[发明专利]一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥

说明书

本发明提供了一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥，该组合结构由多孔NiTi形状记忆合金矩形板，弹簧，钢材连接器，锚块，箱梁组成。两块多孔NiTi形状记忆合金板分别通过形状记忆合金螺栓和形状记忆合金锚块连接固定在第一箱梁和第二箱梁内腔顶部和底部；第一锚块穿过预留孔道将钢材连接器固定在多孔NiTi形状记忆合金矩形板底部，第二锚块将弹簧固定在钢材连接器上；第二锚块将弹簧固定在钢材连接器上。该组合结构在顺桥向可以降低预应力筋的疲劳，在横桥向和竖直方向可以限制箱梁间相对位移，且可以吸收由于长期汽车荷载和地震作用等产生振动造成相对位移的能量。本发明具有构造简单，施工方便，实用性强等特点。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥。

背景技术

装配式预应力混凝土连续箱梁桥是预应力桥梁的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好等特点，加上它的设计施工均较成熟，种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。随着交通运输业的发展，我国对桥梁承载能力的要求也越来越大，较大的承载能力对桥梁是一种极大的考验，一些问题也随之凸显出来，如在横桥向方面，装配式预应力混凝土连续箱梁桥出现了箱梁间形成相对位移，严重影响了桥梁的使用寿命；长期的汽车荷载和温度梯度变化容易导致箱梁侧倾，影响桥梁的耐久性等问题。在顺桥向方面，由于预应力筋断面小且长时间处于高应力状态，应力腐蚀现象特别突出，主要表现为无任何征兆的脆性破坏。对于装配式预应力混凝土连续箱梁桥，在抗震方面，长期汽车荷载和地震作用会使混凝土剪力键破坏、梁体突然剪断现象。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的主要是为了针对上述技术问题，而提供一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥。

(二)技术方案

本发明的技术方案：一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥，包括第一箱梁、第二箱梁、弹簧、形状记忆合金螺栓、形状记忆合金锚块、钢材连接器、第一锚块、第二锚块、多孔NiTi形状记忆合金矩形板；其中：第一箱梁和第二箱梁两侧之间通过预应力管道用预应力筋连接，第一箱梁和第二箱梁内腔顶部和底部均设有预留孔道，两块多孔NiTi形状记忆合金板分别通过形状记忆合金螺栓和形状记忆合金锚块连接固定在第一箱梁和第二箱梁内腔顶部和底部，第一锚块穿过预留孔道将钢材连接器固定在多孔NiTi形状记忆合金矩形板底部，第二锚块将弹簧固定在钢材连接器上。

一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥，其中：多孔NiTi形状记忆合金板的厚度为2cm-3cm，每一个多孔NiTi形状记忆合金板和第一箱梁、第二箱梁分别设有八个和十六个预留孔道。

一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥，其中：形状记忆合金锚块顶部和第一锚块、第二锚块底部分别有第一钢垫片、第二钢垫片和第三钢垫片，第一钢垫片、第二钢垫片和第三钢垫片厚度为3-5mm。

一种具有自恢复限位降低预应力损失组合结构的混凝土连续箱梁桥，其中：钢材连接器设有4个连接孔，每两个钢材连接器通过四个劲度系数大的弹簧交错连接。

(三)有益效果

本发明的优点在于：

(1)本发明使用多孔NiTi形状记忆合金矩形板，并且形状记忆合金因为马氏体相变具有超弹性，产生变形后可以达到自恢复的效果，即加载过程中产生的应变会随着卸载而恢复，从而受到拉拔产生变形后达到自恢复的效果。由于预应力筋断面小且长时间处于高应力状态，会出现应力腐蚀现象，形状记忆合金超弹性恢复力和弹簧顺桥向的拉力在顺桥向可以降低预应力筋的预应力损失，并且形状记忆合金板受到拉力后自恢复可以限制箱梁间横桥向相对位移。