CN110886182A - 增加桥梁横向刚度的装置及其桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增加桥梁横向刚度的装置，包括沿纵桥向平行设置于桥梁主梁两侧的水平拉索和用于连接水平拉索与桥梁主梁的支撑杆，所述水平拉索通过支撑杆与桥梁主梁形成若干节点的横向限位连接；在不需要增加桥面宽度及主梁材料用量的情况下，增加桥梁主梁横向刚度、降低横向变形和振幅，且结构合理、材料利用率高、施工方便快捷。本发明的增加桥梁横向刚度的装置可应用于梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等各类型桥梁，尤其适用于主梁宽度和跨度之比很小的人行桥、轨道桥和超大跨度桥梁，在保证桥梁结构满足横向刚度要求的前提下，能够减小工程量、降低成本。

Description

增加桥梁横向刚度的装置及其桥梁

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域领域，具体涉及一种增加桥梁横向刚度的装置及其桥梁。

背景技术

桥梁的刚度控制是桥梁设计的重要指标。桥梁结构的主梁除了保证必要的竖向刚度以外，在横桥向必须具有足够的刚度，若主梁横向刚度太小，会导致主梁在外荷载作用下发生较大的横向变形和振幅，引起司机、乘客或桥上行人的不舒适和不安全感，影响正常使用，因此必须对主梁的横向刚度加以控制。评价主梁横向刚度的指标主要有主梁宽度和跨度之比、横向挠跨比、横向自振频率、梁端横向折角等。为保证主梁具有足够的横向刚度，通常的做法是将主梁宽度和跨度之比控制在一定范围之内。人行桥、铁路桥、轨道桥具有桥面窄的特点，超大跨度桥梁的桥面宽度也是根据实际交通功能需求来确定，如果单一地采用增大主梁宽度和跨度之比的方法来保证主梁的横向刚度，将增加自重，降低结构效率，造成材料浪费，降低经济效益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种增加桥梁横向刚度的装置，在不需要增加桥面宽度及主梁材料用量的情况下，增加桥梁主梁横向刚度、降低横向变形和振幅，且结构合理、材料利用率高、施工方便快捷。

本发明的增加桥梁横向刚度的装置，包括沿纵桥向平行设置于桥梁主梁水平两侧的水平拉索和用于连接水平拉索与主梁的支撑杆，所述水平拉索通过支撑杆与桥梁主梁形成若干节点的横向限位连接；

进一步，所述支撑杆一端与桥梁主梁固定连接，另一端与水平拉索活动连接；

进一步，所述水平拉索以可沿纵桥向移动的方式与支撑杆活动连接；

进一步，所述支撑杆设置有与水平拉索滑动连接的环形件，所述环形件套接于水平拉索；

进一步，所述环形件与水平拉索之间设置有滑套；

进一步，所述滑套包括固定设置于环形件内侧壁的内滑套以及固定设置于水平拉索表面的与内滑套相对应的外滑套，所述内滑套和外滑套可沿纵桥向相对滑动；

进一步，所述支撑杆在水平向和竖直向形成位于水平拉索与桥梁主梁之间的若干个三角形支撑结构，且三角形支撑结构在水平向两两连接；

进一步，所述三角形支撑结构在水平面由连接同一环形件的边支撑杆Ⅰ、中支撑杆Ⅱ、边支撑杆Ⅲ组成，所述中支撑杆Ⅱ与桥梁主梁的连接点与边支撑杆Ⅰ和边支撑杆Ⅲ与桥梁主梁的连接点不在同一水平线；

进一步，所述水平拉索为柔性拉索，所述环形件采用螺杆和螺母连接固定。

本发明还公开一种桥梁，所述桥梁设置有增加桥梁横向刚度的装置。

本发明的有益效果是：本发明公开的增加桥梁横向刚度的装置，在不需要增加桥面宽度及主梁材料用量的情况下，增加桥梁主梁横向刚度、降低横向变形和振幅，且结构合理、材料利用率高、施工方便快捷。本发明的增加桥梁横向刚度的装置可应用于梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等各类型桥梁，尤其适用于主梁宽度和跨度之比很小的人行桥、轨道桥和超大跨度桥梁，在保证桥梁结构满足横向刚度要求的前提下，能够减小工程量、降低成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明平面结构示意图；

图2为本发明的横向结构示意图；

图3为图1的A部放大结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明平面结构示意图；图2为本发明的横向结构示意图；图3为图1的A部放大结构示意图。如图所示：本实施例的增加桥梁横向刚度的装置，包括沿纵桥向平行设置于桥梁主梁1两侧的水平拉索2和用于连接水平拉索2与桥梁主梁1的支撑杆3，所述水平拉索2通过支撑杆3与桥梁主梁1形成若干节点的横向限位连接；水平拉索2和主梁通过若干个支撑杆3沿横桥向连接水平拉索2和桥梁主梁1，形成若干节点横向限位连接，通过被张拉后紧绷的水平拉索2和支撑杆3为主梁提供横向稳定力和约束作用，并降低横向变形和振幅，限制桥梁主梁1的横向变形，以此增加桥梁主梁1的横桥向抗弯刚度，同时又限制水平拉索2产生的变形和振动。水平拉索2采用直线，平行于桥梁主梁1两侧，与桥梁主梁1的边缘距离相等。桥梁主梁1两侧的水平拉索2可以具有相同的直径和相同的拉力，亦可以有不同的直径和不同的拉力，例如，当桥梁是直线形且对称时，位于桥梁主梁1两侧的水平拉索2采用相同直径和相同拉力，反之，则可根据实际情况采用不同的直径和不同的拉力。水平拉索2的锚固于桥梁的两端基础座(如拱桥的拱脚的扩大基础、拱座)或者是其他锚固点，只要水平拉索2固定后与平行于桥梁主梁1水平两侧即可。

本实施例中，所述支撑杆3一端与桥梁主梁1固定连接，另一端与水平拉索2活动连接；支撑杆3与水平拉索2活动连接是指支撑杆3与水平拉索2之间连接后可相互活动，是相对于固定连接的活动连接，是连接关系下的“活动”，当桥梁在外荷载作用下发生较大的横向变形和振幅导致发生横向位移的时候，紧绷的水平拉索2通过支撑杆3提供与主梁位移方向相反的反弹力，以限制主梁的横向变形。而这种活动连接又可避免支撑杆3与水平拉索2之间因应力集中导致的磨损或损害。而支撑杆3与桥梁主梁1必须固定连接，便于具有足够的结构刚度。支撑杆3可采用现有的固定方式与桥梁主梁1固定，例如焊接等。水平拉索2与支撑杆3之间可以采用固定连接的方式，只是该方式可能会造成应力集中和磨损。

本实施例中，所述水平拉索2以可沿纵桥向移动的方式与支撑杆3活动连接；也就是说，由于支撑杆3与桥梁主梁1固定连接，那么支撑杆3的位置是固定的，因此，水平拉索2与支撑杆3在连接状态下水平拉索2可以沿纵桥向移动，因此，在桥梁主梁1受荷载的情况下，在桥梁主梁1产生横向变形情况下，与桥梁固定的支撑杆3与水平拉索2之间产生相互位移。

本实施例中，所述支撑杆3设置有与水平拉索2滑动连接的环形件4，所述环形件4套接于水平拉索2；环形件4沿水平拉索2等间距分布，环形件4可采用可拆卸的方式与水平拉索2连接，例如螺栓连接等方式，环形件4亦可以固定于水平拉索2上。采用环形件4结构简单，也便于支撑杆3和水平拉索2产生相对位移。

本实施例中，所述环形件4与水平拉索2之间设置有滑套；滑套的设置便于环形件4与水平拉索2在受力情况下产生相对位移，为了适应环形件4的结构，内滑套一般为弧形板并与环形件4的内壁相适应。

本实施例中，所述滑套包括固定设置于环形件4内侧壁的内滑套41以及固定设置于水平拉索2表面的与内滑套41相对应的外滑套21，所述内滑套41和外滑套21可沿纵桥向相对滑动；内滑套41固定于环形件4内侧壁，外滑套21固定于水平拉索2，不但有利于与桥梁主梁1之间力的传递在桥梁主梁1受荷载作用力的情况下，产生反弹力以降低桥梁主梁1横向变形和振幅，减少环形件4与水平拉索2之间的摩擦阻力，还可以避免环形件4与水平拉索2之间的磨损。水平拉索2的外径应略小于环形件4的内径，在水平拉索2在与环形件4的内滑套41相接触的范围设有外滑套21。

本实施例中，所述支撑杆3在水平向和竖直向形成位于水平拉索2与桥梁主梁1之间的若干个三角形支撑结构，且三角形支撑结构在水平向两两连接；也就是说支撑杆3与水平拉索2之间的连接节点所形成的是稳定的三角形结构，即在桥梁主梁1的水平面方向具有若干个因支撑杆3相互连接形成的三角形结构，且在竖直方向与桥梁主梁1和水平拉索2连接的支撑杆3之间同样形成三角形结构，这样的结构更稳定，能更好的为桥梁主梁1提供横向稳定力和约束作用。

本实施例中，所述三角形支撑结构在水平面由连接同一环形件4的边支撑杆Ⅰ31、中支撑杆Ⅱ33、边支撑杆Ⅲ32组成，所述中支撑杆Ⅱ33与桥梁主梁1的连接点与边支撑杆Ⅰ31和边支撑杆Ⅲ32与桥梁主梁1的连接点不在同一水平线；如图所示，对于A处的环形件4来说，边支撑杆Ⅰ31、中支撑杆Ⅱ33、边支撑杆Ⅲ32共同连接于环形件4所形成的三角形支撑结构中边支撑杆Ⅰ31与边支撑杆Ⅲ32分别作为三角形的边长，边支撑杆Ⅰ31与边支撑杆Ⅲ32与桥梁主梁1的连接点位于同一水平线，中支撑杆3Ⅱ与桥梁主梁1的连接点与边支撑杆Ⅰ31与边支撑杆Ⅲ32与桥梁主梁1的连接点不在同一水平线，而边支撑杆Ⅰ31与边支撑杆Ⅲ32又与相邻的三角形支撑结构的作为边长的支撑杆3连接，因此，在桥梁主梁1的竖直方向，边支撑杆Ⅰ31、边支撑杆Ⅲ32分别与中支撑杆Ⅱ33在竖直方向形成三角形结构。而每个环形件4都连接三根支撑杆3，相邻环形件4的支撑杆3相互连接，这样的结构更稳定。

本实施例中，所述水平拉索2为柔性拉索，支撑杆3为刚性构件；所述环形件4为采用螺杆和螺母连接固定。

本实施例的增加桥梁结构主梁横向刚度的装置可应用于梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等各类型桥梁，尤其适用于主梁宽度和跨度之比很小的人行桥、轨道桥和超大跨度桥梁，在保证桥梁结构满足横向刚度要求的前提下，能够减小工程量、降低成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：包括沿纵桥向平行设置于桥梁主梁两侧的水平拉索和用于连接水平拉索与桥梁主梁的支撑杆，所述水平拉索通过支撑杆与桥梁主梁形成若干节点的横向限位连接。

2.根据权利要求1所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述支撑杆一端与桥梁主梁固定连接，另一端与水平拉索活动连接。

3.根据权利要求2所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述水平拉索以可沿纵桥向移动的方式与支撑杆活动连接。

4.根据权利要求3所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述支撑杆设置有与水平拉索滑动连接的环形件，所述环形件套接于水平拉索。

5.根据权利要求4所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述环形件与水平拉索之间设置有滑套。

6.根据权利要求5所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述滑套包括固定设置于环形件内侧壁的内滑套以及固定设置于水平拉索表面的与内滑套相对应的外滑套，所述内滑套和外滑套可沿纵桥向相对滑动。

7.根据权利要求6所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述支撑杆在水平向和竖直向形成位于水平拉索与桥梁主梁之间的若干个三角形支撑结构，且三角形支撑结构在水平向两两连接。

8.根据权利要求7所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述三角形支撑结构在水平面由连接同一环形件的边支撑杆Ⅰ、中支撑杆Ⅱ、边支撑杆Ⅲ组成，所述中支撑杆Ⅱ与桥梁主梁的连接点与边支撑杆Ⅰ和边支撑杆Ⅲ与桥梁主梁的连接点不在同一水平线。

9.根据权利要求8所述的增加桥梁横向刚度的装置，其特征在于：所述水平拉索为柔性拉索；所述环形件采用螺杆和螺母连接固定。

10.一种桥梁，其特征在于：所述桥梁设置有权利要求1-9任一所述的增加桥梁横向刚度的装置。

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