CN102747685A

CN102747685A - 大跨径混合梁斜桥施工运营全过程多功能综合约束装置

Info

Publication number: CN102747685A
Application number: CN2011100977893A
Authority: CN
Inventors: 张喜刚; 徐国平; 刘明虎; 谭皓
Original assignee: CCCC Highway Consultants Co Ltd
Current assignee: CCCC Highway Consultants Co Ltd
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种大跨径混合梁斜桥施工运营全过程多功能综合约束装置，涉及桥梁工程技术，包括纵向阻尼、多向滑动支座及伸缩装置；其主梁和桥塔之间设有功能独立的纵向阻尼装置、纵向综合多功能装置、横向抗风支座，阻尼功能在桥梁运营期独立实现，纵向综合多功能装置在桥梁施工、运营全过程实现固结、顶推、限位三项功能。本发明为大跨径混合梁斜拉桥运营期提供有效的刚度与阻尼、保证桥梁的静力和动力响应在可接受范围内，同时其纵向综合多功能装置在桥梁上部结构悬臂拼装过程中兼作临时固结功能，在全桥合龙工况下兼作主梁顶推着力构造，实现桥梁无应力几何线形施工控制方法，功能清晰、受力合理、经济实用，适用于所有大跨径混合梁斜拉桥。

Description

大跨径混合梁斜桥施工运营全过程多功能综合约束装置

技术领域：

本发明涉及桥梁工程技术领域，是一种大跨径混合梁斜拉桥施工运营全过程约束装置。

背景技术：

随着桥梁工程技术的发展，现代斜拉桥的跨径已经超越千米。混合梁斜拉桥自1970年代在前联邦德国问世后，先后受到欧洲各国、日本等国家的青睐，1990年代后逐渐得到我国桥梁工程界的关注，近年来发展很快。该桥型主跨采用钢梁以减轻自重增大跨越能力，边跨采用混凝土梁进行配重并提高边跨刚度，充分发挥了钢和混凝土两种材料的优势。与相同跨径的全钢箱梁斜拉桥相比，混合梁斜拉桥中跨具有更大的跨越能力。

根据索塔与主梁的连接情况，混合梁斜拉桥结构支承装置通常分为全飘浮、半飘浮、纵向约束和梁塔固结4种。由于温度效应等对结构影响较大，塔梁固结的形式在大跨径混合梁斜拉桥结构装置中较少采用。对于飘浮及半飘浮装置，通常需要设置纵向附加装置以改善结构的静、动力反应，由此形成纵向约束装置。大跨径混合梁斜拉桥通常采用边跨混凝土梁支架现浇，中跨钢梁单悬臂拼装。因此，纵向约束装置在单悬臂施工过程中需要实现索塔与主梁的临时固结的功能；在主梁合拢前需要实现自适应可调整功能；在大桥的运营期需要实现阻尼及限位功能。

混合梁斜拉桥边跨为混凝土梁，具有跨数多、自重大、横向抗弯刚度大的特点。在主梁横向梯度温度效应的作用下，不同的横向约束装置所起到的效果也不同；若横向约束装置设置不当，将影响桥梁结构的安全与耐久。该方面的研究目前国内仍不多见。

发明内容

本发明的目的是针对混合梁斜拉桥结构装置的特点，提出一种大跨径混合梁斜拉桥施工、运营全过程约束装置，可保证桥梁的静力和动力响应控制在可接受的范围内，更突出的是其纵向综合多功能装置在桥梁上部结构悬臂拼装过程中兼作临时固结功能、在全桥合龙工况下兼作主梁顶推着力构造，实现桥梁无应力几何线形施工控制方法，功能清晰、受力合理、经济实用，适用于所有大跨径混合梁斜拉桥。。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种大跨径混合梁斜桥施工、运营全过程多功能综合约束装置，包括主梁、桥塔、斜拉索、过渡墩、辅助墩、纵向阻尼、多向滑动支座以及伸缩装置；纵向阻尼设于主梁与索塔之间，它们将主梁与索塔连接；多向滑动支座布置于过渡墩、辅助墩墩顶，它们将主梁与过渡墩及辅助墩相连；两个伸缩装置位于主梁两端，它们将主桥与引桥相连接；其还包括纵向综合多功能装置、横向抗风支座；其中：

纵向综合多功能装置包括三个刚性挡块，一个挡块在主梁底面从上往下垂直悬出，另两个挡块在索塔横梁顶面由下往上垂直伸出，两个挡块在桥梁纵向上相对主梁底面悬出的挡块，呈一前一后设置，三挡块之间留有空间；主梁与索塔之间至少有两个纵向综合多功能装置，两纵向综合多功能装置沿纵向相互并联设置；

纵向综合多功能装置在施工及运营期间对主梁与索塔实现不同的连接：主梁拼装施工期为固结、合龙时为顶推、运营期为限位；

多个横向抗风支座设置于主梁和索塔塔柱之间，沿桥梁的横向布置，在主梁两外侧面与索塔内侧面之间，于主梁一侧至少固设一个；

多个横向抗风支座设置于边跨梁两端内下侧，沿桥梁的横向布置，在边跨梁下侧面与过渡墩上端面之间，各至少固设一个；

横向抗风支座将减小主梁截面横向温差的荷载效应。

所述的多功能综合约束装置，其所述横向抗风支座固设在边跨梁下侧面与过渡墩上端面之间，是在边跨梁下侧面从上往下垂直悬出一牛腿，在过渡墩上端面由下往上垂直伸出另一牛腿，两牛腿连线位于桥梁的横方向，两牛腿之间有空隙，空隙中设有横向抗风支座，横向抗风支座两端分别与两牛腿固接。

所述的多功能综合约束装置，其所述纵向阻尼为动力阻尼，设置于主梁底面与索塔横梁的顶面之间，在每个索塔处至少有一个，液体粘滞阻尼器的轴向与主梁的纵方向一致。

所述的多功能综合约束装置，其所述多向滑动支座是支承装置，在主梁与过渡墩及辅助墩之间，沿过渡墩及辅助墩的顶平面的横向布置，在每个墩顶面至少各有两个。

所述的多功能综合约束装置，其所述刚性挡块，根据桥梁实际情况采用钢结构或钢筋混凝土结构；横向抗风支座，根据实际受力情况选择盆式橡胶支座或球形钢支座。

本发明所述的大跨径混合梁斜拉桥施工、运营全过程综合多功能约束装置，其有益效果是：

一、纵向综合多功能装置可实现施工期塔梁临时固结、合龙时顶推、运营期限位等多种功能，而不需要根据不同桥梁施工、运营时序分别设置多种装置。该装置构造简单、受力可靠、便于施工和运营期管养，具有良好的经济性。

二、纵向综合多功能装置与纵向阻尼装置共同使用可简化纵向阻尼装置的设计、制造。

三、由索塔处及边跨梁端横向抗风支座构成的桥梁横向约束装置的布置，对于结构的静力反应较为优良，特别是对箱梁横向截面梯度温度有较好的适应性；同时对于结构的动力反应适应性亦较好。

附图说明

图1为本发明大跨径混合梁斜拉桥施工、运营全过程综合多功能约束装置的正视示意图；

图2为本发明大跨径混合梁斜拉桥施工、运营全过程综合多功能约束装置的俯视示意图；

图3为本发明的主梁与索塔纵向连接剖面示意图；

图4为本发明的主梁与索塔横向连接剖面示意图；

图5为本发明的主梁与辅助墩连接处的剖面示意图；

图6为本发明的主梁与过渡墩连接处的剖面示意图；

图7为图6中本发明的主梁与过渡墩连接处，过渡墩顶面平面示意图。

图中的标记分述如下：

主梁1；索塔2；斜拉索3；辅助墩4；过渡墩5；横向抗风支座6；纵向阻尼7；纵向综合多功能装置8；多向滑动支座9；伸缩装置10；引桥主梁11；耳板12；耳板13；牛腿14；牛腿15。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的描述。

参见图1、2、3、4、5、6及图7所示，本发明的一种大跨径混合梁斜拉桥施工、运营全过程综合多功能约束装置，是由：主梁1；索塔2；斜拉索3；辅助墩4；过渡墩5；横向抗风支座6；纵向阻尼7；纵向综合多功能装置8；多向滑动支座9；伸缩装置10等九大部分组成。主梁1与索塔2之间由横向抗风支座6、纵向阻尼7以及纵向综合多功能装置8实现横向和纵向连接，由多向滑动支座9实现竖向连接；主梁1与过渡墩5之间通过横向抗风支座6实现横向连接，多向滑动支座9实现竖向连接；主梁1与辅助墩4之间通过多向滑动支座9实现竖向连接。

纵向综合多功能装置8由三个挡块组成，一个挡块在主梁底面从上往下垂直悬出，另两个挡块在索塔横梁顶面由下往上垂直伸出，两个挡块在桥梁纵向上相对主梁底面悬出的挡块，呈一前一后设置，三挡块之间留有空间；主梁1与索塔2之间至少有两个纵向综合多功能装置8，两纵向综合多功能装置8沿纵向相互并联设置。在主梁悬臂安装、合龙和运营期通过在空间设置不同装置实现不同功能。

其中，主梁单悬臂施工时，纵向综合多功能装置8每组挡块的空间中填塞临时填充物，实现塔梁之间的临时纵向约束；合龙时，采用千斤顶置换临时填充物，作为主梁顶推施工的着力点；成桥运营时，千斤顶作为主梁的刚性限位装置控制桥梁结构的极端静动力反应；由一个空间实现上述三种功能。

多个横向抗风支座6设置于主梁1和索塔2塔柱之间，沿桥梁的横向布置，在主梁1两外侧面与索塔2内侧面之间，于主梁1一侧至少固设一个；或设置于边跨梁两端内下侧，沿桥梁的横向布置，在边跨梁下侧面与过渡墩5上端面之间，各至少固设一个。

横向抗风支座6固设在边跨梁下侧面与过渡墩5上端面之间，是在边跨梁下侧面从上往下垂直悬出一牛腿14，在过渡墩上端面由下往上垂直伸出另一牛腿15，两牛腿连线位于桥梁的横方向，两牛腿之间有空隙，空隙中设有横向抗风支座6，横向抗风支座6两端分别与两牛腿固接。

纵向阻尼7沿桥梁的纵向布置，其所述阻尼器的两端各有一个耳板，耳板12与主梁底面连接，耳板13与索塔横梁顶面连接。

本发明的横向约束装置，主梁1与索塔2之间横向抗风支座、主梁1与过渡墩5顶面之间横向抗风支座6共同提供横向约束。该形式的横向约束装置对主梁梁体的横向温度梯度作用有较好的适应性，同时在横向地震作用下结构的动力响应无明显不利反应。

Claims

1.一种大跨径混合梁斜桥施工运营全过程多功能综合约束装置，包括主梁、桥塔、斜拉索、过渡墩、辅助墩、纵向阻尼、多向滑动支座以及伸缩装置；纵向阻尼设于主梁与索塔之间，它们将主梁与索塔连接；多向滑动支座布置于过渡墩、辅助墩墩顶，它们将主梁与过渡墩及辅助墩相连；两个伸缩装置位于主梁两端，它们将主桥与引桥相连接；其特征在于：还包括纵向综合多功能装置、横向抗风支座；其中：

横向抗风支座将减小主梁截面横向温差的荷载效应。

2.如权利要求1所述的多功能综合约束装置，其特征在于：所述横向抗风支座固设在边跨梁下侧面与过渡墩上端面之间，是在边跨梁下侧面从上往下垂直悬出一牛腿，在过渡墩上端面由下往上垂直伸出另一牛腿，两牛腿连线位于桥梁的横方向，两牛腿之间有空隙，空隙中设有横向抗风支座，横向抗风支座两端分别与两牛腿固接。

3.如权利要求1所述的多功能综合约束装置，其特征在于：所述纵向阻尼为动力阻尼，设置于主梁底面与索塔横梁的顶面之间，在每个索塔处至少有一个，液体粘滞阻尼器的轴向与主梁的纵方向一致。

4.如权利要求1所述的多功能综合约束装置，其特征在于：所述多向滑动支座是支承装置，在主梁与过渡墩及辅助墩之间，沿过渡墩及辅助墩的顶平面的横向布置，在每个墩顶面至少各有两个。

5.如权利要求1所述的多功能综合约束装置，其特征在于：所述刚性挡块，根据桥梁实际情况采用钢结构或钢筋混凝土结构；横向抗风支座，根据实际受力情况选择盆式橡胶支座或球形钢支座。