CN111794078A - 一种钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体地，涉及一种钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置。该阻尼器连接牛腿装置包括牛腿结构、上底座、下底座、阻尼器或梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置；牛腿结构固定连接于钢桁梁的下弦杆节点外侧；上底座固定安装于牛腿结构的底部；下底座固定安装于桥塔横梁的顶部；阻尼器、梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置的一端铰接于上底座、另一端铰接于下底座；梁塔纵向固定装置用于对钢桁梁进行沿桥纵向约束；钢桁梁顶推装置用于对钢桁梁进行沿桥纵向移位。上述阻尼器连接牛腿装置具有工作空间大、操作方便、操作安全风险低、能够布置多个阻尼器、功能多样的优点。

Description

一种钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，具体地，涉及一种钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置。

背景技术

现代斜拉桥多采用漂浮或半漂浮体系，即主梁和塔墩之间无纵向或横向约束。为了避免在车辆、地震等外部作用下主梁发生过大的位移，危及结构安全，通常在斜拉桥的主梁和塔墩之间设置阻尼器，用以限制主梁水平位移。

对于钢桁梁斜拉桥，常见的阻尼器是通过位于主梁底部的上底座和位于桥墩顶部或桥塔横梁顶)的下底座进行连接，阻尼器采用水平纵向布置或倾斜布置。现有钢桁梁斜拉桥阻尼器连接装置由于阻尼器均安装在主梁底部，并且阻尼器上底座需与钢桁梁下弦杆连接，在安装或拆除阻尼器时不仅需要吊装设备还需要专用的横向移动设备，因此，导致现有钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接装置存在工作空间小、操作不便、仅能布置一个阻尼器且功能单一的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置，以解决现有钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接装置存在工作空间小、操作不便、仅能布置一个阻尼器且功能单一的问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接牛腿装置，该阻尼器连接牛腿装置包括牛腿结构、上底座、下底座、阻尼器或梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置；

所述牛腿结构固定连接于钢桁梁的下弦杆节点外侧；

所述上底座固定安装于所述牛腿结构的底部；

所述下底座固定安装于桥塔横梁的顶部；

所述阻尼器、所述梁塔纵向固定装置或所述钢桁梁顶推装置的一端铰接于所述上底座、另一端铰接于所述下底座；

所述梁塔纵向固定装置用于对所述钢桁梁进行沿桥纵向约束；

所述钢桁梁顶推装置用于对所述钢桁梁进行沿桥纵向移位。

优选地，所述牛腿结构为箱型结构，包括相对设置的牛腿底板和牛腿顶板、以及固定连接在所述牛腿底板和所述牛腿顶板之间的至少两个牛腿腹板；

所述牛腿底板固定连接于所述下弦杆节点的底板；

所述牛腿顶板固定连接于所述下弦杆节点的腹板；

所述牛腿腹板固定连接于所述腹板和所述底板；

优选地，所述牛腿结构还包括与所述牛腿底板、所述牛腿腹板和所述牛腿顶板均固定连接的牛腿腹板加劲板。

优选地，所述牛腿底板与所述下弦杆节点的所述底板为一体结构。

优选地，所述上底座通过上连接件固定安装于所述牛腿底板；

所述下底座通过下连接件固定安装于所述桥塔横梁。

优选地，所述下连接件包括预埋在所述桥塔横梁内的连接锚栓和与所述连接锚栓螺纹连接的螺母。

优选地，在所述牛腿结构的底部安装有两个所述上底座；

在所述桥塔横梁的顶部安装有与两个所述上底座一一对应的两个所述下底座；

在相互对应的所述上底座和所述下底座之间安装有一个所述阻尼器、所述梁塔纵向固定装置或所述钢桁梁顶推装置。

优选地，两个所述上底座沿所述钢桁梁斜拉桥的宽度方向排列；

两个所述下底座沿所述钢桁梁斜拉桥的长度方向排列。

优选地，所述钢桁梁顶推装置包括纵向约束杆、千斤顶和千斤顶反力座；

在所述千斤顶的两端均安装有一个所述千斤顶反力座，其中，一个所述千斤顶反力座铰接于所述下底座，另一个所述千斤顶反力座安装于所述纵向约束杆的一端；

所述纵向约束杆的另一端铰接于所述上底座。

优选地，所述梁塔纵向固定装置为纵向约束杆。

根据本申请实施例的第二个方面，还提供了一种钢桁梁斜拉桥，包括桥塔横梁和钢桁梁，还包括上述技术方案提供的任意一种阻尼器连接牛腿装置；所述阻尼器连接牛腿装置的牛腿结构固定连接于所述钢桁梁；所述阻尼器连接牛腿装置的下底座固定安装于所述桥塔横梁。

采用本申请实施例中提供的钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置，具有以下有益效果：

上述阻尼器连接牛腿装置将牛腿结构设置在钢桁梁的下弦杆外侧，在牛腿结构的底部和桥塔横梁的顶部分别安装用于铰接阻尼器的底座，使得阻尼器连接牛腿装置位于钢桁梁的外侧，与现有技术中将阻尼器安装在主梁底部相比，阻尼器安装位置工作空间大，便于安装、检修和更换，操作方便，并且阻尼器的工作空间位于墩、塔平台范围内，操作安全风险低；牛腿结构上可以安装多个阻尼器，且阻尼器的平面安装角度不受限制；同时，既可以安装多个阻尼器，也可以在斜拉桥的安装过程中在上、下底座之间安装其它梁墩连接部件，如：用于实现对钢桁梁进行沿桥纵向的纵向移位功能的钢桁梁顶推装置、用于对钢桁梁进行沿桥纵向约束的梁塔纵向固定装置；因此，上述阻尼器连接牛腿装置具有工作空间大、操作方便、操作安全风险低、能够布置多个阻尼器、功能多样的优点，可以解决现有钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接装置存在工作空间小、操作不便、仅能布置一个阻尼器且功能单一的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种阻尼器连接牛腿装置的平面结构示意图；

图2为图1中提供的阻尼器连接牛腿装置的第一阻尼器的立面结构示意图；

图3为图1中提供的阻尼器连接牛腿装置的第二阻尼器的立面结构示意图；

图4为在钢桁梁斜拉桥施工过程中安装梁塔纵向固定装置的结构示意图；

图5为在钢桁梁斜拉桥施工过程中安装钢桁梁顶推装置的结构示意图。

附图标记：

1-钢桁梁下弦杆节点；2-牛腿底板；3-牛腿腹板；4-牛腿顶板；5-牛腿腹板加劲板；6-第一阻尼器；7-第二阻尼器；8-上底座；9-下底座；10-上连接件；11-下连接件；12-桥塔横梁；13-纵向约束杆；14-销轴；15-千斤顶；16-千斤顶反力座。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供了一种钢桁梁斜拉桥及其阻尼器连接牛腿装置，该钢桁梁斜拉桥包括桥塔横梁、钢桁梁以及阻尼器连接牛腿装置；在钢桁梁斜拉桥中，钢桁梁作为主梁，桥塔作为索塔；在桥塔和钢桁梁之间连接有斜拉索；阻尼器连接牛腿装置位于桥塔和钢桁梁之间，用于安装阻尼器，通过阻尼器对钢桁梁的水平位移进行限制；阻尼器连接牛腿装置的牛腿结构固定连接于钢桁梁；阻尼器连接牛腿装置的下底座固定安装于桥塔横梁。在本申请实施例中，钢桁梁斜拉桥的长度方向为纵向，钢桁梁斜拉桥的宽度方向为横向，钢桁梁斜拉桥的高度方向为垂向。

上述钢桁梁斜拉桥中采用的阻尼器连接牛腿装置的具体结构如下：

如图1、图2和图3结构所示，用于钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接牛腿装置包括牛腿结构、上底座8、下底座9、阻尼器或梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置；

牛腿结构固定连接于钢桁梁的下弦杆节点外侧，即，牛腿结构位于钢桁梁的宽度方向的外侧，能够为阻尼器提供宽阔的安装空间；牛腿结构可以为箱型结构，并包括相对设置的牛腿底板2和牛腿顶板4、以及固定连接在牛腿底板2和牛腿顶板4之间的至少两个牛腿腹板3；牛腿底板2固定连接于下弦杆节点的底板，牛腿底板2与下弦杆节点的底板可以为一体结构，即，牛腿底板2可以由钢桁梁下弦杆节点1底板的外伸部分构成；牛腿顶板4固定连接于下弦杆节点的腹板，牛腿顶板4可以与钢桁梁下弦杆节点1的顶板对齐；牛腿腹板3固定连接于腹板和底板；牛腿结构还可以包括与牛腿底板2、牛腿腹板3和牛腿顶板4均固定连接的牛腿腹板加劲板5；牛腿结构的牛腿底板2、牛腿腹板3、牛腿顶板4和牛腿腹板加劲板5之间的固定连接可以通过焊接、铆接、栓接实现；

如图2和图3结构所示，上底座8固定安装于牛腿结构的底部；当牛腿结构为由牛腿底板2、牛腿腹板3和牛腿顶板4形成的箱型结构时，上底座8可以通过上连接件10固定安装于牛腿底板2，并且当牛腿底板2与下弦杆节点的底板可以为一体结构时，上底座8固定安装于下弦杆节点的底板上，上连接件10可以为铆钉、螺纹配合的螺栓和螺母等；

如图2和图3结构所示，下底座9固定安装于桥塔横梁12的顶部，下底座9可以通过下连接件11固定安装于桥塔横梁12；下连接件11可以包括预埋在桥塔横梁12内的连接锚栓和与连接锚栓螺纹连接的螺母；

如图3、图4、图5结构所示，阻尼器、梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置的一端铰接于上底座8、另一端铰接于下底座9；如图2和图3结构所示，在本申请实施例中，阻尼器以第一阻尼器6和第二阻尼器7为例进行说明，第一阻尼器6的两端均通过销轴14铰接于上底座8和下底座9之间，第二阻尼器7的两端均通过销轴14铰接于上底座8和下底座9之间；在斜拉桥施工过程中，可以将阻尼器更换为梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置，通过梁塔纵向固定装置实现斜拉桥施工过程中主梁的纵向约束功能，或者通过钢桁梁顶推装置实现斜拉桥施工过程中主梁的纵向移位功能；如图4结构所示，梁塔纵向固定装置用于对钢桁梁进行沿桥纵向约束；梁塔纵向固定装置可以为纵向约束杆13，如图4结构所示，纵向约束杆13的两端均通过销轴14铰接于上底座8和下底座9；如图5结构所示，钢桁梁顶推装置用于对钢桁梁进行沿桥纵向移位；钢桁梁顶推装置可以包括纵向约束杆13、千斤顶15和千斤顶反力座16，在千斤顶15的两端均安装有一个千斤顶反力座16，其中，一个千斤顶反力座16通过销轴14铰接于下底座9，另一个千斤顶反力座16安装于纵向约束杆13的一端；纵向约束杆13的另一端通过销轴14铰接于上底座8。

上述阻尼器连接牛腿装置将牛腿结构设置在钢桁梁的下弦杆外侧，在牛腿结构的底部和桥塔横梁12的顶部分别安装用于铰接阻尼器的底座，使得阻尼器连接牛腿装置位于钢桁梁的外侧，与现有技术中将阻尼器安装在主梁底部相比，阻尼器安装位置工作空间大，便于安装、检修和更换，操作方便，并且阻尼器的工作空间位于墩、塔平台范围内，操作安全风险低；牛腿结构上可以安装多个阻尼器，且阻尼器的平面安装角度不受限制；同时，既可以安装多个阻尼器，也可以在斜拉桥的安装过程中在上、下底座9之间安装其它梁墩连接部件，如：用于实现对钢桁梁进行沿桥纵向的纵向移位功能的钢桁梁顶推装置、用于对钢桁梁进行沿桥纵向约束的梁塔纵向固定装置；因此，上述阻尼器连接牛腿装置具有工作空间大、操作方便、操作安全风险低、能够布置多个阻尼器、功能多样的优点，可以解决现有钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接装置存在工作空间小、操作不便、仅能布置一个阻尼器且功能单一的问题。

一种具体的实施方式中，牛腿结构可以为箱型结构，并包括相对设置的牛腿底板2和牛腿顶板4、以及固定连接在牛腿底板2和牛腿顶板4之间的至少两个牛腿腹板3，牛腿底板2和牛腿顶板4均可以沿水平方向设置，牛腿腹板3沿竖直方向间隔设置，牛腿底板2和牛腿顶板4之间可以平行设置，牛腿腹板3可以设置2个、3个或多个；牛腿底板2固定连接于下弦杆节点的底板，牛腿底板2与下弦杆节点的底板可以为分体结构，也可以为一体结构，当牛腿底板2与下弦杆节点的底板为一体结构时，牛腿底板2可以为由钢桁梁下弦杆节点1底板的外伸部分构成；牛腿顶板4固定连接于下弦杆节点的腹板，牛腿顶板4可以与钢桁梁下弦杆节点1的顶板对齐；牛腿腹板3固定连接于下弦杆节点的腹板和底板。为了进一步提高牛腿结构的结构强度和刚度，牛腿结构还可以包括与牛腿底板2、牛腿腹板3和牛腿顶板4均固定连接的牛腿腹板加劲板5；牛腿结构的牛腿底板2、牛腿腹板3、牛腿顶板4和牛腿腹板加劲板5之间的固定连接可以通过焊接、铆接、栓接实现。牛腿底板2、牛腿腹板3、牛腿顶板4和牛腿腹板加劲板5均可以采用钢板制成。

由于牛腿结构为由牛腿底板2、牛腿腹板3和牛腿顶板4形成的箱型结构，箱型结构具有较高的结构强度和刚度，因此，采用箱型结构的牛腿结构具有较高的结构强度和刚度，能够保证安装于牛腿结构上的阻尼器的稳定性和可靠性，同时，还有利于阻尼器的荷载的传递。

如图1结构所示，为了方便安装多个阻尼器，在牛腿结构的底部可以安装有两个上底座8或多个上底座8；在桥塔横梁12的顶部安装有与两个上底座8或多个上底座8一一对应的下底座9，即，当在牛腿结构的底部可以安装有两个上底座8时，便在桥塔横梁12的顶部安装有两个下底座9，当在牛腿结构的底部可以安装有多个上底座8时，则在桥塔横梁12的顶部安装有多个下底座9，并且使上底座8和下底座9在位置、数量上一一对应；在相互对应的上底座8和下底座9之间安装有一个阻尼器、梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置；两个阻尼器可以如图1中所示的第一阻尼器6和第二阻尼器7，第一阻尼器6和第二阻尼器7分别设置在牛腿结构的两侧，当然也第一阻尼器6和第二阻尼器7也可以同时设置在牛腿结构的同一侧。如图1结构所示，当在牛腿结构的底部安装有两个上底座8时，两个上底座8沿钢桁梁斜拉桥的宽度方向排列，两个下底座9沿钢桁梁斜拉桥的长度方向排列，即，安装在牛腿结构上的两个阻尼器分别从牛腿结构朝向两个方向延伸。如图2和图3结构所示，第一阻尼器6和第二阻尼器7均采用水平放置，有利于纵向水平荷载的传递，利于结构受力的发挥。

上述阻尼器连接牛腿装置可以安装两个或多个阻尼器，还可以在斜拉桥施工过程中用于安装梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置，因此，采用上述阻尼器连接牛腿装置不仅能够实现限制主梁水平位移的功能，还能够方便钢桁梁斜拉桥的装配；同时，通过安装两个或多个阻尼器能够提高承载能力和可靠性，还有利于提高对主梁的水平位移限制效果，进一步提高钢桁梁斜拉桥的稳定性、安全性和可靠性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种钢桁梁斜拉桥的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，包括牛腿结构、上底座、下底座、阻尼器或梁塔纵向固定装置或钢桁梁顶推装置；

所述牛腿结构固定连接于钢桁梁的下弦杆节点外侧；

所述上底座固定安装于所述牛腿结构的底部；

所述下底座固定安装于桥塔横梁的顶部；

所述阻尼器、所述梁塔纵向固定装置或所述钢桁梁顶推装置的一端铰接于所述上底座、另一端铰接于所述下底座；

所述梁塔纵向固定装置用于对所述钢桁梁进行沿桥纵向约束；

所述钢桁梁顶推装置用于对所述钢桁梁进行沿桥纵向移位。

2.根据权利要求1所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述牛腿结构为箱型结构，包括相对设置的牛腿底板和牛腿顶板、以及固定连接在所述牛腿底板和所述牛腿顶板之间的至少两个牛腿腹板；

所述牛腿底板固定连接于所述下弦杆节点的底板；

所述牛腿顶板固定连接于所述下弦杆节点的腹板；

所述牛腿腹板固定连接于所述腹板和所述底板。

3.根据权利要求2所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述牛腿结构还包括与所述牛腿底板、所述牛腿腹板和所述牛腿顶板均固定连接的牛腿腹板加劲板。

4.根据权利要求2所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述牛腿底板与所述下弦杆节点的所述底板为一体结构。

5.根据权利要求2所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述上底座通过上连接件固定安装于所述牛腿底板；

所述下底座通过下连接件固定安装于所述桥塔横梁。

6.根据权利要求5所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述下连接件包括预埋在所述桥塔横梁内的连接锚栓和与所述连接锚栓螺纹连接的螺母。

7.根据权利要求1所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，在所述牛腿结构的底部安装有两个所述上底座；

在所述桥塔横梁的顶部安装有与两个所述上底座一一对应的两个所述下底座；

在相互对应的所述上底座和所述下底座之间安装有一个所述阻尼器、所述梁塔纵向固定装置或所述钢桁梁顶推装置。

8.根据权利要求7所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，两个所述上底座沿所述钢桁梁斜拉桥的宽度方向排列；

两个所述下底座沿所述钢桁梁斜拉桥的长度方向排列。

9.根据权利要求1-8任一项所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述钢桁梁顶推装置包括纵向约束杆、千斤顶和千斤顶反力座；

在所述千斤顶的两端均安装有一个所述千斤顶反力座，其中，一个所述千斤顶反力座铰接于所述下底座，另一个所述千斤顶反力座安装于所述纵向约束杆的一端；

所述纵向约束杆的另一端铰接于所述上底座。

10.根据权利要求1-8任一项所述的阻尼器连接牛腿装置，其特征在于，所述梁塔纵向固定装置为纵向约束杆。

11.一种钢桁梁斜拉桥，包括桥塔横梁和钢桁梁，其特征在于，还包括如权利要求1-10中任意一项所述的阻尼器连接牛腿装置；所述阻尼器连接牛腿装置的牛腿结构固定连接于所述钢桁梁；所述阻尼器连接牛腿装置的下底座固定安装于所述桥塔横梁。

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