桥梁高墩防屈曲支撑的制作方法

1.本发明涉及桥梁，特别涉及一种桥梁高墩防屈曲支撑。


背景技术：

2.我国西部山区的地形、地貌、地质条件十分复杂，有些地段生态环境特别脆弱。为了保护西部自然生态环境和山区有限的耕地资源，应尽量少挖少填，多架桥梁。受地形限制西部山区交通桥梁往往较高，其桥墩高度经常达到50m以上，各墩需要同时承受自上部的轴向与水平荷载作用，且其高墩会对水平荷载的作用效果起到放大的作用。因此，双柱之间的连接是影响桥梁双柱体系抗震性能和结构稳定的关键所在。
3.在四川汶川地震中，桥梁双柱体系震害普遍严重，表明目前的双柱墩设计难以控制地震损伤。基于减震耗能的理念，采用方便高墩施工和更换的耗能装置增加双柱高墩的连接刚度和耗能能力，实现双柱高墩的损伤控制和震后自恢复功能，对保证桥梁抗震能力和震后免修复通车能力具有重要的意义。
4.以钢筋混凝土为主要材料的防屈曲支撑由于自重较大，并不适用于高墩空间结构；而以传统金属材料为主的防屈曲支撑，虽然重量较轻，但其在高墩高空安装时也不方便，长度也不方便调整。
5.在授权公告号cn 111733999 b的发明专利说明书中公开了一种内置钢板交错贯通组装式x形防屈曲支撑，通过将内置支撑在中部连接起来形成x形防屈曲支撑的构造，增大支撑的屈服段长度，改善支撑的延性和耗能能力。在桥梁高双柱墩上应用时，现有技术产品安装和更换等作业及其不利，同时不具有自复位能力。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种桥梁高墩防屈曲支撑，以加强双柱墩横向刚度和增加墩身抵抗水平荷载的能力，且有效控制双柱高墩的地震损伤且具有自复位功能，从而保证桥梁抗震能力和震后免修复通车能力。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
8.本发明的桥梁高墩防屈曲支撑，包括x型约束骨架，x型约束骨架由中部相交叉且固定连接为一体的第一软钢板、第二软钢板构成，其特征是：所述x型约束骨架的横向两侧各设置有外连接钢板和一组第一内连接钢板、第二内连接钢板，第一内连接钢板、第二内连接钢板的内端分别与第一软钢板、第二软钢板同侧肢端铰接，外端则与同侧外连接钢板的内端铰接，构成传力与耗能机构，在该传力与耗能机构内对称设置直接或者间接作用于x型约束骨架使其变形后复位的形状记忆合金弹簧；所述传力与耗能机构的主体封装在控制其纵向、横向变形量的约束钢盒内，x型约束骨架中部与约束钢盒前后板面焊接，两侧外连接钢板的外端延伸出该约束钢盒与桥梁墩柱连接。
9.本发明的有益效果主要体现在如下方面：
10.一、由x型约束骨架、外连接钢板和内连接钢板构成传力与耗能机构，在正常情况
下可加强双柱墩横向刚度，并起着增加墩身抵抗水平荷载的作用；
11.二、具有耗能能力和自复位能力，在地震力作用下，由软钢制作的x 型约束骨架屈服点较低可以有效耗散输入的能量，形状记忆合金弹簧作为弹簧部件，也具有一定的耗能减震作用，避免墩身结构发生破坏，并在地震能量消失后，具有自复位功能；
12.三、方便高空安装，外连接钢板外接端可以采用预留螺纹连接或预留螺栓孔，与构件螺纹连接。
附图说明
13.本说明书包括如下五幅附图：
14.图1是本发明桥梁高墩防屈曲支撑实施例1的结构示意图；
15.图2是本发明桥梁高墩防屈曲支撑中约束钢盒的断面图；
16.图3是本发明桥梁高墩防屈曲支撑实施例2的结构示意图；
17.图4是本发明桥梁高墩防屈曲支撑实施例3的结构示意图；
18.图5是本发明桥梁高墩防屈曲支撑实施例4的结构示意图；
19.图中示出构件和对应的标记：第一软钢肢板11、第二软钢肢板12、外连接钢板20、第一内连接钢板21、第二内连接钢板22、形状记忆合金弹簧30、连接耳板31、加强钢板32、约束钢盒40。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.参照图1，本发明的桥梁高墩防屈曲支撑，包括x型约束骨架，x型约束骨架由中部相交叉且固定连接为一体的第一软钢板11、第二软钢板 12构成。所述x型约束骨架的横向两侧各设置有外连接钢板20和一组第一内连接钢板21、第二内连接钢板22，第一内连接钢板21、第二内连接钢板22的内端分别与第一软钢板11、第二软钢板12同侧肢端铰接，外端则与同侧外连接钢板20的内端铰接，构成传力与耗能机构。在该机构内对称设置直接或者间接作用于x型约束骨架使其变形后复位的形状记忆合金弹簧30。所述传力与耗能机构的主体封装在控制其纵向、横向变形量的约束钢盒40内，x型约束骨架中部与约束钢盒40前后板面焊接，两侧外连接钢板20的外端延伸出该约束钢盒40与桥梁墩柱连接。。
22.参照图1，外连接钢板20受拉力作用时，通过铰接传力使形状记忆合金弹簧30受压，x型约束骨架和形状记忆合金弹簧30一起耗散输入的能量，当外力消失后，形状记忆合金弹簧30帮助x型约束骨架恢复初始状态。因此，在正常情况下可加强双柱墩横向刚度，并起着增加墩身抵抗水平荷载的作用。在地震力作用下，由软钢制作的x型约束骨架屈服点较低可以有效耗散输入的能量，形状记忆合金弹簧30作为弹簧部件，也具有一定的耗能减震作用，避免墩身结构发生破坏，并在地震能量消失后，具有自复位功能。
23.参照图1示出的实施例1，所述形状记忆合金弹簧30左右对称设置在x型约束骨架肢间，在第一软钢板11、第二软钢板12上对应焊接连接耳板31，形状记忆合金弹簧30竖向延伸，两端与连接耳板31固定连接。
24.参照图3示出的实施例2，所述形状记忆合金弹簧30左右对称设置在第一内连接钢板21、第二内连接钢板22之间，在第一内连接钢板21、第二内连接钢板22上对应焊接连接耳
板31，形状记忆合金弹簧30竖向延伸，两端与连接耳板31固定连接。
25.参照图4示出的实施例3，所述形状记忆合金弹簧30水平对称设置在第一内连接钢板21、第二内连接钢板22与x型约束骨架之间，在x 型约束骨架中部焊接加强钢板32，形状记忆合金弹簧30水平延伸，内端与加强钢板32固定连接，外端与第一内连接钢板21、第二内连接钢板22 和外连接钢板20的铰接点连接。
26.参照图5示出的实施例4，所述形状记忆合金弹簧30上下对称设置在x型约束骨架肢间，形状记忆合金弹簧30水平延伸，两端与x型约束骨架和第一内连接钢板21、第二内连接钢板22的铰接点连接。
27.以上所述只是用图解说明本发明桥梁高墩防屈曲支撑的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。


技术特征：
1.桥梁高墩防屈曲支撑，包括x型约束骨架，x型约束骨架由中部相交叉且固定连接为一体的第一软钢板(11)、第二软钢板(12)构成，其特征是：所述x型约束骨架的横向两侧各设置有外连接钢板(20)和一组第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)，第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)的内端分别与第一软钢板(11)、第二软钢板(12)同侧肢端铰接，外端则与同侧外连接钢板(20)的内端铰接，构成传力与耗能机构，在该传力与耗能机构内对称设置直接或者间接作用于x型约束骨架使其变形后复位的形状记忆合金弹簧(30)；所述传力与耗能机构的主体封装在控制其纵向、横向变形量的约束钢盒(40)内，x型约束骨架中部与约束钢盒(40)前后板面焊接，两侧外连接钢板(20)的外端延伸出该约束钢盒(40)与桥梁墩柱连接。2.如权利要求1所述桥梁高墩防屈曲支撑，其特征是：所述形状记忆合金弹簧(30)左右对称设置在x型约束骨架肢间，在第一软钢板(11)、第二软钢板(12)上对应焊接连接耳板(31)，形状记忆合金弹簧(30)竖向延伸，两端与连接耳板(31)固定连接。3.如权利要求1所述桥梁高墩防屈曲支撑，其特征是：所述形状记忆合金弹簧(30)左右对称设置在第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)之间，在第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)上对应焊接连接耳板(31)，形状记忆合金弹簧(30)竖向延伸，两端与连接耳板(31)固定连接。4.如权利要求1所述桥梁高墩防屈曲支撑，其特征是：所述形状记忆合金弹簧(30)水平对称设置在第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)与x型约束骨架之间，在x型约束骨架中部焊接加强钢板(32)，形状记忆合金弹簧(30)水平延伸，内端与加强钢板(32)固定连接，外端与第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)和外连接钢板(20)的铰接点连接。5.如权利要求1所述桥梁高墩防屈曲支撑，其特征是：所述形状记忆合金弹簧(30)上下对称设置在x型约束骨架肢间，形状记忆合金弹簧(30)水平延伸，两端与x型约束骨架和第一内连接钢板(21)、第二内连接钢板(22)的铰接点连接。

技术总结
一种桥梁高墩防屈曲支撑，以加强双柱墩横向刚度和增加墩身抵抗水平荷载的能力，且有效控制双柱高墩的地震损伤且具有自复位功能，从而保证桥梁抗震能力。X型约束骨架的横向两侧各设置有外连接钢板和一组第一内连接钢板、第二内连接钢板，第一内连接钢板、第二内连接钢板的内端分别与第一软钢板、第二软钢板同侧肢端铰接，外端则与同侧外连接钢板的内端铰接，构成传力与耗能机构，在该传力与耗能机构内对称设置直接或者间接作用于X型约束骨架使其变形后复位的形状记忆合金弹簧。传力与耗能机构的主体封装在控制其纵向、横向变形量的约束钢盒内，X型约束骨架中部与约束钢盒前后板面焊接，两侧外连接钢板的外端延伸出该约束钢盒与桥梁墩柱连接。桥梁墩柱连接。桥梁墩柱连接。


技术研发人员：谢海清 何庭国 丁嘉杰 薛鹏 张启祥 金怡新 张鹤
受保护的技术使用者：成都亚佳工程新技术开发有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/6/10