mm。

优选地，所述活动部通过活动轴套接在固定部上，并可绕所述活动轴旋转。

优选地，所述固定部包括第一固定板以及连接在所述第一固定板两侧的第二固定板以及第三固定板，所述活动部包括第一活动板以及连接在所述第一活动板两侧的第二活动板以及第三活动板；所述第二固定板、第三固定板、第二活动板以及第三活动板上均开设有连接孔，所述活动轴依次通过所述连接孔将所述固定部与所述活动板连接在一起，并使得所述活动部可绕所述活动轴旋转。

优选地，所述第一活动板上开设有螺栓孔，所述第一螺栓头穿过所述螺栓孔，并通过螺母固定在所述第一活动板上。