[发明专利]一种基于形状记忆合金碟簧-拉索系统的双防线限位支座

说明书

一种基于形状记忆合金碟簧‑拉索系统的双防线限位支座,包括支座本体和形状记忆合金碟簧‑拉索缓冲系统。形状记忆合金碟簧‑拉索系统包括形状记忆合金碟簧组、空心螺杆、中空半球铰、紧固螺母和绞线。绞线位于上下支座板之间；空心螺杆外表面布置有螺纹，可在空心螺杆依次穿过上、下支座板预留孔中的可转动中空半球铰以及形状记忆合金碟簧组后通过紧固螺母实现可靠连接。在上下支座板上均有端部弯曲锚固件，端部弯曲锚固件利用锚固螺栓对孔安装。在地震作用下，本发明支座不仅具有良好的减震和限位能力、防止落梁破坏，同时可以在震后促进桥梁的自复位，最大程度地降低桥墩的损伤，提高桥梁的可恢复性能。

技术领域

本发明属于土木工程抗震与减震技术领域，涉及一种基于形状记忆合金碟簧-拉索系统的双防线限位支座。

背景技术

在桥梁工程中，由地震引发的横向剪力以及竖向冲击力非常容易造成桥面板的脱落或者桥梁的损坏。在地震作用下，传统的支座虽然可以对桥梁的变形起到一定的缓冲效果，但在大震下容易产生过大的滑移变形与竖向跳动，存在支座损坏甚至落梁等风险。

超弹性形状记忆合金作为一种新型智能材料，具有强度高、耐久性好、变形耗能能力强以及能够实现自复位等优良特性。由超弹性形状记忆合金碟簧配合绞线制成的形状记忆合金碟簧-拉索系统，具有强度高、耐久性好、变形耗能能力强、可实现自复位、有效抵抗外荷载等优良特性。采用形状记忆合金碟簧-拉索系统的桥梁支座，在地震作用下，可以有效防止桥面板脱落，大幅降低地震能量的传递；在震后，利用其超弹性特性可实现支座的自复位，同时其高耐久性特性亦可减少支座拉索构件的检修与更换。

申请号为201520940587.4的申请文件公开了一种形状记忆合金拉索减震支座：形状记忆合金拉索两端分别伸入支座板两竖直侧的预制槽内，通过可拆卸护板固定于与预制槽内，可拆卸护板通过护板紧固螺母固定于支座上板或支座下板上。但该发明仍存在一些缺陷：例如，由于形状记忆合金绞线表面较为光滑，所以采用锚固护板挤压产生摩擦力以实现绞线与支座板的相互连接是不可靠的，在较大荷载作用下，绞线极容易滑脱，造成限位失效。其次，根据申请文件所述的构件工作原理，其受力状态很容易造成形状记忆合金绞线的剪切破坏。另外，按照申请文件所述的绞线排布形式判断，该形状记忆合金拉索减震支座只能在水平方向起到限位作用。

申请号为201810687249.2的申请文件公开了一种多维度抗震拉索支座：由碳纤维丝和SMA合金丝编织制成的拉索通过半球状索头与上下支座板固定，借助SMA合金丝实现自复位与耗能减震的目的。但该发明也存在一些缺陷：例如，该发明支座的结构冗余度不足：在小震作用下，采用SMA合金丝制成拉索会由于SMA合金丝进入超弹性阶段而产生较大的拉伸变形，进而导致上、下支座板在小震作用下即产生较大的相对位移；而在大震作用下，采用SMA合金丝制成拉索存在由于SMA进入甚至超过马氏体屈服阶段而发生断裂的风险。一旦拉索中的部分SMA合金丝发生断裂，整根拉索即需要进行更换。根据申请文件所述的支座工作原理可以判断，该支座仅有“采用碳纤维丝和SMA合金丝编织制成的拉索”一道抗震防线，无法达到更为经济合理的“分阶段设防”的目的。其次，该发明专利的拉索在未受力状态下及处于拉直状态，并未留有“预松弛段”以满足SMA合金丝在温度应力下的变形。另外，受限于SMA合金丝以及碳纤维丝的材料成本和工艺成本，更换由碳纤维丝和SMA合金丝编织而成的拉索的经济成本较高。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明提供技术方案如下：

一种基于形状记忆合金碟簧-拉索系统的双防线限位支座,其特征在于：包括上支座板(3)、下支座板(14)和形状记忆合金碟簧-拉索系统(17)；所述上支座板(3)、下支座板(14)构成支座本体，两者通过形状记忆合金碟簧-拉索系统(17)连接；