一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法技术

一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在支座端面上设置支座凹槽，在桥跨端面上设置凸起构件；步骤2：将支座端面上的支座凹槽与桥跨端面上的凸起构件进行拼接形成封闭的磁流体空间；步骤3：设置与支座凹槽的凹形体相配合的磁化钢板；步骤4：设置桥面凹槽，设置桥面凸起；步骤5：将两桥跨的两桥面通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，在拼接后形成的拼接缝内填入磁流体，即实现利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能。本发明专利技术提供的一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，可以解决现有桥梁抗震装置使用后复位困难、效果差的问题，利用磁流体产生的吸引力限制桥梁移动以及帮助桥梁复位。

A Method of Using Magnetohydrodynamic Fluid to Enhance the Resistance of Bridges to External Loads

A method of using magnetohydrodynamics to enhance the resistance of bridges to external loads includes the following steps: step 1: setting support grooves on the end face of the supports and setting protruding members on the end face of the bridge span; step 2: splicing the support grooves on the end face of the supports and the protruding members on the end face of the bridge span to form a closed magnetohydrodynamic space; step 3: setting concave shapes with the support grooves. Step 4: Set up bridge deck grooves and bridge deck protrusions; Step 5: Splice the two bridge decks of two bridge spans through bridge deck grooves and bridge deck protrusions, and fill the joint formed after splicing with magnetic fluid, that is to realize the use of magnetic fluid to enhance the bridge's resistance to external loads. The method of using magnetic fluid to enhance the resistance of bridge to external loads can solve the problems of difficult reset and poor effect of existing bridge anti-seismic device after use, restrict bridge movement by the attraction of magnetic fluid and help bridge reset.

【技术实现步骤摘要】
一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法
本专利技术涉及桥梁抗震
，尤其是一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法。
技术介绍
桥梁在剧烈外部荷载震动下会产生较大的位移，现有技术大多采用刚性结构来限制其移动，但是刚性结构对其本身强度要求高，不仅效果不显著而且施工成本较高，且一旦损坏后不易修复，有些装置设计的较为复杂，施工上费时费力。现有技术中也有采用柔性措施增强桥梁抵抗外部荷载的性能，通常是对桥梁支座进行改进，多采用橡胶或弹簧在支座上制作阻尼器，但上述方法会出现传力不可靠，阻尼分布不均匀及稳定性差的问题，受到一次大的冲击后，装置无法复位，丧失原有作用，也无法对桥梁各个方向上的位移起到阻碍作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，可以解决现有桥梁抗震装置使用后复位困难、效果差的问题，利用磁流体产生的吸引力限制桥梁移动以及帮助桥梁复位，步骤简单、实施便捷。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在桥梁支座上与桥跨连接的一端的支座端面上设置有含有至少一个凹形体的支座凹槽，在桥跨与桥梁支座相配合的桥跨端面上设置有与支座凹槽相配合的凸起构件；步骤2：将支座端面上的支座凹槽与桥跨端面上的凸起构件进行拼接形成封闭的磁流体空间，磁流体空间内填充有磁流体；步骤3：在支座凹槽底部设置与支座凹槽的凹形体相配合的磁化钢板；步骤4：在桥跨的桥面的一侧设置至少一个桥面凹槽，在另一桥跨的桥面上设置与桥面凹槽相配合的桥面凸起；步骤5：将两桥跨的两桥面通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，在拼接后形成的拼接缝内填入磁流体，封闭拼接缝的缝隙口，即实现利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能。凹形体为弧形凹形体或齿状阶梯凹形体，弧形凹形体使各个方向受力更均匀，基本无应力集中现象；齿状阶梯凹形体阻碍结构产生位移的效果更好，能有效防止磁流体晃动溢出。磁化钢板上设置有永磁铁。通过钢板封闭拼接缝的缝隙口。磁流体内加入有磁粉或钢珠，钢珠的直径为0.5mm~1mm,且对于磁流体的精度不需过高（350nm-600nm），磁流体悬浮的胶体介质也可用相对便宜并且本身性质稳定的材料，如水，有机溶剂，以节约成本。支座端面与桥跨端面接触处缝隙上设置有柔性防水结构，防止异物进入。本专利技术提供的一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，有益效果如下：1、磁流体本身为非牛顿流体，不仅可以均化所受外部荷载，而且在冲击力的作用下磁流体充当非牛顿流体，阻碍桥梁的移动，减少总位移量，且在磁力作用下，磁流体能使结构产生位移后迅速复位；在受到剧烈冲击的时候会变得很硬，使桥梁不易产生很大的位移，并且极度使力均匀化，均化连接部位的受力；磁流体易附着在磁化钢板上，遭受挤压晃动后也不易溢出；磁流体与桥梁支座和桥跨结构的连接处形成柔性结构，使桥梁有很大的变形空间且复位性好，可以解决现有桥梁抗震装置使用后复位困难、效果差的问题，利用磁流体产生的吸引力限制桥梁移动以及帮助桥梁复位，步骤简单、实施便捷。2、凹形体为弧形凹形体或齿状阶梯凹形体，增加了接触面积，提高界面摩阻力。弧形凹形体不仅使各个方向的受力均匀，而且弧形可以有效避免出现应力集中区域；齿状阶梯凹形体具有更好的限制桥梁构件位移的效果，并能有效防止磁流体晃动时溢出。3、在磁化钢板上设置永磁铁，对磁流体产生吸引力，一方面限制桥梁构件移动，一方面依靠磁力使产生位移后的构件迅速复位。4、每个桥跨的桥面之间通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，拼接的缝隙内加入磁流体，避免在晃动时由于基础不同，每个桥跨的位移不同而造成桥面之间内部的挤压破坏，通过钢板封闭拼接缝的缝隙口，钢板易修复，即使桥梁经过震动造成钢板受损，也可及时取出更换，不会改变桥梁其它结构。5、本专利技术方法对桥梁在受到剧烈冲击后产生的滑塌，错位以及挤压都有一定的缓解效果，应用范围广还可应用于海洋平台，房屋的梁、柱结构等类似结构中。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术方法在桥梁支座上形成的磁流体空间以及桥面之间形成的磁流体缝隙的示意图；此时支座凹槽的凹形体为弧形凹形体；图2为本专利技术磁流体空间的支座凹槽的凹形体为弧形凹形体的示意图；图3为本专利技术方法在桥梁支座上形成的磁流体空间以及桥面之间形成的磁流体缝隙的示意图；此时支座凹槽的凹形体为齿状阶梯凹形体；图4为本专利技术磁流体空间的支座凹槽的凹形体为齿状阶梯凹形体的示意图。具体实施方式实施例一如图1和图2所示，一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在桥梁支座8上与桥跨9连接的一端的支座端面上设置有含有三个凹形体10的支座凹槽，在桥跨9与桥梁支座8相配合的桥跨端面上设置有与支座凹槽相配合的凸起构件；步骤2：将支座端面上的支座凹槽与桥跨端面上的凸起构件进行拼接形成封闭的磁流体空间5，磁流体空间5内填充有磁流体1；步骤3：在支座凹槽底部设置与支座凹槽的凹形体10相配合的磁化钢板3；步骤4：在桥跨9的桥面11的一侧设置至少一个桥面凹槽，在另一桥跨9的桥面11上设置与桥面凹槽相配合的桥面凸起；步骤5：将两桥跨9的两桥面11通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，在拼接后形成的拼接缝4内填入磁流体1，封闭拼接缝4的缝隙口，即实现利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能。凹形体10为齿状阶梯凹形体7。实施例二如图3和图4所示，一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在桥梁支座8上与桥跨9连接的一端的支座端面上设置有含有三个凹形体10的支座凹槽，在桥跨9与桥梁支座8相配合的桥跨端面上设置有与支座凹槽相配合的凸起构件；步骤2：将支座端面上的支座凹槽与桥跨端面上的凸起构件进行拼接形成封闭的磁流体空间5，磁流体空间5内填充有磁流体1；步骤3：在支座凹槽底部设置与支座凹槽的凹形体10相配合的磁化钢板3；步骤4：在桥跨9的桥面11的一侧设置至少一个桥面凹槽，在另一桥跨9的桥面11上设置与桥面凹槽相配合的桥面凸起；步骤5：将两桥跨9的两桥面11通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，在拼接后形成的拼接缝4内填入磁流体1，封闭拼接缝4的缝隙口，即实现利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能。凹形体10为弧形凹形体6。上述各实施例中，磁化钢板3上设置有永磁铁，可不断对磁流体1进行磁化。通过钢板封闭拼接缝4的缝隙口，钢板在桥梁震动过程中受损后可随时取下更换，无需改变桥梁的其他结构。磁流体1内加入有磁粉或钢珠，钢珠的直径为0.5mm~1mm，大大降低了成本，磁流体悬浮的胶体介质可用相对便宜并且本身性质稳定的材料，如水，有机溶剂。支座端面与桥跨端面接触处缝隙上设置有柔性防水结构2（如沥青），防止异物进入。支座凹槽含有多个凹形体10时，可设计成中间的凹形体10较大，两侧凹形体10较小，增大了桥跨和桥跨支座的接触面积，进一步减小桥梁在晃动时产生的位移，两侧凹形体10的大小深浅可以根据实际情况调节，在特殊地带可以根据地震波通常产生的方向改变凹槽左右两边的大小。上述的实施例仅为本专利技术的优选技术方案，而不应视为对于本专利技术的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：在桥梁支座（8）上与桥跨（9）连接的一端的支座端面上设置有含有至少一个凹形体（10）的支座凹槽，在桥跨（9）与桥梁支座（8）相配合的桥跨端面上设置有与支座凹槽相配合的凸起构件；步骤2：将支座端面上的支座凹槽与桥跨端面上的凸起构件进行拼接形成封闭的磁流体空间（5），磁流体空间（5）内填充有磁流体（1）；步骤3：在支座凹槽底部设置与支座凹槽的凹形体（10）相配合的磁化钢板（3）；步骤4：在桥跨（9）的桥面（11）的一侧设置至少一个桥面凹槽，在另一桥跨（9）的桥面（11）上设置与桥面凹槽相配合的桥面凸起；步骤5：将两桥跨（9）的两桥面（11）通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，在拼接后形成的拼接缝（4）内填入磁流体（1），封闭拼接缝（4）的缝隙口，即实现利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能。

【技术特征摘要】
1.一种利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：在桥梁支座（8）上与桥跨（9）连接的一端的支座端面上设置有含有至少一个凹形体（10）的支座凹槽，在桥跨（9）与桥梁支座（8）相配合的桥跨端面上设置有与支座凹槽相配合的凸起构件；步骤2：将支座端面上的支座凹槽与桥跨端面上的凸起构件进行拼接形成封闭的磁流体空间（5），磁流体空间（5）内填充有磁流体（1）；步骤3：在支座凹槽底部设置与支座凹槽的凹形体（10）相配合的磁化钢板（3）；步骤4：在桥跨（9）的桥面（11）的一侧设置至少一个桥面凹槽，在另一桥跨（9）的桥面（11）上设置与桥面凹槽相配合的桥面凸起；步骤5：将两桥跨（9）的两桥面（11）通过桥面凹槽和桥面凸起进行拼接，在拼接后形成的拼接缝（4）内填入磁流体（1），封闭拼接缝（4）的缝隙口，即实现利用磁流体增强桥梁抵抗外部荷载性能。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，张罗送，李莉，申晶，李洪亚，孙涛，黎照，高素芳，谢晓康，唐宏宇，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42