功能可恢復(fù)橋梁的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種功能可恢復(fù)橋梁，包括：橋墩；蓋梁，蓋梁設(shè)在橋墩的上端面上；主梁，主梁設(shè)在蓋梁的上端面上；第一和第二內(nèi)擋塊，第一和第二內(nèi)擋塊均設(shè)在蓋梁的上端面上且分別位于主梁的左側(cè)和右側(cè)；第一和第二外擋塊，第一外擋塊設(shè)在蓋梁的上端面上且位于第一內(nèi)擋塊的左側(cè)，第二外擋塊設(shè)在蓋梁的上端面上且位于第二內(nèi)擋塊的右側(cè)；第一和第二橫向自復(fù)位拉索，第一橫向自復(fù)位拉索分別與第一外擋塊和主梁的右側(cè)面相連，第二橫向自復(fù)位拉索分別與第二外擋塊和主梁的左側(cè)面相連；和縱向自復(fù)位拉索，縱向自復(fù)位拉索分別與主梁和蓋梁相連。根據(jù)本實(shí)用新型的功能可恢復(fù)橋梁，可以有效的消耗地震能量，可以使得橋梁在損傷后快速完成修復(fù)。
【專利說明】功能可恢復(fù)橋梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是一種突發(fā)性自然災(zāi)害，具有極大破壞力。它能引起工程結(jié)構(gòu)的破壞甚至倒塌，直接造成人員傷亡、財產(chǎn)損失；還會誘發(fā)火災(zāi)、海嘯等次生災(zāi)害，嚴(yán)重威脅了人類的生存環(huán)境、并對社會產(chǎn)生極大的影響。我國由于處在環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶的交匯部位，地震活動頻度高、強(qiáng)度大、震源淺，分布廣，是一個震災(zāi)嚴(yán)重的國家。
[0003]橋梁是生命線工程之一。海城地震、唐山地震的震害都表明，橋梁是公路系統(tǒng)最易遭受破壞的部位。而且橋梁破壞將會造成比路面破壞更為嚴(yán)重的后果。其原因是橋梁往往位于公路系統(tǒng)的樞紐等關(guān)鍵部位，而且在短時間內(nèi)的可修復(fù)性往往要比路面差。因此，在一般情況下橋梁的地震災(zāi)害在很大程度上決定了整個公路系統(tǒng)的地震災(zāi)害損失，在抗震救災(zāi)中具有極其重要的地位。但是近年來發(fā)生的大地震中，橋梁結(jié)構(gòu)的震害卻十分嚴(yán)重。1976年唐山大地震中橋梁破壞嚴(yán)重，位于VI1-XI度區(qū)內(nèi)的130座公路梁式橋，倒塌18座，嚴(yán)重破壞25座，中等破壞34座。1994年美國北嶺地震對洛杉磯地區(qū)高速公路系統(tǒng)的破壞也很嚴(yán)重，洛杉磯市區(qū)干道將近一半在震后陷入混亂狀態(tài)，4條主干道部分關(guān)閉了幾個月，給抗震救援帶來嚴(yán)峻的考驗(yàn)。1995年阪神地震使神戶地區(qū)所有鐵路、公路等交通系統(tǒng)遭受嚴(yán)重破壞，陸上對外交通系統(tǒng)幾乎全部中斷，整個城市完全陷于癱瘓狀態(tài)，調(diào)查中有60%的橋梁受到了不同程度的破壞，其中27座公路橋梁嚴(yán)重破壞。1999年臺灣集集地震中，輕微至中度破壞的橋梁約占17%，而嚴(yán)重?fù)p壞的橋梁(包括不能通行的橋梁)有26座。2008年我國汶川地震共有19條高速公路、159條國省道干線公路、7605條農(nóng)村公路受損，毀壞橋梁5560座，大部分在地震中破壞的橋梁主要表現(xiàn)為上部結(jié)構(gòu)的縱、橫向位移，嚴(yán)重時或發(fā)生落梁震害
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本實(shí)用新型的一個目的在于提出一種強(qiáng)震下功能可恢復(fù)橋梁。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的功能可恢復(fù)橋梁，包括:橋墩；蓋梁，所述蓋梁設(shè)在所述橋墩的上端面上；主梁，所述主梁設(shè)在所述蓋梁的上端面上；第一內(nèi)擋塊和第二內(nèi)擋塊，所述第一內(nèi)擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述主梁的左側(cè)，所述第二內(nèi)擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述主梁的右側(cè)；第一外擋塊和第二外擋塊，所述第一外擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述第一內(nèi)擋塊的左側(cè)，所述第二外擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述第二內(nèi)擋塊的右側(cè)；第一橫向自復(fù)位拉索和第二橫向自復(fù)位拉索，所述第一橫向自復(fù)位拉索分別與所述第一外擋塊和所述主梁的右側(cè)面相連，所述第二橫向自復(fù)位拉索分別與所述第二外擋塊和所述主梁的左側(cè)面相連；和縱向自復(fù)位拉索，所述縱向自復(fù)位拉索分別與所述主梁和所述蓋梁相連。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的橋梁，通過設(shè)置橫向自復(fù)位拉索和縱向自復(fù)位拉索可以有效的消耗地震能量，減少橋梁的損傷程度，同時橫向自復(fù)位拉索和縱向自復(fù)位拉索可以使得橋梁在損傷后快速完成修復(fù)。
[0008]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的橋梁還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述橋梁還包括支座，所述支座設(shè)在所述主梁與所述蓋梁之間。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述支座為滑動支座。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述橋墩為鋼-混凝土橋墩。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述橋墩為自復(fù)位橋墩。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述橋墩包括第一分肢、第二分肢以及分別與所述第一分肢和所述第二分肢相連的連梁。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一分肢和所述第二分肢均為鋼-混凝土分肢。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一分肢內(nèi)設(shè)有第一鋼絞線，所述第二分肢內(nèi)設(shè)有第二鋼絞線。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述橫向自復(fù)位拉索和所述縱向自復(fù)位拉索采用形狀記憶合金構(gòu)成。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊均為鋼擋塊。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的高度為300mm-800mm,所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的厚度為20mm-50mm,所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的長度不大于所述蓋梁的長度。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個均設(shè)有沿所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個長度方向延伸且鄰近所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的底邊的凹槽。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述凹槽的下邊沿與所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的底邊的距離為所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的高度的1/15-1/5。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一外擋塊和所述第二外擋塊均為混凝土擋塊。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一外擋塊和所述第二外擋塊中的每一個的高度為500mm-1000mm,所述第一外擋塊和所述第二外擋塊中的每一個的厚度為200mm-600mm，所述第一外擋塊和所述第二外擋塊中的每一個的長度不大于所述蓋梁的長度。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一內(nèi)擋塊和所述第一外擋塊之間的間距大于所述第一外擋塊的高度，所述第二內(nèi)擋塊和所述第二外擋塊之間的間距大于所述第二外擋塊的高度。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述主梁內(nèi)還設(shè)有顆粒阻尼器。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述顆粒阻尼器包括設(shè)在所述主梁內(nèi)的阻尼顆粒容器以及布置在所述阻尼顆粒容器內(nèi)的阻尼顆粒。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述阻尼顆粒選自鋼珠、玻璃珠、鉛珠、混凝土球、陶粒砂中的至少一種。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述阻尼顆粒的粒徑為2mm-100mm。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述阻尼顆粒在所述阻尼顆粒容器中的堆疊高度為所述阻尼顆粒容器的高度的1/15-1/5。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述第一內(nèi)擋塊與所述主梁的左側(cè)面之間以及所述第二內(nèi)擋塊與所述主梁的右側(cè)面之間均設(shè)有減震填充物。
[0030]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0032]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的功能可恢復(fù)橋梁的橫橋向示意圖；
[0033]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的功能可恢復(fù)橋梁的縱橋向示意圖；
[0034]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的功能可恢復(fù)橋梁的第一內(nèi)擋塊或第二內(nèi)擋塊不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0036]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順
時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0037]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0038]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0039]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0040]下面參考附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型的橋梁。
[0041]如圖1至圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的功能可恢復(fù)橋梁，包括:橋墩1，蓋梁2，主梁3，第一內(nèi)擋塊41，第二內(nèi)擋塊42，第一外擋塊51，第二外擋塊52，第一橫向自復(fù)位拉索61，第二橫向自復(fù)位拉索62和縱向自復(fù)位拉索7。
[0042]具體地說，蓋梁2設(shè)在橋墩I的上端面上。
[0043]主梁3設(shè)在蓋梁2的上端面上。
[0044]第一內(nèi)擋塊41設(shè)在蓋梁2的上端面上且位于主梁3的左側(cè)。第二內(nèi)擋塊42設(shè)在蓋梁2的上端面上且位于主梁3的右側(cè)。
[0045]第一外擋塊51設(shè)在蓋梁2的上端面上且位于第一內(nèi)擋塊41的左側(cè)。第二外擋塊52設(shè)在蓋梁2的上端面上且位于第二內(nèi)擋塊42的右側(cè)。
[0046]第一橫向自復(fù)位拉索61分別與第一外擋塊51和主梁3的右側(cè)面相連。
[0047]第二橫向自復(fù)位拉索62分別與第二外擋塊52和主梁3的左側(cè)面相連。
[0048]縱向自復(fù)位拉索7分別與主梁3和蓋梁2相連。
[0049]根據(jù)本實(shí)用新型的橋梁，通過設(shè)置橫向自復(fù)位拉索和縱向自復(fù)位拉索可以有效的消耗地震能量，減少橋梁的損傷程度，同時橫向自復(fù)位拉索和縱向自復(fù)位拉索可以使得橋梁在損傷后快速完成修復(fù)。
[0050]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，所述橋梁還包括支座8，支座8設(shè)在主梁3與蓋梁2之間。有利地，支座8為滑動支座。由此，可以減少上部結(jié)構(gòu)與橋墩I水平地震作用力的傳遞，從而避免地震作用下，橋墩I產(chǎn)生破壞。
[0051]有利地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，橋墩I可以為鋼-混凝土橋墩。
[0052]有利地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，橋墩I可以為自復(fù)位橋墩。進(jìn)一步地，所述自復(fù)位橋墩包括第一分肢11、第二分肢12以及分別與第一分肢11和第二分肢12相連的連梁13。進(jìn)一步地，第一分肢11和第二分肢12可以均為鋼-混凝土分肢。進(jìn)一步地，第一分肢11內(nèi)設(shè)有第一鋼絞線14，第二分肢12內(nèi)設(shè)有第二鋼絞線15。
[0053]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一橫向自復(fù)位拉索61，第二橫向自復(fù)位拉索62和縱向自復(fù)位拉索7均采用形狀記憶合金構(gòu)成。
[0054]具體地說，第一橫向自復(fù)位拉索61、第二橫向自復(fù)位拉索62穿過混凝土?xí)r，混凝土里應(yīng)預(yù)埋波紋管，第一橫向自復(fù)位拉索61、第二橫向自復(fù)位拉索62的最大回復(fù)應(yīng)變?yōu)?%-15%，最大回復(fù)應(yīng)力不小于550MPa。橋梁主體結(jié)構(gòu)施工完成后安裝第一橫向自復(fù)位拉索61，第二橫向自復(fù)位拉索62，第一橫向自復(fù)位拉索61，第二橫向自復(fù)位拉索62應(yīng)張拉至其0%-50%最大應(yīng)變，地震作用下主梁3運(yùn)動會使得兩側(cè)的第一橫向自復(fù)位拉索61，第二橫向自復(fù)位拉索62 —側(cè)應(yīng)變增大，另一側(cè)應(yīng)變減小，可以消耗地震能量，使主梁3橫向殘余變形較小。地震后，通過第一橫向自復(fù)位拉索61，第二橫向自復(fù)位拉索62的自復(fù)位功能使得主梁3橫向變形得以恢復(fù)到未損狀態(tài)前。
[0055]縱向自復(fù)位拉索7采用形狀記憶合金。分別與蓋梁2和主梁3連接?？v向自復(fù)位拉索7穿過混凝土?xí)r，混凝土里應(yīng)預(yù)埋波紋管，縱向自復(fù)位拉索7的最大回復(fù)應(yīng)變?yōu)?%-15%，最大回復(fù)應(yīng)力不小于550MPa，橋梁主體結(jié)構(gòu)施工完成后安裝縱向自復(fù)位拉索7，縱向自復(fù)位拉索7應(yīng)張拉至其0%-50%最大應(yīng)變，地震作用下主梁3運(yùn)動會使得兩側(cè)的縱向自復(fù)位拉索7 —側(cè)應(yīng)變增大，另一側(cè)應(yīng)變減小，可以消耗地震能量，使主梁3縱向殘余變形較小。地震后，通過縱向自復(fù)位拉索7的自復(fù)位功能使得主梁3縱向變形得以恢復(fù)到未損狀態(tài)前。
[0056]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42均為鋼擋塊。
[0057]進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42中的每一個的高度(圖1中的第一內(nèi)擋塊41或第二內(nèi)擋塊42上下方向的尺寸)為300mm-800mm。第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42中的每一個的厚度(圖1中的第一內(nèi)擋塊41或第二內(nèi)擋塊42左右方向的尺寸)為20mm-50mm。第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42中的每一個的長度(圖2中的第一內(nèi)擋塊41或第二內(nèi)擋塊42左右方向的尺寸，圖中未示出)不大于蓋梁2的長度。
[0058]進(jìn)一步地，如圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一內(nèi)擋塊41設(shè)有沿第一內(nèi)擋塊41的長度方向延伸(圖3中長度方向尺寸)且鄰近第一內(nèi)擋塊41的底邊的凹槽411。第二內(nèi)擋塊42設(shè)有沿第二內(nèi)擋塊42的長度方向延伸且鄰近第二內(nèi)擋塊42的底邊的凹槽421。凹槽411的下邊沿與第一內(nèi)擋塊41的底邊的距離為第一內(nèi)擋塊41的高度的1/15-1/5(圖3中上下方向尺寸)。凹槽421的下邊沿與第二內(nèi)擋塊42的底邊的距離為第二內(nèi)擋塊42的高度的1/15-1/5。由此，當(dāng)?shù)卣鹱饔孟轮髁?位移過大時，主梁3會撞擊第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42，第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42底部開槽，可以使得第一內(nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42損傷部位明確，且材質(zhì)為鋼材在地震損傷后也較為容易更換。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一外擋塊51和第二外擋塊52均為混凝土擋塊。有利地，第一外擋塊51和第二外擋塊52中的每一個的高度(圖1中的第一外擋塊51或第二內(nèi)擋塊62上下方向的尺寸)為500mm-1000mm。第一外擋塊51和第二外擋塊52中的每一個的厚度(圖1中的第一外擋塊51或第二內(nèi)擋塊62左右方向的尺寸)為200mm-600mm。第一外擋塊51和第二外擋塊52中的每一個的長度(圖2中的第一外擋塊51或第二內(nèi)擋塊62左右方向的尺寸)不大于蓋梁2的長度。當(dāng)?shù)卣鹱饔孟碌谝粌?nèi)擋塊41和第二內(nèi)擋塊42發(fā)生破壞，主梁3隨著位移的增大,會撞擊第一外擋塊51和第二外擋塊52,從而可以有效防止主梁3產(chǎn)生橫向落梁破壞。
[0060]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一內(nèi)擋塊41和第一外擋塊51之間的間距大于第一外擋塊51的高度。第二內(nèi)擋塊42和第二外擋塊52之間的間距大于第二外擋塊52的高度。
[0061]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，主梁3內(nèi)還設(shè)有顆粒阻尼器9。
[0062]有利地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，顆粒阻尼器9包括設(shè)在主梁3內(nèi)的阻尼顆粒容器91以及布置在阻尼顆粒容器91內(nèi)的阻尼顆粒92。
[0063]進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，阻尼顆粒92選自鋼珠、玻璃珠、鉛珠、混凝土球、陶粒砂中的至少一種。阻尼顆粒92的粒徑為2mm-100mm。阻尼顆粒92在阻尼顆粒容器91中的堆疊高度為阻尼顆粒容器91的高度的1/15-1/5。
[0064]顆粒阻尼器9質(zhì)量為橋梁總質(zhì)量的1%_10%，顆粒阻尼器9橫橋向頻率約等于橋梁橫橋向頻率，顆粒阻尼器9縱橋向頻率約等于橋梁縱橋向頻率，可以在地震中一方面作為調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減輕地震作用，另一方面阻尼顆粒92可以隨結(jié)構(gòu)振動發(fā)生滾動或滑動、摩擦、碰撞消耗地震能量，可作為橋梁的主要耗能構(gòu)件。[0065]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例，第一內(nèi)擋塊41與主梁3的左側(cè)面之間以及第二內(nèi)擋塊42與主梁3的右側(cè)面之間均設(shè)有減震填充物。減震填充物不僅可以有效的減小地震作用下主梁3撞擊內(nèi)擋塊的撞擊力，也可以在地震中消耗地震能量。
[0066]第一橫向自復(fù)位拉索61和第二橫向自復(fù)位拉索62的設(shè)計可以根據(jù)如下計算獲得:
[0067]首先根據(jù)橋梁相關(guān)規(guī)范及設(shè)防目標(biāo)完成橋梁構(gòu)件、第一內(nèi)擋塊41、第二內(nèi)擋塊42、第一外擋塊51以及第二外擋塊52的初步設(shè)計。
[0068]根據(jù)第一內(nèi)擋塊41的尺寸初步確定第一內(nèi)擋塊41和第一外擋塊51之間的凈距離b2需滿足:
[0069]b2 ≥ hn----------( 1)
[0070]式中，hm為第一內(nèi)擋塊41的高度，如無特殊要求，初步設(shè)計時可取b2=l.5hn。
[0071]則第一橫向自復(fù)位拉索61的長度為:
[0072]l^b+bi+b^t^b.----------(2)
[0073]式中，b為主梁3的寬度，
[0074]b,為主梁3和第一內(nèi)擋塊41之間的凈距離，
[0075]tn為第一內(nèi)擋塊41的厚度，
[0076]bw為第一外擋塊51的厚度。
[0077]選擇第一橫向自復(fù)位拉索61形狀記憶合金材料，確定其相關(guān)參數(shù)，得到最大回復(fù)應(yīng)力Chu、最大回復(fù)應(yīng)變?yōu)镋hu，其中81111應(yīng)滿足:
[0078]eh’u≥ (VWbwVlh----------(3)
[0079]若不滿足式(3)要求可以選擇eh，u更大的形狀記憶合金材料或調(diào)整b2的取值
[0080]則第一橫向自復(fù)位拉索61初始張拉應(yīng)變
[0081]ε h；con ≤ε h,u_(bi+b2+tn+bw)/Ih(4)
[0082]則第一橫向自復(fù)位拉索61的面積Ah:
[0083]Ah ≥μ N/ ( σ h u- σ h，_)----------(5)
[0084]式中，μ為主梁3和支座8之間的摩察系數(shù)，
[0085]N為主梁3和和支座的8之間的壓力，
[0086]Ohcon為應(yīng)變對應(yīng)的應(yīng)力。
[0087]第二橫向自復(fù)位拉索62的設(shè)計可以參照第一橫向自復(fù)位拉索61。
[0088]縱向自復(fù)位拉索7設(shè)計可以根據(jù)如下計算獲得:
[0089]首先根據(jù)橋梁構(gòu)件的尺寸初步選定縱向自復(fù)位拉索7的初始位置，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)防目標(biāo)得到強(qiáng)震下縱橋向主梁3最大位移設(shè)計值dmax。
[0090]選擇縱向自復(fù)位拉索7形狀記憶合金材料，確定其相關(guān)參數(shù)，得到最大回復(fù)應(yīng)力σ u、最大回復(fù)應(yīng)變?yōu)閑l u，其中81，11應(yīng)滿足:
[0091]ε I,u ≥ (Iu-1i)/I1----------(6)
[0092]式中，Iu為主梁3產(chǎn)生橋梁縱向產(chǎn)生dmax位移后縱向自復(fù)位拉索7的長度，
[0093]若不滿足式(6)要求可以選擇ε x,u更大的形狀記憶合金材料或調(diào)整縱向自復(fù)位拉索7的初始位置
[0094]則縱向自復(fù)位拉索7初始張拉應(yīng)變ε 1； con:[0095]￡l,_ ≤ Hu-(Iu-11)Zl1----------(7)
[0096]則縱向自復(fù)位拉索7的面積Al:
[0097]A1 ≥ μ N/(Oh u-Oh con)----------(8)
[0098]式中，μ為主梁3和支座8之間的摩察系數(shù)，
[0099]N為主梁3和和支座的8之間的壓力，
[0100]σ?Μη為應(yīng)變ε1ε()η對應(yīng)的應(yīng)力。
[0101]綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型的功能可恢復(fù)橋梁抗震性能較好，具有很好的實(shí)用性和可行性。
[0102]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0103]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在 本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，包括: 橋墩； 蓋梁，所述蓋梁設(shè)在所述橋墩的上端面上； 主梁，所述主梁設(shè)在所述蓋梁的上端面上； 第一內(nèi)擋塊和第二內(nèi)擋塊，所述第一內(nèi)擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述主梁的左側(cè)，所述第二內(nèi)擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述主梁的右側(cè)； 第一外擋塊和第二外擋塊，所述第一外擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述第一內(nèi)擋塊的左側(cè)，所述第二外擋塊設(shè)在所述蓋梁的上端面上且位于所述第二內(nèi)擋塊的右側(cè)； 第一橫向自復(fù)位拉索和第二橫向自復(fù)位拉索，所述第一橫向自復(fù)位拉索分別與所述第一外擋塊和所述主梁的右側(cè)面相連，所述第二橫向自復(fù)位拉索分別與所述第二外擋塊和所述主梁的左側(cè)面相連；和 縱向自復(fù)位拉索，所述縱向自復(fù)位拉索分別與所述主梁和所述蓋梁相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，還包括支座，所述支座設(shè)在所述主梁與所述蓋梁之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述支座為滑動支座。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述橋墩為鋼-混凝土橋墩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述橋墩為自復(fù)位橋墩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述橋墩包括第一分肢、第二分肢以及分別與所述第一分肢和所述第二分肢相連的連梁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一分肢和所述第二分肢均為鋼-混凝土分肢。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一分肢內(nèi)設(shè)有第一鋼絞線，所述第二分肢內(nèi)設(shè)有第二鋼絞線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一橫向自復(fù)位拉索、所述第二橫向自復(fù)位拉索和所述縱向自復(fù)位拉索均采用形狀記憶合金構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊均為鋼擋塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的高度為300mm-800mm，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的厚度為20mm-50mm,所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的長度不大于所述蓋梁的長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個均設(shè)有沿所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個長度方向延伸且鄰近所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的底邊的凹槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述凹槽的下邊沿與所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的底邊的距離為所述第一內(nèi)擋塊和所述第二內(nèi)擋塊中的每一個的高度的1/15-1/5。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一外擋塊和所述第二外擋塊均為混凝土擋塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一外擋塊和所述第二外擋塊中的每一個的高度為500mm-1000mm,所述第一外擋塊和所述第二外擋塊中的每一個的厚度為200mm-600mm,所述第一外擋塊和所述第二外擋塊中的每一個的長度不大于所述蓋梁的長度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一內(nèi)擋塊和所述第一外擋塊之間的間距大于所述第一外擋塊的高度，所述第二內(nèi)擋塊和所述第二外擋塊之間的間距大于所述第二外擋塊的高度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述主梁內(nèi)還設(shè)有顆粒阻尼器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述顆粒阻尼器包括設(shè)在所述主梁內(nèi)的阻尼顆粒容器以及布置在所述阻尼顆粒容器內(nèi)的阻尼顆粒。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述阻尼顆粒選自鋼珠、玻璃珠、鉛珠、混凝土球、陶粒砂中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述阻尼顆粒的粒徑為2mm_IOOmmο
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述阻尼顆粒在所述阻尼顆粒容器中的堆疊高度為所述阻尼顆粒容器的高度的1/15-1/5。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)橋梁，其特征在于，所述第一內(nèi)擋塊與所述主梁的左側(cè)面之間以及所述第二內(nèi)·擋塊與所述主梁的右側(cè)面之間均設(shè)有減震填充物。
【文檔編號】E01D19/04GK203639798SQ201320844664
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】陸新征, 蔣慶, 徐梁晉, 葉列平 申請人:清華大學(xué)