[發明專利]改善橫向動力受力性能的外邊跨無斜拉索的斜拉橋

無效

• 申請號: 201410749441.1
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104452572A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉明虎;孟凡超;李國亮;吳偉勝;張革軍;張梁;于高志
• 申請（專利權）人: 中交公路規劃設計院有限公司
• 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: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及橋梁工程技術領域，具體涉及斜拉橋，特別是一種改善橫向動力受力性能的外邊跨無斜拉索的斜拉橋。

背景技術

我國自1975年建成第一座試驗性斜拉橋以來，經過近40年的發展，已成為世界上擁有斜拉橋數量最多的國家。作為一種柔性結構，斜拉橋對風、地震等動力荷載較為敏感。而隨著全球范圍內氣候的變化，臺風、強震頻發，斜拉橋的動力性能日益引起各方面的重視。

斜拉橋的上部與下部的連接類型，總體上可分3類：剛性、自由、阻尼。總體而言，剛性連接具有最大的剛度、最小的位移、最大的內力；自由連接具有最小的剛度、最大的位移、最小的內力；阻尼連接則介乎前兩者之間。風荷載作用下，靜力分量的總的數值是確定的、獨立于約束體系的，必須沿著一定的傳力途徑傳遞至基礎；地震荷載作用下，結構內力的大小是與約束體系密切相關的。合理的約束體系，應在構造可行的前提下，實現靜力、動力的協調，以及位移、內力的平衡。

相比于常規的斜拉橋，外邊跨無斜拉索的斜拉橋增設了不設斜拉索的邊跨。由于部分邊跨的自重傳遞至輔助墩處豎向支座，故可不再設置額外的壓重。但是，增設的邊跨會導致結構周期的加長，對結構動力特性、抗震性能有一定影響。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明所要解決的問題是現有的外邊跨無斜拉索的斜拉橋無法有效地減小橋墩及基礎在橫向地震等動力荷載下的內力及位移的問題。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種外邊跨無斜拉索的斜拉橋，包括主梁、橋塔、輔助墩、過渡墩和斜拉索，所述橋塔包括塔柱和下橫梁，所述主梁由橋塔、輔助墩、過渡墩共同支承，在該主梁的縱向方向上，所述輔助墩位于橋塔的兩側，所述過渡墩位于輔助墩的兩側，所述斜拉索用于連接橋塔的塔柱與主梁，所述輔助墩和所述過渡墩之間的主梁部分不通過所述斜拉索與所述橋塔的塔柱連接；所述過渡墩通過第一豎向支座支承所述主梁，所述第一豎向支座具備橫向解鎖功能；所述輔助墩通過第二豎向支座支承所述主梁，且通過橫向阻尼裝置與所述主梁連接，該橫向阻尼裝置的阻尼方向為所述主梁的橫向；所述橋塔的下橫梁通過第三豎向支座支承所述主梁，且所述主梁與所述橋塔的塔柱之間通過橫向支座連接，該橫向支座沿所述主梁的橫向布置。

根據本發明的一種具體實施方式，所述橫向阻尼裝置為液體粘滯阻尼裝置、軟鋼阻尼裝置、液壓緩沖阻尼裝置或粘彈性阻尼裝置中的一種。

根據本發明的一種具體實施方式，所述橫向阻尼裝置的接頭為球鉸。

根據本發明的一種具體實施方式，所述第一豎向支座的橫向承載力具有解鎖功能，即所述第一豎向支座橫向承載力在該支座受到的橫向剪切力達到其承載力后迅速卸載，不再繼續承擔橫向剪力。

根據本發明的一種具體實施方式，所述第三豎向支座橫向的承載力～變形具有剛塑性特征，即所述第三豎向支座橫向承載力在該支座受到的橫向剪切力達到其承載力后隨著變形的增大保持不卸載。

根據本發明的一種具體實施方式，所述過渡墩通過兩個第一豎向支座支承所述主梁，該兩個第一豎向支座橫向關于所述主梁的中心軸對稱。

根據本發明的一種具體實施方式，所述輔助墩通過兩個第二豎向支座支承所述主梁，該兩個第二豎向支座橫向關于所述主梁的中心軸對稱。

根據本發明的一種具體實施方式，所述每個橋塔的下橫梁通過兩個第三豎向支座支承所述主梁，該兩個第三豎向支座橫向關于所述主梁的中心軸對稱。

根據本發明的一種具體實施方式，所所述主梁的一側通過至少一個所述橫向支座連接與所述橋塔的塔柱連接。

根據本發明的一種具體實施方式，所述輔助墩的墩頂設置阻尼裝置下連接座，所述主梁的底部的相應位置設置阻尼裝置上連接座，所述下連接座和上連接座分別用于連接所述橫向阻尼裝置的兩端。

(三)有益效果

與現有約束體系的斜拉橋相比，本發明可大幅降低輔助墩、過渡墩及基礎在橫向地震作用下的內力，降低幅值可達50％以上，從而可采用更小的結構尺寸及基礎規模，節約更多的工程材料，且輔助墩與過渡墩受力趨于協調，還可有效控制輔助墩處地震作用下主梁的橫向位移，尤其適用于高地震烈度地區。

附圖說明

圖1是本發明的外邊跨無斜拉索的斜拉橋的一個實施例的示意圖；

圖2是本發明的外邊跨無斜拉索的斜拉橋的一個實施例的過渡墩橫向連接剖面示意圖；

圖3是本發明的外邊跨無斜拉索的斜拉橋的一個實施例的輔助墩的橫向連接剖面示意圖；