[發(fā)明專(zhuān)利]一種單索面斜拉橋的加固結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110381875.7
• 申請(qǐng)日: 2011-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102392422A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊平;劉愛(ài)榮;汪荷玲;禹輝君;程方杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E01D22/00
• 分類(lèi)號(hào): E01D22/00;E01D19/14;E01D11/04
• 代理公司: 廣州市天河廬陽(yáng)專(zhuān)利事務(wù)所 44244
• 代理人: 胡濟(jì)元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及現(xiàn)有橋梁的加固結(jié)構(gòu)，具體涉及一種現(xiàn)有斜拉橋動(dòng)力性能的加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

橋梁是一種永久性建筑物，隨著時(shí)間的推移、環(huán)境的變遷以及車(chē)流量和通行車(chē)輛噸位的增大，原結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。因此在現(xiàn)有技術(shù)中，為了延長(zhǎng)現(xiàn)有橋梁的服役壽命、改善使用性能所采用的加固方案主要有兩類(lèi)，一是結(jié)構(gòu)損傷的修復(fù)，二是受力構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)，如，本發(fā)明人之一在前申請(qǐng)并授權(quán)的申請(qǐng)?zhí)枮?00810219685.3和200810219686.8的發(fā)明專(zhuān)利方案就屬于前者，公開(kāi)號(hào)為CN102140780A的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)方案就屬于后者。

單索面斜拉橋是一種常見(jiàn)的橋梁型式，這種橋梁通常設(shè)有橋塔，主梁位于橋塔與橋墩間，橋塔和主梁之間設(shè)斜拉索，這些拉索均位于單索斜拉橋的橋中線所在的鉛垂面上，該類(lèi)橋梁造型簡(jiǎn)約美觀、視野開(kāi)闊，因而被工程界廣泛使用。由以上描述可見(jiàn)，該結(jié)構(gòu)本身就存在以下的不足：在地震、風(fēng)載或汽車(chē)行走產(chǎn)生的偏載作用下，橋梁容易產(chǎn)生以橋軸線為中心的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并且橋?qū)挾仍酱螅まD(zhuǎn)振動(dòng)的幅度就越大，既影響行車(chē)的舒適度，也影響橋梁自身的安全。因此對(duì)于單索面斜拉橋來(lái)說(shuō)，如果也采用補(bǔ)強(qiáng)受力構(gòu)件的方案來(lái)進(jìn)行加固，顯然是難以解決其扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單索面斜拉橋的加固結(jié)構(gòu)，該加固結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資省、減振效果突出。

本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種單索面斜拉橋的加固結(jié)構(gòu)，該加固結(jié)構(gòu)是沿所述斜拉橋的長(zhǎng)度方向，在每一橋塔前后的主梁的腹板兩側(cè)分別對(duì)稱(chēng)且垂直向外延伸一懸臂梁，該懸臂梁與經(jīng)過(guò)橋塔軸線的橫垂面之間的距離為橋面寬度的1.1～1.2倍，它的延伸端與主梁邊緣的距離為150cm～250cm；每一懸臂梁的外端部與橋塔和橋墩之間分別錨固有形狀記憶合金拉索，其中，所述形狀記憶合金拉索與橋塔之間的錨固點(diǎn)離主梁上表面的高度為橋面寬度的1～3倍，所述形狀記憶合金拉索與橋墩之間的錨固點(diǎn)離主梁下表面的高度為橋面寬度的0.2～1倍。

所述的形狀記憶合金拉索的一個(gè)優(yōu)選方案是選用NiTi形狀記憶合金拉索。

本發(fā)明所述形狀記憶合金拉索由拉索和配套的冷鑄錨具組成；所述的冷鑄錨具主要由錨杯和連接筒組成，其中，所述錨杯為圓柱形，其體內(nèi)設(shè)有與所述圓柱形同軸的錐形孔，所述連接筒由端面積較小的一頭伸進(jìn)所述的錐形孔并與錨杯螺紋連接，所述的拉索從另一端伸進(jìn)連接筒并延伸至所述的錐形孔內(nèi)，其每一根NiTi合金絲的端部均固定在位于所述錐形孔內(nèi)的一錨板上，所述錨板為圓錐盤(pán)，其外徑與所述錐形孔橫截面較大的一頭相匹配；所述的錨杯的外壁上螺紋連接一螺母。

為了防止由多根NiTi合金絲拼組在一起的拉索松散，所述的拉索上設(shè)有若干個(gè)索夾，該索夾由兩個(gè)半圓柱筒組成，并由螺栓固定在一起。

本發(fā)明的加固結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施方法如下：

1、收集影響待加固的單索面斜拉橋舒適性指標(biāo)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，如，跨徑、橋?qū)挕蛩叨取蚨崭叨鹊取?/p>

2、擬定加固要求和控制目標(biāo)，如，單索面斜拉橋在偏心車(chē)輛荷載作用下的斯佩林(Sperling)舒適性指標(biāo)。

3、進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。首先對(duì)待加固單索面斜拉橋進(jìn)行有限元軟件分析，判斷待加固斜拉橋是否已達(dá)到所擬定的控制目標(biāo)；若未達(dá)到便按本發(fā)明所述的加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

4、加固設(shè)計(jì)方案校核。建立加固設(shè)計(jì)方案的有限元模型并進(jìn)行分析，再判斷分析結(jié)果是否達(dá)到所擬定的控制目標(biāo)，若未達(dá)到便改變所述形狀記憶合金拉索的錨固點(diǎn)及其規(guī)格和根數(shù)進(jìn)行修正，然后再進(jìn)行校核，直至達(dá)到所擬定的控制目標(biāo)。

5、將經(jīng)過(guò)校核達(dá)到所擬定的控制目標(biāo)的加固設(shè)計(jì)方案確定為待加固斜拉橋的加固方案并付諸實(shí)施。

本發(fā)明所述的加固結(jié)構(gòu)，其中所述的形狀記憶合金拉索與主梁和橋塔以及形狀記憶合金拉索與主梁和橋墩均形成了一個(gè)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，當(dāng)橋梁在汽車(chē)偏載荷作用或地震產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，位于偏載一側(cè)與橋塔錨固的形狀記憶合金拉索以及位于對(duì)側(cè)的與橋墩錨固的形狀記憶合金拉索均受拉，由其阻尼作用將主梁的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)換成熱能而耗散，從而有效地降低了主梁的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的幅度。可見(jiàn)，本發(fā)明所述加固結(jié)構(gòu)無(wú)論是與現(xiàn)有更換直徑較大的拉索的方案相比，還是與現(xiàn)有給橋梁施加體外預(yù)應(yīng)力的方案相比，不但耗材顯著減少，而且施工簡(jiǎn)單、節(jié)省人力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的單索面斜拉橋的加固結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2圖1所示實(shí)施例中橋塔部分的縱向局部放大圖。

圖3為圖1所示實(shí)施例中橋塔部分的橫向局部放大圖。