CN111485483B - 一种斜拉桥支承体系及斜拉桥 - Google Patents

Abstract

本申请涉及桥梁技术领域，具体涉及一种斜拉桥支承体系及斜拉桥，该支承体系包括主梁和桥塔下横梁，桥塔下横梁的顶部设有纵向活动支座，主梁支承于纵向活动支座，主梁的底部设有第一牛腿和第二牛腿，第一牛腿和第二牛腿分别配合于桥塔下横梁的两侧。斜拉桥的支承体系中用于抵抗水平剪力的功能部件被独立开来，纵向活动支座主要用于支撑主梁，而第一牛腿和第二牛腿主要与横梁配合抵抗水平剪力，因此纵向活动支座在水平方向不受剪力。由于牛腿被独立出来，故其尺寸可以被配置得更大，抵抗水平剪力的能力大大提高从而支承体系整体抗水平剪力的能力得到极大提高，解决现有技术中抵抗水平剪力的能力有限的问题。

Description

一种斜拉桥支承体系及斜拉桥

技术领域

本申请涉及桥梁技术领域，具体而言，涉及一种斜拉桥支承体系及斜拉桥。

背景技术

由于施工原因，在成桥恒载的作用下，主梁常会产生较大的不平衡纵向水平力，故往往在主塔处设置支承体系来抵抗纵向水平力，如刚构体系、半漂浮体系等。其中刚构体系的塔梁墩完全固结，节点受力复杂，设计、计算和施工都非常复杂；而半漂浮体系的塔墩固结，主梁支承于墩顶的固定支座，主梁所产生的不平衡纵向水平力会使固定支座会受到较大的水平剪力，由于尺寸限制，固定支座抵抗水平剪力的能力有限。

发明内容

本申请旨在提供一种斜拉桥支承体系，以解决现有支承体系抵抗水平剪力的能力有限的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种斜拉桥支承体系，包括主梁和桥塔下横梁，所述桥塔下横梁的顶部设有纵向活动支座，所述主梁支承于所述纵向活动支座，所述主梁的底部设有第一牛腿和第二牛腿，所述第一牛腿和所述第二牛腿分别配合于所述桥塔下横梁的两侧。

在上述技术方案中，通过设置两个牛腿、纵向活动支座组合，将用于抵抗水平剪力的功能部件独立开来，其中第一牛腿和第二牛腿主要与横梁配合抵抗水平剪力，纵向活动支座主要用于支撑主梁，纵向活动支座不承受水平剪力。由于牛腿的尺寸不受节点结构尺寸的限制，故而牛腿的尺寸可以被配置得尽可能大，从而能够极大提高支承体系整体抗水平剪力的能力，解决现有技术中支承体系抵抗水平剪力的能力有限的问题。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一牛腿与所述桥塔下横梁之间、所述第二牛腿与所述桥塔下横梁之间分别预留有间隙。

在上述技术方案中，通过分别在主梁的两个牛腿与桥塔下横梁之间预留间隙，这使得主梁和桥塔下横梁相对独立，施工更为简单方便。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一牛腿、所述第二牛腿上分别设有横向活动支座，所述横向活动支座位于桥塔下横梁与每个牛腿之间。

在上述技术方案中，横向活动支座设置在牛腿与桥塔下横梁之间的间隙内，以便将主梁的纵向水平力通过牛腿、横向活动支座传递至桥塔下横梁。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述桥塔下横梁与所述横向活动支座之间设有橡胶片。

牛腿与桥塔下横梁之间的间隙宽度大于横向活动支座的尺寸，方便将横向活动支座放入间隙内，然后通过橡胶片填满该间隙，使得横向活动支座安装简单方便，也方便更换，而橡胶片填充横向活动支座与桥塔下横梁之间的间隙能够满足纵向水平力传递需求。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述横向活动支座通过所述橡胶片过盈设置于所述间隙。

橡胶片不仅填充在横向活动支座与桥塔下横梁之间的间隙内，常态下还处于塞紧被压缩的状态，有利于更好地传递纵向水平力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述牛腿与所述主梁一体成型。

通过将牛腿一体成型于主梁，牛腿与主梁的连接节点强度高，不容易损坏。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述牛腿包括端板和多个梯形板，所述端板和所述多个梯形板均与所述主梁连接，所述多个梯形板平行排列且连接于端板的一面，所述端板的另一面朝向所述桥塔下横梁。

在上述技术方案中，通过将多个梯形板连接在端板上，牛腿通过端板与桥塔下横梁配合，起到增大牛腿尺寸和受力面积的作用。

可选地，在本申请的一种实施例中，每个梯形板上分别设有肋板。

在每个梯形板上设置肋板以提高每个梯形板的刚度，增大牛腿的承载能力。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述多个梯形板通过肋板连接为一体。

牛腿的多个梯形板通过肋板整合为一体，增大牛腿的承载能力。

第二方面，本申请实施例提供一种斜拉桥，其包括桥墩、桥塔、钢索和前述的斜拉桥支承体系。

本申请实施例提供的斜拉桥，其桥塔位置处设置桥塔下横梁，其主梁通过钢索连接于桥塔，桥塔下横梁上的纵向活动支座支撑在主梁下方，主梁下方设置第一牛腿和第二牛腿与横梁配合抵抗水平剪力，该斜拉桥的支承体系将用于抵抗水平剪力的功能部件与承载纵向水平力的功能部件独立开来，降低纵向活动支座在水平方向的剪力，提高支承体系整体抵抗水平剪力的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的斜拉桥的主视示意图；

图2为本申请实施例提供的斜拉桥的俯视示意图；

图3为图1中I部分的放大图；

图4为本申请实施例提供的支承体系的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的牛腿的结构示意图。

图标：100－主梁；200－桥墩；300－桥塔；400－桥塔下横梁；500－牛腿；500a－第一牛腿；500b－第二牛腿；510－梯形板；520－端板；530－肋板；600－纵向活动支座；700－横向活动支座；800－橡胶片；900－钢索。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

斜拉桥通过索力调整成桥后，理论上，在恒载作用下，斜拉桥的两侧拉索水平分力互相平衡，在刚构体系、半漂浮体系等支承体系中，桥塔、桥墩、主梁的节点处应当几乎不会受到不平衡的水平剪力。但由于施工精度误差，要使主梁不产生较大的不平衡纵向水平力较为困难，一般来说节点处容易因此受到不平衡的水平剪力。在不对称活载、地震等作用下，节点处受到的水平剪力还会更大。斜拉桥的常设支承体系中，如刚构体系，其塔梁墩完全固结，故其节点的设计、计算和施工都非常复杂；如半漂浮体系，其塔墩固结，在节点处设置固定支座，主梁支承于桥墩顶部的固定支座，这使得水平剪力将全部由固定支座来承受。

现有的固定支座一般是设置分别连接墩顶和主梁的上下两个支部，两个支部固定连接，并通过设置在两个支部间的限位销钉或限位板来抵抗水平剪力，固定支座的尺寸受限于桥墩、桥塔、主梁的本身尺寸，因此限位销钉或限位板的尺寸也将受到限制，故而限位销钉或限位板所能够抵抗的水平剪力十分有限。

本申请实施例提供一种斜拉桥，该斜拉桥的支承体系具有受力途径明确、简单的特点，设计、计算和施工都十分方便，而且能够提高抵抗水平剪力的能力。

斜拉桥的结构请参见图1和图2，斜拉桥包括搭载在两岸的主梁100，设置在河道中部的桥墩200，固定设置在桥墩200顶部的桥塔300和桥塔下横梁400，桥塔300与主梁100之间通过钢索900拉结悬挂，主梁100通过支承体系支承在桥塔下横梁400上。

支承体系的结构如图3所示，包括设置在桥塔下横梁400的顶部的纵向活动支座600，及设置在主梁100底部成对设置的牛腿500，为便于描述，以下称图3中桥塔下横梁400左侧的牛腿500为第一牛腿500a、桥塔下横梁400右侧的牛腿500为第二牛腿500b。主梁100支承于纵向活动支座600，主梁100底部的第一牛腿500a和第二牛腿500b分别设置于桥塔下横梁400的两侧。

主梁100底部沿桥塔下横梁400的延伸方向可以设置多对牛腿500，如图2，本实施例中主梁100底部设置有两对牛腿500。

本实施例提供的斜拉桥，与现有的刚构体系或半漂浮体系节点相比，其支承体系中用于抵抗水平剪力的功能部件被独立开来，纵向活动支座600主要用于支撑主梁100，而第一牛腿500a和第二牛腿500b主要与横梁配合抵抗水平剪力，因此纵向活动支座600在水平方向所受的剪力降低。

相对于现有技术中固定支座的既用于支撑又用于抵抗水平剪力而言，本实施例提供的斜拉桥支承体系中，用于抵抗水平剪力的牛腿500被独立开来后，牛腿500的尺寸不受节点结构尺寸的限制，故而牛腿500的尺寸可以被配置得尽可能大，牛腿500的抵抗水平剪力的能力大大提高，用于支撑主梁100的纵向活动支座600受到的水平剪力很小，纵向活动支座600不容易受剪破坏。从而支承体系整体抗水平剪力的能力得到极大提高，解决现有技术中支承体系抵抗水平剪力的能力有限的问题。

进一步地，在每个牛腿500与桥塔下横梁400之间预留一定的间隙。

该间隙使得主梁100和桥塔下横梁400之间更加独立，二者并不直接接触，施工更加方便，安装主梁100时，牛腿500与桥塔下横梁400不容易发生干涉，桥塔下横梁400能够较为容易地被放入第一牛腿500a和第二牛腿500b之间。

在每个牛腿500与桥塔下横梁400之间的间隙内设置横向活动支座700。横向活动支座700用于在牛腿500和桥塔下横梁400之间传递纵向水平力。

可以将牛腿500与桥塔下横梁400之间的间隙宽度设置为大于横向活动支座700的尺寸，也就是将每个牛腿500与桥塔下横梁400之间的间隙宽度被配置为大于横向活动支座700的高度尺寸，由于横向活动支座700的两个抵接端在水平方向上，所以如图4，此处所说的横向活动支座700的高度尺寸为纵向的尺寸。安装主梁100后，将横向活动支座700放入牛腿500与桥塔下横梁400之间的间隙内，然后使用橡胶片800填满剩余缝隙。该设置使得横向活动支座700安装简单，且方便更换。可选地，橡胶片800为过盈配置，以更好地传递纵向水平力。

橡胶片800填充横向活动支座700与桥塔下横梁400之间的间隙能够进一步满足纵向水平力传递需求。橡胶片800也可以被替换为钢板、铁板等板件材料。

牛腿500可以是在主梁100制作时与主梁100一体成型。牛腿500也可以是与主梁100分别成型后再固定连接。

牛腿500可以是钢结构，也可以是钢筋混凝土结构。本实施例中，牛腿500为钢结构，请参照图5。牛腿500包括端板520和多个梯形板510构成，多个梯形板510平行排列并连接在端板520的一面，端板520的另一面朝向桥塔下横梁400，当纵向水平力过大时，端板520的另一面与桥塔下横梁400配合。端板520具有增大受力面积、减小局部压强的作用。

为提高梯形板510的刚度，每个梯形板510上分别设置肋板530。可选地，多个梯形板510通过肋板530连接为一体，以增强牛腿500的整体刚度和牛腿500的受力能力。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种斜拉桥支承体系，其特征在于，包括主梁和桥塔下横梁，所述桥塔下横梁的顶部设有纵向活动支座，所述主梁支承于所述纵向活动支座，所述主梁的底部设有第一牛腿和第二牛腿，所述牛腿与所述主梁一体成型，所述第一牛腿和所述第二牛腿分别配合于所述桥塔下横梁的两侧，所述第一牛腿与所述桥塔下横梁之间、所述第二牛腿与所述桥塔下横梁之间分别预留有间隙，每个所述间隙内分别设置有横向活动支座，所述桥塔下横梁与所述横向活动支座之间设有橡胶片，所述横向活动支座通过所述橡胶片过盈设置于所述间隙。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥支承体系，其特征在于，所述牛腿包括端板和多个梯形板，所述端板和所述多个梯形板均与所述主梁连接，所述多个梯形板平行排列且连接于端板的一面，所述端板的另一面朝向所述桥塔下横梁。

3.根据权利要求2所述的一种斜拉桥支承体系，其特征在于，每个梯形板上分别设有肋板。

4.根据权利要求3所述的一种斜拉桥支承体系，其特征在于，所述多个梯形板通过肋板连接为一体。

5.一种斜拉桥，其特征在于，包括桥墩、桥塔、钢索和权利要求1-4任一项所述的斜拉桥支承体系。

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