本发明涉及一种预制装配式桥墩联系梁及其施工方法，属于桥梁结构的消能减震。
背景技术：
1、随着城市化进程的加速，桥梁建设的需求不断增加。高墩大跨的连续刚构桥因其具有跨越能力大、施工方便等优点，在桥梁建设中得到了广泛应用。由于主梁跨度大，桥体由于受温度影响变形、混凝土收缩徐变、车辆运行等对高墩大跨的连续刚构桥影响较大，因此桥墩处常常会设置联系梁用来缓解结构受力。但由于上部结构荷载较大，地震作用时，桥梁往往会产生较大的纵向位移并发生纵向碰撞反应，此时的桥墩不能够很好地承载主梁的纵向位移，桥墩或主梁可能会产生严重的震害。
2、当墩柱高度较大时，在两个桥墩柱之间设置联系梁可显著提高墩柱稳定性，增强结构整体刚度。但在地震、车辆、大风等因素作用下，桥梁频繁地发生大位移变形时，桥墩的联系梁会存在混凝土开裂、剥落、修复困难等情况。尤其是在地震作用下，结构的受力方向较为复杂，其他方向的力也可能导致联系梁的破坏，并且震后难以修复。因此，优化联系梁的结构形式十分重要，联系梁的延性、耗能性亟需进一步提升。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种预制装配式桥墩联系梁及其施工方法，能将结构体系各种复杂方向受力导致的相对位移转化为记忆合金柱的扭转变形，该记忆合金柱延性高且变形后可恢复，能有效地吸收能量，记忆合金柱损坏后更换简单，安装方便，受力性能好，延性高，耗能强。
2、一方面，本发明提供了一种预制装配式桥墩联系梁，所述联系梁连接于两个桥墩柱之间；所述联系梁包括第三钢板，所述第三钢板的两端连接有第二钢板，所述第二钢板远离所述第三钢板的一端连接有工字形钢板，所述工字形钢板设置于桥墩柱的内部；所述第三钢板与第二钢板之间留有间隙且通过若干个耗能机构连接；所述耗能机构包括滑轨以及与所述滑轨滑动连接的滑块，所述滑块内设置有钢柱；所述滑轨的一端通过记忆合金柱与第三钢板和第二钢板中的一个固定连接，滑轨的另一端开设有限位孔，所述钢柱穿过所述限位孔与第三钢板和第二钢板中的另一个固定连接。
3、在一种实施方式中，所述工字形钢板与第二钢板之间通过两个第一钢板连接，两个所述第一钢板之间通过高强螺栓连接，所述工字形钢板与其中一个第一钢板焊接连接，所述第二钢板与另一个第一钢板焊接连接。
4、在一种实施方式中，两个所述第三钢板前后对称布置且之间设置有若干个加劲肋，两个所述第二钢板也前后对称布置且之间设置有若干个加劲肋；其中一侧的第三钢板与第二钢板之间通过若干个耗能机构连接，另一侧的第二钢板与第三钢板之间也通过若干个耗能机构连接。
5、在一种实施方式中，所述滑轨的一端开设有腰型孔，所述记忆合金柱的一端被固定在所述腰型孔内，记忆合金柱的另一端与所述第三钢板或第二钢板固定连接；记忆合金柱的截面形状为椭圆形。
6、在一种实施方式中，所述钢柱的一端与滑块连接，所述限位孔为长条形，所述钢柱被限制于长条形的限位孔内，钢柱的另一端穿过所述限位孔与所述第三钢板或第二钢板固定连接。
7、在一种实施方式中，所述滑轨为钢制的滑轨，所述滑块为钢制的滑块，所述钢柱为钢制的柱子；所述记忆合金柱的材质为形状记忆合金。
8、在一种实施方式中，所述滑轨倾斜布置且与水平面的夹角小于45度，以便于所述记忆合金柱受扭变形耗能。
9、在一种实施方式中，所述第三钢板与第二钢板之间留有的间隙为10～40mm，以使该联系梁具有变形耗能的空间。
10、在一种实施方式中，两个所述桥墩柱之间设置有多个联系梁；所述工字形钢板预埋于桥墩柱的内部，工字形钢板上布置有若干个剪力钉，以增强其与桥墩柱的连接强度。
11、另一方面，本发明提供了一种预制装配式桥墩联系梁的施工方法，所述方法包括以下步骤：
12、步骤一、根据施工要求确定联系梁与桥墩柱的连接位置；吊装前在地面现场组装好联系梁或在工厂提前组装好，吊车将联系梁吊起，升至指定连接位置，联系梁的两侧与桥墩柱两侧平行；
13、步骤二、利用多台竖向激光测距仪分别测量联系梁与盖梁底部水平挡板之间的距离；
14、步骤三、若多台激光测距仪测量的距离一致，则使用高强螺栓将桥墩柱内部预埋的工字形钢板与第二钢板进行连接固定，安装完成后投入使用；若多台激光测距仪测量的距离不一致，则操作吊车进行纠偏；
15、步骤四、若桥梁结构遭遇地震或其他力作用产生变形时，对记忆合金柱通电加温；
16、步骤五、所述滑轨与所述第三钢板或第二钢板之间仅靠所述记忆合金柱固定连接；所述滑块与所述钢柱布置在所述滑轨开设的限位孔；所述滑轨为耗能的主要传力构件，结构体系受力发生变形时，通过固定的钢柱带动滑轨转动，钢柱上的滑滑块能够在滑轨的限位孔内沿任意方向滑动，结构任意方向上的受力变形都通过滑轨的转动转化为记忆合金柱的扭转变形；所述记忆合金柱能够限制所述滑轨的摆动幅度，以限制结构产生大位移变形；记忆合金柱通电加温能够恢复为原来的形状以减小结构残余变形；若记忆合金柱吸收大量能量无法完全恢复，或者第三钢板因耗能损坏，则拆卸高强螺栓进行更换。
17、有益效果
18、1、本发明提供的联系梁可分为两部分，联系梁两侧的工字形钢板预埋于桥墩柱内，中间部分通过滑轨、滑块、钢柱及记忆合金柱与两侧的第三钢板、工字形钢板和桥墩柱机械连接。桥墩柱受力时会带动与其固定的钢柱和滑块共同受力，滑块受力后可在滑轨的限位孔内任意移动，从而将任意方向的移动变形通过滑轨转变为记忆合金柱的扭转变形。记忆合金柱的延性高，扭转变形能吸收更多能量，并且记忆合金柱还能恢复成初始形状，这极大地提高了结构体系在复杂受力状态下的抵抗能力，可有效地消耗各种能量，大大提高结构延性。
19、2、本发明通过两块打孔的第一钢板连接锚固区的工字形钢板和耗能区的第二钢板，两块打孔的第一钢板之间采用高强螺栓连接，当记忆合金柱或者第三钢板因耗能损坏，可及时拆卸高强螺栓进行更换，并且耗能钢材均可提前在工厂预制，安装方便，维护简单，施工周期短。
20、3、本发明提供的联系梁使用前后两侧布置钢板，中间布置加劲肋，提高了结构整体抗剪承载力和延性，在相同承载力需求下可优化联系梁厚度，降低联系梁重量，承力钢板均布置剪力钉，提高了结构整体性，强化抗震性能。
1.一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述联系梁(13)连接于两个桥墩柱(12)之间；所述联系梁(13)包括第三钢板(4)，所述第三钢板(4)的两端连接有第二钢板(3)，所述第二钢板(3)远离所述第三钢板(4)的一端连接有工字形钢板(1)，所述工字形钢板(1)设置于桥墩柱(12)的内部；所述第三钢板(4)与第二钢板(3)之间留有间隙且通过若干个耗能机构(15)连接；所述耗能机构(15)包括滑轨(7)以及与所述滑轨(7)滑动连接的滑块(8)，所述滑块(8)内设置有钢柱(9)；所述滑轨(7)的一端通过记忆合金柱(6)与第三钢板(4)和第二钢板(3)中的一个固定连接，滑轨(7)的另一端开设有限位孔(14)，所述钢柱(9)穿过所述限位孔(14)与第三钢板(4)和第二钢板(3)中的另一个固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述工字形钢板(1)与第二钢板(3)之间通过两个第一钢板(2)连接，两个所述第一钢板(2)之间通过高强螺栓(10)连接，所述工字形钢板(1)与其中一个第一钢板(2)焊接连接，所述第二钢板(3)与另一个第一钢板(2)焊接连接。
3.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，两个所述第三钢板(4)前后对称布置且之间设置有若干个加劲肋(5)，两个所述第二钢板(3)也前后对称布置且之间设置有若干个加劲肋(5)；其中一侧的第三钢板(4)与第二钢板(3)之间通过若干个耗能机构(15)连接，另一侧的第二钢板(3)与第三钢板(4)之间也通过若干个耗能机构(15)连接。
4.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述滑轨(7)的一端开设有腰型孔，所述记忆合金柱(6)的一端被固定在所述腰型孔内，记忆合金柱(6)的另一端与所述第三钢板(4)或第二钢板(3)固定连接；记忆合金柱(6)的截面形状为椭圆形。
5.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述钢柱(9)的一端与滑块(8)连接，所述限位孔(14)为长条形，所述钢柱(9)被限制于长条形的限位孔(14)内，钢柱(9)的另一端穿过所述限位孔(14)与所述第三钢板(4)或第二钢板(3)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述滑轨(7)为钢制的滑轨，所述滑块(8)为钢制的滑块，所述钢柱(9)为钢制的柱子；所述记忆合金柱(6)的材质为形状记忆合金。
7.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述滑轨(7)倾斜布置且与水平面的夹角小于45度，以便于所述记忆合金柱(6)受扭变形耗能。
8.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，所述第三钢板(4)与第二钢板(3)之间留有的间隙为10～40mm，以使该联系梁(13)具有变形耗能的空间。
9.根据权利要求1所述的一种预制装配式桥墩联系梁，其特征在于，两个所述桥墩柱(12)之间设置有多个联系梁(13)；所述工字形钢板(1)预埋于桥墩柱(12)的内部，工字形钢板(1)上布置有若干个剪力钉(11)，以增强其与桥墩柱(12)的连接强度。
10.一种权利要求1-9任一项所述的一种预制装配式桥墩联系梁的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：