CN110607735A - 一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系 - Google Patents

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李世文
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Abstract

本发明公开了一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，包括梁体、桥墩以及桥塔，所述桥墩有若干并分布在桥塔与梁体相应端部之间的梁体下方，各所述桥墩顶部与梁体底部之间分别设置具有隔震装置的多向活动支座，所述梁体两端底部与桥墩之间分别设具有熔断机制的横向限位装置，所述桥塔与梁体侧面之间设置多向活动抗风支座。本发明可很好地满足桥梁正常使用时的竖向承载、水平承载、竖向转角及水平转角功能，也能实现地震时桥梁的减震耗能和防落梁功能。

Description

一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系
技术领域
本发明涉及一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，属于铁路桥梁技术领域。
背景技术
大跨度桥梁主梁支撑体系主要在桥塔处及梁端处设置竖向支座，竖向支座自身具备竖向承载及水平向的承载限位功能。并且会在桥塔处设置水平横向抗风支座，在梁端设置横向限位的抗震挡块，来实现桥梁体系的抗风、抗震功能。
但对于四线大跨度桥梁，桥梁跨度长，桥面宽，在外部荷载作用下，梁体会产生水平面的扭转，在梁端会产生竖向位移及水平向的转角。桥梁的支撑体系除了要适应桥梁的竖向承载、水平承载、竖向转角外，还要适应桥梁水平向的转角。
而常规支撑体系，只能满足桥梁竖向承载、水平承载、竖向转角要求，不能适应桥梁水平向的转角。而且桥梁地震情况下还应具备在具备一定的减隔震功能，纵桥向一般采用粘滞阻尼器。横桥向常规的减隔震手段为将各墩处的竖向支座改为摩擦摆支座，但摩擦摆支座在正常温度位移时会产生抬高量，不利于桥梁结构体系受力。故需采用一种支撑方式，不仅能够满足桥梁的竖向承载、水平承载、竖向转角、水平转角要求，地震时还具备减隔震功能。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述需求，提供一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系。
本发明采用的技术方案是这样的：
一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，包括梁体、桥墩以及桥塔，所述桥墩有若干并分布在桥塔与梁体相应端部之间的梁体下方，各所述桥墩顶部与梁体底部之间分别设置具有隔震装置的多向活动支座，所述梁体两端底部与桥墩之间分别设置具有熔断机制的横向限位装置，所述桥塔与梁体侧面之间设置多向活动抗风支座。
由于采用了上述技术方案，本发明可很好地满足桥梁正常使用时的竖向承载、水平承载、竖向转角及水平转角功能，也能实现地震时桥梁的减震耗能和防落梁功能。
作为优选，所述桥塔处的桥墩与梁体底部之间设纵向粘滞阻尼器。纵向粘滞阻尼器在地震时能起到减震耗能的作用。
作为优选，所述具有隔震装置的多向活动支座从上到下依次包括上板一、球冠衬板、限位装置、下板一和曲面板，所述上板一底面与球冠衬板顶部平面之间设置平面滑板并通过在上板一底面设置横桥向限位结构对球冠衬板横桥向两侧进行限位，所述球冠衬板底部球面与曲面板顶部凹面之间设置上球面滑板，所述曲面板底部曲面与下板一顶部凹面之间设置下球面滑板，所述下板一上设置纵桥向限位结构对曲面板纵桥向两侧进行限位。具有隔震装置的多向活动支座在横桥向为曲面形式的滑动面，在纵桥向为平面，可同时实现纵桥向、横桥向的位移，且横向具备一定的阻尼功能，并在横向设置了防落梁的限位装置，实现减震耗能。进一步优选，所述下球面滑板的材料与平面滑板、上球面滑板的材料不同，且下球面滑板与下板一之间的摩擦系数大于平面滑板与上板一之间的摩擦系数以及上球面滑板与球冠衬板底部球面之间的摩擦系数。
作为优选，所述具有熔断机制的横向限位装置包括上板二、抗剪块、抗剪销、转动套和下板二，所述抗剪块位于上板底部并通过抗剪销竖向穿过二者固定为一体，所述抗剪块下部嵌套插入转动套中且二者之间的接触面为球面形成球面转动副，所述转动套置于在下板二上，转动套纵向两侧面与下板二横向两侧的横向限位结构内侧面接触形成纵向平面滑动副。具有熔断机制的横向限位装置设置在梁端的墩台与梁之间，仅提供横向刚度，可实现纵向位移，且在地震时熔断，不再提供横向刚度。进一步优选，所述抗剪销在抗剪块与上板二底面的接触面位置开设剪断槽。
附图说明
图1是本发明支撑体系平面布置图的俯视图。
图2是本发明支撑体系布置图1(桥塔处的横截面图)。
图3是本发明支撑体系布置图2(桥墩处的横截面图)。
图4是本发明中具有隔震装置的多向活动支座的剖视图。
图5是本发明中具有熔断机制的横向限位装置的剖视图。
图中标记：1为具有隔震装置的多向活动支座，2为具有熔断机制的横向限位装置，3为多向活动抗风支座，4为纵向粘滞阻尼器，11为上板一，12为球冠衬板，13为限位装置，14为下板一，15为曲面板，21为上板二，22为抗剪块，23为抗剪销，24为转动套，25为下板二。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
实施例：
如图1所示，一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，包括梁体、桥墩以及桥塔，所述桥墩有若干并分布在桥塔与梁体相应端部之间的梁体下方，各所述桥墩顶部与梁体底部之间分别设具有隔震装置的多向活动支座1，所述梁体两端底部与桥墩之间分别设置具有熔断机制的横向限位装置2，所述桥塔与梁体侧面之间设置多向活动抗风支座3。
所述桥塔处的桥墩与梁体底部之间设纵向粘滞阻尼器4。
所述具有隔震装置的多向活动支座1从上到下依次包括上板一11、球冠衬板12、限位装置13、下板一14和曲面板15，所述上板一11底面与球冠衬板12 顶部平面之间设置平面滑板并通过在上板一1底面设置横桥向限位结构对球冠衬板12横桥向两侧进行限位，所述球冠衬板12底部球面与曲面板15顶部凹面之间设置上球面滑板，所述曲面板15底部曲面与下板一14顶部凹面之间设置下球面滑板，所述下板一14上设置纵桥向限位结构对曲面板15纵桥向两侧进行限位。所述下球面滑板的材料与平面滑板、上球面滑板的材料不同，且下球面滑板与下板一14之间的摩擦系数大于平面滑板与上板一11之间的摩擦系数以及上球面滑板与球冠衬板12底部球面之间的摩擦系数。
所述具有熔断机制的横向限位装置2包括上板二21、抗剪块22、抗剪销23、转动套24和下板二25，所述抗剪块22位于上板21底部并通过抗剪销23竖向穿过二者固定为一体，所述抗剪块22下部嵌套插入转动套24中且二者之间的接触面为球面形成球面转动副，所述转动套24置于在下板二25上，转动套24纵向两侧面与下板二25横向两侧的横向限位结构内侧面接触形成纵向平面滑动副。所述抗剪销23在抗剪块22与上板二21底面的接触面位置开设剪断槽。
桥梁正常工作条件下，各桥墩处的具有隔震装置的多向活动支座1可沿着横向、纵向进行温度位移，适应桥梁温度变形。由于该具有隔震装置的多向活动支座1无水平限位，可满足桥梁竖向及水平向转角。具有隔震装置的多向活动支座1仅横向滑动面为曲面，由于桥梁正常情况下横向位移量小，产生的横向抬高很小，对桥梁结构无影响。桥梁支撑体系的横向限位由梁端具有熔断机制的横向限位装置2实现，该具有熔断机制的横向限位装置2还可实现纵桥向的滑移，仅提供桥梁横向上的刚度，对纵向不限位，当梁端发生水平转动时，该限位装置能还能适应桥梁竖向及水平向转动。多向活动抗风支座3(也叫抗风支座)仅承受水平向的风载荷，对桥梁竖向和纵向不限位。整个支撑体系可满足桥梁的正常使用功能要求。
地震时，具有熔断机制的横向限位装置2熔断，不再对梁端进行横向限位，梁体可以纵向及横向位移。梁体纵向位移时，纵向粘滞阻尼器4进行纵桥向的减震耗能，当达到一定的位移量之后，纵向粘滞阻尼器4锁定，防止桥梁纵向位移超限发生落梁。具有隔震装置的多向活动支座1仅横向为曲面，地震时梁体沿着横向进行摆动，实现横向上的减振耗能。具有隔震装置的多向活动支座1设置了横向限位挡块，防止桥梁横向位移超限发生落梁。具有隔震装置的多向活动支座 1还具备复位功能，在地震结束后，梁体横向可实现自动复位。

Claims (6)

1.一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，包括梁体、桥墩以及桥塔，所述桥墩有若干并分布在桥塔与梁体相应端部之间的梁体下方，其特征在于：各所述桥墩顶部与梁体底部之间分别设置具有隔震装置的多向活动支座(1)，所述梁体两端底部与桥墩之间分别设具有熔断机制的横向限位装置(2)，所述桥塔与梁体侧面之间设置多向活动抗风支座(3)。
2.根据权利要求1所述的一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，其特征在于：所述桥塔处的桥墩与梁体底部之间设纵向粘滞阻尼器(4)。
3.根据权利要求1或2所述的一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，其特征在于：所述具有隔震装置的多向活动支座(1)从上到下依次包括上板一(11)、球冠衬板(12)、限位装置(13)、下板一(14)和曲面板(15)，所述上板一(11)底面与球冠衬板(12)顶部平面之间设置平面滑板并通过在上板一(1)底面设置横桥向限位结构对球冠衬板(12)横桥向两侧进行限位，所述球冠衬板(12)底部球面与曲面板(15)顶部凹面之间设置上球面滑板，所述曲面板(15)底部曲面与下板一(14)顶部凹面之间设置下球面滑板，所述下板一(14)上设置纵桥向限位结构对曲面板(15)纵桥向两侧进行限位。
4.根据权利要求3所述的一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，其特征在于：所述具有隔震装置的多向活动支座(1)的下球面滑板的材料与平面滑板、上球面滑板的材料不同，且下球面滑板与下板一(14)之间的摩擦系数大于平面滑板与上板一(11)之间的摩擦系数以及上球面滑板与球冠衬板(12)底部球面之间的摩擦系数。
5.根据权利要求1或2所述的一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，其特征在于：所述具有熔断机制的横向限位装置(2)包括上板二(21)、抗剪块(22)、抗剪销(23)、转动套(24)和下板二(25)，所述抗剪块(22)位于上板(21)底部并通过抗剪销(23)竖向穿过二者固定为一体，所述抗剪块(22)下部嵌套插入转动套(24)中且二者之间的接触面为球面形成球面转动副，所述转动套(24)置于在下板二(25)上，转动套(24)纵向两侧面与下板二(25)横向两侧的横向限位结构内侧面接触形成纵向平面滑动副。
6.根据权利要求5所述的一种四线大跨度铁路桥梁支撑体系，其特征在于：所述抗剪销(23)在抗剪块(22)与上板二(21)底面的接触面位置开设剪断槽。
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