[實用新型]一種用于控制三塔斜拉橋主梁和橋塔縱向響應的結構體系

有效

• 申請號: 201320039722.9
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN203238528U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 張喜剛;劉高
• 申請（專利權）人: 中交公路規劃設計院有限公司;中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: E01D11/04
• 分類號: E01D11/04;E01D19/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本實用新型涉及橋梁工程技術領域，具體涉及一種用于控制三塔斜拉橋主梁和橋塔縱向響應的結構體系。?

背景技術

斜拉橋是一種現代橋型，經濟性好，適應性廣，現在已發展成為大跨橋梁的主流橋型。面對深水、軟基、多航道通航等復雜的建設條件，多塔斜拉橋具有很強的競爭力。目前，三塔斜拉橋在工程中得到了廣泛應用，如香港汀九大橋、岳陽洞庭湖大橋、湖北夷陵長江大橋、武漢二七長江大橋等。?

三塔斜拉橋的結構體系直接關系橋梁的總體設計、結構安全及功能的實現。與雙塔斜拉橋相比，三塔斜拉橋的中塔兩側缺乏有效的縱向約束，使結構柔性更大、阻尼更低，對汽車、溫度、風和地震等靜力和動力作用更為敏感，主梁縱向位移、主梁豎向撓度、斜拉索疲勞應力幅和塔底內力等比雙塔斜拉橋要大得多。?

三塔斜拉橋在縱向的結構體系有：(1)主梁與橋塔全固結體系；(2)主梁與橋塔全飄浮體系；(3)主梁與中塔固結、主梁與邊塔飄浮體系；(4)主梁與橋塔之間設置阻尼器的阻尼體系；(5)中塔塔頂與邊塔塔頂之間，或中塔塔頂與邊塔下塔柱之間設置加勁索體系等。?

主梁與橋塔之間采用全固結體系，結構剛度大，有利于橋塔區主梁的安裝。但是，在溫度及地震作用下橋塔及主梁產生很大的彎矩。?

主梁和橋塔之間采用全飄浮體系，可以釋放溫度作用下結構的內力。但是在縱向大風作用下，主梁梁端將產生過大位移而導致梁段伸縮裝置大型化，同時橋塔頂部位移也會很大。此外，由于橋梁縱向阻尼很小，在地震作用下主梁和橋塔的內力響應較大。?

主梁與中塔固結、主梁與邊塔飄浮體系能夠控制溫度作用下結構的位?移和內力響應，但在地震作用下主梁和橋塔的位移和內力響應較大。?

主梁與橋塔之間設置阻尼器的阻尼體系能夠釋放溫度作用下結構的內力，而且可以有效地控制地震作用下結構的位移和內力響應。但是，在縱向大風作用下會在主梁梁端產生過大位移而導致梁段伸縮裝置大型化，同時也會引起橋塔頂部位移和塔底彎矩過大。?

中塔塔頂與邊塔塔頂之間，或中塔塔頂與邊塔下塔柱之間設置加勁索體系能夠有效控制橋梁的縱向靜動力響應，但是這類體系導致橋梁的景觀性能較差，而且加勁拉索本身的振動問題、疲勞耐久性問題等比較突出，需要深入研究。?

實用新型內容

(一)要解決的技術問題?

有鑒于此，本實用新型的主要目的是針對三塔斜拉橋在溫度、汽車制動、風和地震等作用下主梁和橋塔的縱向響應問題，提供一種用于控制三塔斜拉橋主梁和橋塔縱向響應的結構體系。?

(二)技術方案?

為達到上述目的，本實用新型提供了一種用于控制三塔斜拉橋主梁和橋塔縱向響應的結構體系，該三塔斜拉橋具有主梁1、中塔2以及位于中塔2兩側的第一邊塔3和第二邊塔4，該結構體系包括：?

在主梁1與中塔2之間縱向設置的多個中塔彈性支撐5與多個中塔動力阻尼裝置6；?

在主梁1與第一邊塔3之間縱向設置的多個第一動力阻尼裝置7；以及?

在主梁1與第二邊塔4之間縱向設置的多個第二動力阻尼裝置8。?

上述方案中，所述多個中塔彈性支撐5與所述多個中塔動力阻尼裝置6是控制主梁1和中塔2的縱向靜力和動力響應。?

上述方案中，所述多個中塔動力阻尼裝置6、多個第一動力阻尼裝置7和多個第二動力阻尼裝置8均為金屬阻尼器、高分子復合材料阻尼器、摩擦阻尼器、粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器或復合型阻尼器。上述方案中，?所述多個中塔彈性支撐5均被設置有一個抗拉或抗壓強度閥值K帕斯卡(Pa)，K為自然數；在靜力、汽車制動力、風和7級以下中小地震的作用下，所述多個中塔彈性支撐5的受力強度小于該抗拉或抗壓強度閥值K帕斯卡(Pa)，所述多個中塔彈性支撐5正常工作；在7級及7級以上大地震作用下，所述多個中塔彈性支撐5的受力強度大于該抗拉或抗壓強度閥值K帕斯卡(Pa)，所述多個中塔彈性支撐5退出工作，此時，所述多個中塔動力阻尼裝置6啟動工作，控制主梁1和中塔2的縱向動力響應。?

上述方案中，所述多個第一動力阻尼裝置7是控制主梁1和第一邊塔3的縱向動力響應。?

上述方案中，所述多個第二動力阻尼裝置8是控制主梁1和第二邊塔4的縱向動力響應。?

(三)有益效果?

從上述技術方案可以看出，本實用新型具有以下有益效果：?