[發明專利]一種超寬桁架橋結構體系及其設計方法

有效

• 申請號: 202110679548.3
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113373787B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 高宗余;張強;劉漢順;王東暉;羅扣;黃細軍;唐賀強;周健鴻;王忠彬;薛智波
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋勘測設計院集團有限公司
• 主分類號: E01D6/00
• 分類號: E01D6/00;E01D19/00;E01D19/16;E01D19/12
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 邱云雷

1.一種超寬桁架橋結構體系，其特征在于，其包括多個消減結構(3)，其沿縱橋向間隔分布在橋面系(2)的底部，所述消減結構(3)包括：

橫梁立柱(32)，其安裝在所述橋面系(2)中對應的橫梁上，并豎直向下延伸；

兩個拉索(33)，其在橫橋向上，分別設置在所述橫梁立柱(32)的兩側；所述拉索(33)的一端與所述橫梁立柱(32)連接，另一端與對應側桁梁(1)的下弦桿(12)連接，使兩個所述拉索(33)以設計張力作用在橋面系(2)和桁梁(1)上；所述設計張力為在桁架橋自身重力作用下，使相對位移為零的張力，所述相對位移為橫梁中間位置的豎向位移，與桁梁(1)豎向位移的差值。

2.如權利要求1所述的超寬桁架橋結構體系，其特征在于：

所述橫梁立柱(32)安裝在對應所述橫梁的中間位置處，使所述橫梁與兩個所述拉索(33)形成以拉索(33)為邊的等腰三角形。

3.如權利要求2所述的超寬桁架橋結構體系，其特征在于：

所述下弦桿(12)上設有豎直向下的連接塊；

所述拉索(33)通過所述連接塊與所述下弦桿(12)間接連接，并與所述橫梁所在的水平面呈設計夾角。

4.如權利要求1所述的超寬桁架橋結構體系，其特征在于：

所述橋面系(2)包括上層橋面系(21)和下層橋面系(22)，所述上層橋面系(21)和下層橋面系(22)之間設有預應力桿(31)，所述預應力桿(31)用于抵消上層橋面系(21)的面外彎矩。

5.一種如權利要求1所述的超寬桁架橋結構體系的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

擬定初始數據和設定數據，所述初始數據包括拉索(33)的截面積和張力，所述設定數據包括橫梁立柱(32)的延伸距離和桁架橋的橋寬；

根據所述初始數據和設定數據建立第一有限元分析模型，并施加彈性約束和輸入桁架橋恒載力，計算得出所述橫梁立柱(32)的恒載約束反力；

根據所述恒載約束反力，在所述第一有限元分析模型中進行分析計算，得出所述拉索(33)在桁架橋恒載力作用下的設計張力，并更新所述初始數據；

根據設定數據和更新的所述初始數據，得到第二有限元分析模型，并施加活載，計算得出所述拉索(33)的截面積，再次更新初始數據；

根據設定數據和再次更新的所述初始數據，得到第三有限元分析模型，并計算出橫梁的截面積，最終得到所述消減結構(3)的尺寸。

6.如權利要求5所述的超寬桁架橋結構體系的設計方法，其特征在于，根據所述恒載約束反力，在所述第一有限元分析模型中進行分析計算，得出所述拉索(33)在桁架橋恒載力作用下的設計張力，包括以下步驟：

根據計算公式，得出所述拉索(33)的待定張力；

將所述待定張力帶入所述第一有限元分析模型中，并取消彈性約束，進行計算得出所述橫梁中間位置的豎向位移，與桁梁(1)豎向位移的差值；

若差值為零，則將所述拉索(33)的待定張力作為設計張力；

否則，對所述拉索(33)的待定張力進行調整，并將調整后的待定張力帶入所述第一有限元分析模型中進行計算，得出對應的差值，對差值再次進行判斷。

7.如權利要求5所述的超寬桁架橋結構體系的設計方法，其特征在于，施加活載，計算得出所述拉索(33)的截面積，包括以下步驟：

對所述第二有限元分析模型施加活載，得到拉索(33)的最大索力和容許應力；

根據拉索(33)的最大索力和容許應力，得到需配置拉索(33)的截面積。