[实用新型]一种适用于钢塔斜拉桥的减震形状记忆合金锚栓

说明书

本实用新型公开了一种适用于钢塔斜拉桥的减震形状记忆合金锚栓，形状记忆合金锚杆底部与普通钢制锚杆顶部通过八角螺母连接，形状记忆合金锚杆顶部设有第一圆形垫板，第一圆形垫板通过第一六角螺母和第二六角螺母固定安装在形状记忆合金锚杆上。本实用新型利用形状记忆合金锚杆的高柔度、低刚度和超弹性的特性大大消耗地震输入的能量，减少钢塔的残余位移，从而减轻地震对钢塔斜拉桥的震害，并能促进钢塔的自复位；可以增大钢塔对横向切应力的抵抗能力，在实际应用中即为对风荷载的抵抗作用，可有效抵抗风引起的水平方向剪力以及竖直方向的拉力。

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种适用于钢塔斜拉桥的减震形状记忆合金锚栓。

背景技术

我国第一座斜拉桥是修建于1975年的四川云阳桥。自上世纪90年代至今，通过不断采用新技术，探索新方法，使中国斜拉桥领域得到突飞猛进的发展，从而使我国斜拉桥的发展与建设跨入世界先进行列。由于我国是个多地震的国家，对于桥梁抗震也有比较高的要求，普通斜拉桥桥塔由钢筋混凝土制成，地震时极易开裂，导致桥体受损，抗震性能较差。因此，迫切需要一种抗震性能好的斜拉桥。于是，钢塔斜拉桥应运而生。

钢塔斜拉桥是由主梁、拉索、钢塔三部分组成的超静定结构体系，其中钢塔是主要的受力构件，桥身自重、车辆荷载等荷载形式通过拉索传递到钢塔上，形成总体的承重受力体系。除了抗震性能较好外，钢塔斜拉桥的优点还在于其跨越能力大、结构性能好、施工简便、易于维修、造价较低和外形轻巧美观等，另外，由于钢材可回收重复利用，赋予了钢塔斜拉桥绿色环保的特点，遵循了可持续发展的理念。

在钢塔斜拉桥结构中，锚栓被广泛用于钢塔斜拉桥钢塔与桥墩连接处。目前，在钢塔斜拉桥领域，使用的锚栓大部分是由普通钢材按照一定设计荷载制成。普通钢材强度高，虽能抵抗较大的荷载，但其柔度较低，耗能能力有限，且在循环加载中容易积累残余应变，所以在经历强烈的地震作用之后，钢制锚栓相对较容易发生破坏，锚杆断裂或被拉出。为改善锚栓的抗震性能，在锚栓中增加形状记忆合金构件是一个有效的途径。形状记忆合金在变形方面表现出色。其他金属在变形时常常表现出晶内错位，而形状记忆合金则表现出相变，即马氏体和奥氏体晶格间的自发位移。在外荷载作用下，形状记忆合金表现出超弹性特性，使其能够在反复发生形变后恢复原有形状。形状记忆合金的应力-应变滞回曲线比较饱满，因此形状记忆合金具有良好的耗能性能。正是由于其优越的抗震特性，形状记忆合金在建筑领域受到了广泛关注，但是其在钢塔斜拉桥方面的研究及相关技术却比较缺乏。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于钢塔斜拉桥的减震形状记忆合金锚栓。

本实用新型的技术方案如下：一种适用于钢塔斜拉桥的减震形状记忆合金锚栓，包括第一六角螺母、第二六角螺母、第一圆形垫板、形状记忆合金锚杆、八角螺母、普通钢制锚杆、第二圆形垫板和第三六角螺母，其中：所述形状记忆合金锚杆底部与普通钢制锚杆顶部通过八角螺母连接，形状记忆合金锚杆顶部设有第一圆形垫板，第一圆形垫板通过第一六角螺母和第二六角螺母固定安装在形状记忆合金锚杆上，普通钢制锚杆底部设有第二圆形垫板，第二圆形垫板通过第三六角螺母固定安装在普通钢制锚杆上。

优选的，所述形状记忆合金锚杆的屈服强度比普通钢制锚杆的屈服强度低。

优选的，所述形状记忆合金锚杆和普通钢制锚杆的两端均设有统一规格的外螺纹，该外螺纹与第一六角螺母、第二六角螺母、八角螺母和第三六角螺母的内螺纹相匹配。

优选的，所述第一六角螺母、第二六角螺母和第三六角螺母设计成相同尺寸，所述第一圆形垫板和第二圆形垫板设计成相同尺寸。

优选的，所述第一圆形垫板的直径为第二六角螺母外接圆直径的3-4倍。

优选的，所述形状记忆合金锚杆采用镍钛合金制成，普通钢制锚杆采用普通钢材制成。

优选的，所述普通钢制锚杆还可设计成钢制弯杆。