[發(fā)明專利]控制多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋縱向變形的彈性連接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011513910.1
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112681121B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁愛民;劉子豪;徐冠軍;王建軍;苗新歌;呂劍鋒;王雙龍;郝文廣
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué);中鐵十二局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 毛燕飛

本發(fā)明公開了一種控制多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋縱向變形的彈性連接裝置，所述彈性連接裝置設(shè)置于鋼箱梁和混凝土橋墩之間，包括插接到所述混凝土橋墩中的H型鋼二和H型鋼三包括H型鋼一，H型鋼二、三、四、無之間均焊接連接，彈簧鋼片與H型鋼一、五通過螺栓連接在同一平面。本發(fā)明提供的彈性連接裝置可以給多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋梁的梁體提供一定限度的縱向剛度，可以有效控制溫度作用下梁體的縱向位移，進(jìn)而減小墩柱內(nèi)力，不僅避免了墩與梁、墩與承臺固結(jié)區(qū)域發(fā)生強(qiáng)度超限的破壞，而且避免了梁端支座剪切破壞、伸縮縫擠壓破壞的發(fā)生，為結(jié)構(gòu)的安全和耐久性提供了保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程橋梁工程領(lǐng)域，具體涉及一種控制多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋縱向變形的彈性連接裝置。

背景技術(shù)

連續(xù)剛構(gòu)橋采用墩與梁、墩與承臺固結(jié)的連接方式，結(jié)構(gòu)具有較好的整體性，受力較為均勻，在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。連續(xù)剛構(gòu)橋梁的受力特點(diǎn)是在豎向荷載作用下，墩腳會產(chǎn)生水平力；同時(shí)，主梁由于溫度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力張拉等因素的影響，也會導(dǎo)致主梁的伸長和縮短。上述這些結(jié)構(gòu)行為都會在橋墩中產(chǎn)生彎矩，而且墩柱剛度越大，其分配到的內(nèi)力也就越大，反之越小。故在實(shí)際工程中，常采用高墩、雙肢薄壁墩等柔性墩來降低溫度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力等因素作用下的墩身彎矩。在城市橋梁中，橋梁墩柱往往均為矮墩，當(dāng)每聯(lián)橋梁較長時(shí)，溫度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)對橋梁墩柱的受力影響則更加明顯。傳統(tǒng)的連續(xù)剛構(gòu)橋通常采用三跨的結(jié)構(gòu)體系，而對于多跨長聯(lián)的連續(xù)剛構(gòu)橋(大于三跨)，上述因素引起的過大梁體縱向位移將對多跨長聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)橋的邊墩產(chǎn)生較大的彎矩，從而引起應(yīng)力超過規(guī)范的要求。為解決這一問題，工程設(shè)計(jì)中采用連續(xù)-剛構(gòu)的組合體系來釋放由于溫度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)等引起的主梁縱向變形，避免該縱向變形對墩柱產(chǎn)生較大的內(nèi)力。然而，并非所有的多跨長聯(lián)橋梁都適用連續(xù)剛構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系。對于曲線橋梁，如果將采用連續(xù)-剛構(gòu)結(jié)構(gòu)體系，在設(shè)支座的連續(xù)梁部分則可能由于橋梁抗傾覆能力不足，發(fā)生部分支座脫空，甚至梁體傾覆的事故。更為不利的是，對于一些曲線橋梁，為了獲得橋下使用凈空，橋墩采用獨(dú)柱墩，如果設(shè)置偏心支座進(jìn)行支承，這種結(jié)構(gòu)體系的邊界條件更加增加了上部結(jié)構(gòu)傾覆的危險(xiǎn)。可見現(xiàn)實(shí)工程中，不得不在一些曲線多跨長聯(lián)結(jié)構(gòu)中采用全部固結(jié)的形式。

多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋邊墩縱橋向彎矩較大，其根本原因是曲線梁的溫度變形向梁端累積。在邊墩不得不采用固結(jié)的邊界條件時(shí)，常采用柔性墩、搖擺柱或彈性連接的方法來解決溫度引起的縱向變形問題。日本的多多羅大橋?yàn)榱讼拗茦蛄嚎v向變形，設(shè)計(jì)了彈性連接裝置，采用預(yù)應(yīng)力筋將橋墩與主梁連接。其工作原理是彈性變形裝置從橋墩處沿順橋向向兩側(cè)各伸出預(yù)應(yīng)力筋，一端錨固于橋墩，另一端錨固于主梁，當(dāng)主梁沿著縱橋向擺動時(shí)，左右預(yù)應(yīng)力交替伸長或縮短，從而達(dá)到限制縱向變形的作用。而在多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋中，為了限制邊墩的縱向彎矩較大，必須限制溫度變形向梁兩端累積。因此，在各墩均與曲線梁固結(jié)的情況下，可行的方案是將溫度引起的變形在兩跨之間均勻分配或盡量接近。如果在梁端設(shè)置固定支座，目前各種類型的支座均無法承擔(dān)溫度變形所引起的較大的軸向向，該軸向力將導(dǎo)致支座發(fā)生剪切破壞。如果采用與多多羅大橋相同的彈性裝置，則由于在梁端處只能設(shè)置一側(cè)預(yù)應(yīng)力筋，只能約束降溫時(shí)梁體變形縮短而無法約束梁體縱向伸長的變形，可見，現(xiàn)有多多羅大橋的彈性連接裝置無法解決多跨長聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)橋的縱向變形問題，必須重新開發(fā)設(shè)計(jì)新的連接構(gòu)造，以解決在多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋最外側(cè)墩設(shè)計(jì)彈性連接裝置，達(dá)到雙向控制縱向變形的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種控制多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋縱向變形的彈性連接裝置。

實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種控制多跨長聯(lián)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋縱向變形的彈性連接裝置，所述彈性連接裝置設(shè)置于鋼箱梁和混凝土橋墩之間，其特征在于：包括H型鋼一、H型鋼二、H型鋼三、H型鋼四、H型鋼五和彈簧鋼結(jié)構(gòu)；

所述H型鋼二垂直插接到所述混凝土橋墩中，所述H型鋼三斜向插接到所述混凝土橋墩中，所述H型鋼二和所述H型鋼三與所述混凝土橋墩構(gòu)建成三角形支撐結(jié)構(gòu)；