CN107326800B - 一种双层钢箱式无轴力铰装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层钢箱式无轴力铰装置，包括钢箱以及设置在主梁上的支承横梁，钢箱通过滑板支座固定在支承横梁上；主梁跨中现浇混凝土并安装伸缩缝，钢箱包括上钢箱和下钢箱，上钢箱和下钢箱之间设置有滑移层，上钢箱和下钢箱分别通过滑板支座固定在支承横梁上。本发明采用上下双层钢箱与滑移层的组合设计，两钢箱分别与两半跨主梁通过剪力钉限制轴向滑移，滑移仅发生在滑移层之间，其在有效实现结构功能的同时，具有很高的整体稳定性，且在长时间运营产生一定滑移量时可以配合调索方便复位，易于修复。

Description

一种双层钢箱式无轴力铰装置
技术领域
本发明属于工程结构装置领域，更具体地说，涉及一种双层钢箱式无轴力铰装置。
背景技术
地锚式斜拉桥是一种由传统自锚式斜拉桥衍生出来的新桥型，其边跨斜拉索全部或部分锚于地锚，主跨为自锚体系，又称部分地锚式斜拉桥。边跨受地形影响往往远小于主跨，为平衡巨大的负反力，需在边跨采用重力式锚固桥台。据研究，地锚式斜拉桥较之于传统斜拉桥具有更为卓越的跨越能力，并且在特大跨径范围内，其力学性能也有显著优势。由于地锚式斜拉桥的特殊构造，跨中需设置一种可允许主梁纵向滑动的铰构件以释放轴力。目前应用于实际工程的跨中铰构件主要有两种类型：一是只传递剪力而不传递弯扭矩的剪力铰；二是同时传递弯扭矩与剪力的变位装置，简称无轴力铰。相比较前者，后者对于桥梁整体抗震性能与跨中桥面平顺性都更为有利。目前，无轴力铰构造一般采用单片钢箱的组合，主梁内适当位置设置横隔梁以安置钢箱，钢箱与跨中主梁通过多个滑板支座连接，该结构可以实现弯扭矩和剪力的传递。然而，由于其传力的特殊性，实际工程环境中，钢箱由于缺乏必要的轴向约束，其滑移是不可逆的，而当钢箱距初始位置偏移过多时，必然会对全桥受力产生不利影响。另一方面，仅依赖支座滑移释放轴力，滑移量较大时，钢箱与主梁会产生不协调的变形从而导致钢箱更难复位，维修困难。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种双层钢箱式无轴力铰装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
设计一种双层钢箱式无轴力铰装置，包括钢箱以及设置在主梁上的支承横梁，所述钢箱通过滑板支座固定在支承横梁上；所述主梁跨中现浇混凝土并安装伸缩缝，所述钢箱包括上钢箱和下钢箱，所述上钢箱和下钢箱之间设置有滑移层，所述上钢箱和下钢箱分别通过滑板支座固定在支承横梁上。
在上述方案中，所述上钢箱与滑板支座之间、下钢箱与滑板支座之间分别留有空隙，且空隙大小通过设置在所述支承横梁和上钢箱之间、所述支承横梁和下钢箱之间的开孔薄钢板数量进行调整，所述支承横梁、开孔薄钢板、上钢箱三者通过剪力钉固定，所述支承横梁、开孔薄钢板、下钢箱三者通过剪力钉固定。
在上述方案中，所述滑移层包括上滑移板和下滑移板，所述上钢箱与上滑移板之间通过剪力钉连接，所述下钢箱与下滑移板之间通过剪力钉连接，所述上滑移板和下滑移板的接触面为滑移面。
实施本发明一种双层钢箱式无轴力铰装置，具有以下有益效果：
本发明采用上下双层钢箱与滑移层的组合设计，两钢箱分别与两半跨主梁通过剪力钉限制轴向滑移，滑移仅发生在滑移层之间，其在有效实现结构功能的同时，具有很高的整体稳定性，且在长时间运营产生一定滑移量时可以配合调索方便复位，易于修复。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种双层钢箱式无轴力铰装置的整体结构示意图；
图2是钢箱与支承横梁通过剪力钉连接处的细部图；
图3是滑移层的构造图；
图4是支承横梁及其与钢箱相对位置示意图；
图5是双层钢箱式无轴力铰装置安装完成后的整体效果图；
图6是双层钢箱式无轴力铰装置在地锚式斜拉桥的位置示意图。
图中：1-钢箱(包括上钢箱1-1和下钢箱1-2)；2-剪力钉；3-伸缩缝；4-滑板支座；5-滑移层(包括上滑移板5-1和下滑移板5-2)；6-混凝土；7-主梁；8-支承横梁；9-开孔薄钢板。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1和图4所示，本发明提供一种双层钢箱式无轴力铰装置，包括钢箱1以及设置在主梁7上的支承横梁8，钢箱1通过滑板支座4固定在支承横梁8上，以约束钢箱1的横桥向和竖向位移，并限制钢箱1与部分主梁7的相对轴向位移，实现结构整体稳定。主梁7跨中现浇混凝土6并安装伸缩缝3，保证桥面连续与平顺。钢箱1包括上钢箱1-1和下钢箱1-2，上钢箱1-1和下钢箱1-2分别通过滑板支座4固定在支承横梁8上。如图2所示，上钢箱1-1与滑板支座4之间、下钢箱1-2与滑板支座4之间分别留有空隙，且空隙大小通过设置在支承横梁8和上钢箱1-1之间、支承横梁8和下钢箱1-2之间的开孔薄钢板9数量进行调整；支承横梁8、开孔薄钢板9、上钢箱1-1三者通过剪力钉2固定，支承横梁8、开孔薄钢板9、下钢箱1-2三者通过剪力钉2固定。如图3所示，上钢箱1-1和下钢箱1-2之间设置有滑移层5，滑移层5包括上滑移板5-1和下滑移板5-2，上钢箱1-1与上滑移板5-1之间通过剪力钉2连接，下钢箱1-2与下滑移板5-2之间通过剪力钉2连接。上滑移板5-1和下滑移板5-2的接触面为滑移面，滑移面上可涂抹润滑剂以减小摩擦。
图5为多个双层钢箱式无轴力铰装置放置在主梁跨中组成的无轴力铰体系效果图，多个双层钢箱式无轴力铰装置并联可以提高主梁的抗扭性能。图6为安装完成后的双层钢箱式无轴力铰装置在地锚式斜拉桥中的位置示意图。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种双层钢箱式无轴力铰装置，包括钢箱（1）以及设置在主梁（7）上的支承横梁（8），所述钢箱（1）通过滑板支座（4）固定在支承横梁（8）上；所述主梁（7）跨中现浇混凝土（6）并安装伸缩缝（3），其特征在于，所述钢箱（1）包括上钢箱（1-1）和下钢箱（1-2），所述上钢箱（1-1）和下钢箱（1-2）之间设置有滑移层（5），所述上钢箱（1-1）和下钢箱（1-2）分别通过滑板支座（4）固定在支承横梁（8）上；
所述上钢箱（1-1）与滑板支座（4）之间、下钢箱（1-2）与滑板支座（4）之间分别留有空隙，且空隙大小通过设置在所述支承横梁（8）和上钢箱（1-1）之间、所述支承横梁（8）和下钢箱（1-2）之间的开孔薄钢板（9）数量进行调整，所述支承横梁（8）、开孔薄钢板（9）、上钢箱（1-1）三者通过剪力钉（2）固定，所述支承横梁（8）、开孔薄钢板（9）、下钢箱（1-2）三者通过剪力钉（2）固定；所述滑移层（5）包括上滑移板（5-1）和下滑移板（5-2），所述上钢箱（1-1）与上滑移板（5-1）之间通过剪力钉（2）连接，所述下钢箱（1-2）与下滑移板（5-2）之间通过剪力钉（2）连接，所述上滑移板（5-1）和下滑移板（5-2）的接触面为滑移面。
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