[發(fā)明專利]控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩橫向響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310027574.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN103966943A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張喜剛;劉高;吳文明;李貞新;徐源慶;馮清海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司;中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司
• 主分類號(hào): E01D11/04
• 分類號(hào): E01D11/04;E01D19/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩橫向響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。

背景技術(shù)

斜拉橋是一種現(xiàn)代橋型，經(jīng)濟(jì)性好，適應(yīng)性廣，現(xiàn)在已發(fā)展成為大跨橋梁的主流橋型。斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系直接關(guān)系橋梁的總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)安全及功能的實(shí)現(xiàn)。大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)輕柔、阻尼低，對(duì)汽車、溫度、大風(fēng)和地震等靜力和動(dòng)力作用十分敏感。

國(guó)內(nèi)外對(duì)斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系開展了非常廣泛的研究工作，但大部分集中在縱向結(jié)構(gòu)體系及其關(guān)鍵裝置的研究，并且經(jīng)過多年研究與實(shí)踐，該問題已得到初步解決。然而，目前對(duì)橫向結(jié)構(gòu)體系的研究相對(duì)較少。以往研究表明，適宜的縱向結(jié)構(gòu)體系對(duì)控制橋梁的縱向位移及內(nèi)力響應(yīng)有較好效果，但無法減小橋梁的橫向位移及內(nèi)力響應(yīng)。因此，相比于縱向結(jié)構(gòu)體系，斜拉橋的橫向結(jié)構(gòu)體系顯得更為復(fù)雜。

通常，在斜拉橋的橫向結(jié)構(gòu)體系中，在主梁與橋塔之間設(shè)置橫向抗風(fēng)支座，在主梁與輔助墩、主梁與過渡墩之間設(shè)置橫向限位支座或適當(dāng)?shù)南尬谎b置。橫向抗風(fēng)支座、橫向限位支座或限位裝置等均為橫向剛性支撐，在橫向大風(fēng)、地震等作用下，上述橫向剛性支撐往往會(huì)引起主梁與橋塔的塔柱、主梁與輔助墩的橫向限位支座或限位裝置、主梁與過渡墩的橫向限位支座或限位裝置之間發(fā)生碰撞，并制約了主梁與橋塔、輔助墩、過渡墩的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種剛性約束體系通常使得斜拉橋的橫向位移和內(nèi)力響應(yīng)非常大，從而引發(fā)主梁、輔助墩和過渡墩的安全隱患。

為了提高斜拉橋在汽車、溫度、大風(fēng)和地震等靜力和動(dòng)力作用下的橫向受力性能，需要研究有效的橫向結(jié)構(gòu)體系保障橋梁的結(jié)構(gòu)安全及功能要求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是針對(duì)斜拉橋在溫度、汽車制動(dòng)、大風(fēng)、地震等靜力和動(dòng)力作用下主梁、輔助墩和過渡墩的橫向響應(yīng)問題，提供一種用于控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩橫向響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩橫向響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，該斜拉橋具有主梁1、橋塔2、輔助墩5以及過渡墩8，該結(jié)構(gòu)體系包括：

在主梁1與橋塔2之間橫向設(shè)置的多個(gè)第一彈性支撐3與多個(gè)第一動(dòng)力阻尼裝置4；

在主梁1與輔助墩5之間橫向設(shè)置的多個(gè)第二彈性支撐6與多個(gè)第二動(dòng)力阻尼裝置7；以及

在主梁1與過渡墩8之間橫向設(shè)置的多個(gè)第三彈性支撐9與多個(gè)第三動(dòng)力阻尼裝置10。

上述方案中，所述多個(gè)第一彈性支撐3、多個(gè)第二彈性支撐6、多個(gè)第三彈性支撐9均為鋼材、形狀記憶合金、橡膠、高分子復(fù)合材料或這四種材料組合制成的彈性裝置。

上述方案中，所述多個(gè)第一動(dòng)力阻尼裝置4、多個(gè)第二動(dòng)力阻尼裝置7和多個(gè)第三動(dòng)力阻尼裝置10均為金屬阻尼器、高分子復(fù)合材料阻尼器、摩擦阻尼器、粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器或復(fù)合型阻尼器。

上述方案中，所述主梁1左右兩側(cè)與橋塔2的塔柱之間在橫向各設(shè)置有間隙，間隙的寬度B＝0.5～2m之間。所述多個(gè)第一彈性支撐3設(shè)置于所述主梁1左右兩側(cè)與橋塔2的塔柱之間的間隙內(nèi)，該多個(gè)第一彈性支撐3對(duì)主梁1提供橫向的彈性約束，但允許主梁1在縱向自由移動(dòng)。

上述方案中，通過所述多個(gè)第一彈性支撐3和所述多個(gè)第一動(dòng)力阻尼裝置4，控制主梁1的橫向位移和內(nèi)力響應(yīng)。

上述方案中，通過在在主梁1與輔助墩5之間橫向設(shè)置的多個(gè)第二彈性支撐6與多個(gè)第二動(dòng)力阻尼裝置7，控制主梁1和輔助墩5的橫向位移和內(nèi)力響應(yīng)。

上述方案中，通過在主梁1與過渡墩8之間橫向設(shè)置的多個(gè)第三彈性支撐9與多個(gè)第三動(dòng)力阻尼裝置10，控制主梁1和過渡墩8的橫向位移和內(nèi)力響應(yīng)。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的這種用于控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩橫向響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，通過合理設(shè)置多個(gè)第一彈性支撐3、多個(gè)第一動(dòng)力阻尼裝置4、多個(gè)第二彈性支撐6、多個(gè)第二動(dòng)力阻尼裝置7、多個(gè)第三彈性支撐9與多個(gè)第三動(dòng)力阻尼裝置10，所以能夠有效優(yōu)化布置斜拉橋的橫向結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)阻尼，從而能夠有效控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩在靜力和動(dòng)力作用下的位移和內(nèi)力響應(yīng)，保障橋梁的結(jié)構(gòu)安全及功能要求，降低了橋梁的建設(shè)成本。

2、本發(fā)明提供的這種用于控制斜拉橋主梁、輔助墩和過渡墩橫向響應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，由于第一彈性支撐3、第一動(dòng)力阻尼裝置4、第二彈性支撐6、第二動(dòng)力阻尼裝置7、第三彈性支撐9與第三動(dòng)力阻尼裝置10的安裝、檢查、維護(hù)、更換方便，經(jīng)濟(jì)性好，可以推廣應(yīng)用到懸索橋等其它橋型。