CN112127282B - 特大桥主墩钢结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁钢结构技术领域，尤其涉及特大桥主墩钢结构，包括基台、两个模板和顶帽，所述模板位于基台的上表面，且两个模板关于基台的水平向轴截面呈对称分布设置，所述顶帽嵌于模板的顶部。本发明通过设置有第一支撑机构和加固机构，将模板的底部利用加固机构进行进一步的固定，提高了模板的放置稳固性，进而确保了桥墩的整体稳固性，同时利用第一支撑机构的加固板一和加固板二的设置，有利于将平撑板和斜撑板之间焊接处的应力分散，对焊接处进行再次加固，增加其受力面积，以确保主墩在长时间使用过程中，受到变形的几率大大降低，进而有效的提高了桥梁的使用寿命，有利于实际使用。

Description

特大桥主墩钢结构

技术领域

本发明涉及桥梁钢结构技术领域，尤其涉及特大桥主墩钢结构。

背景技术

特大桥是指多孔跨径总长大于1000m或单孔跨径大于150m的公路桥梁，桥长大于500m以上的铁路桥梁；结构桥梁和混凝土桥梁是现代桥梁结构的两种基本结构型式，钢结构具有自重轻、材质均匀、质量稳定、易于工厂化制造、装配化施工、便于回收利用及抗震性能强等优点，为世界桥梁界所推崇，目前法国、日本和美国等国家的钢结构桥梁占比分别为85％、41％和35％，但我国的钢结构桥梁占比不足2％，钢结构桥梁具有广阔的发展前景，钢结构桥梁采用钢结构建造，由钢结构桥墩和钢梁构成，多个桥墩支撑多个钢梁构成了钢结构桥梁，桥墩由搭柱构成，钢梁有钢桁梁、钢箱梁和钢混组合梁等结构形式，钢结构桥梁的桥墩属于大型焊接结构件，不仅刚性强，而且重量重，有的高达数百吨；这种结构件由纵横交错的筋板构成；主墩是支承桥跨结构并将恒截和车辆活载传至地基的亚筑物、桥台设在桥梁两湖，桥墩则在两桥台之间；桥墩的作用是支承桥跨结构:面桥台支撑起支承桥跨结构的作用外，还要与路堤衔接并防止路堤滑场。

目前现有技术中的桥梁花瓶墩连接架结构，由于这种连接架结构件由纵横交错的筋板构成，造成焊接部位多，焊接后存在很高的分布复杂的残余应力，应力集中现象突出；如此导致主墩在长时间使用的过程中出现变形甚至断裂的严重后果，不利于主墩的整体稳定性，降低了桥梁的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供特大桥主墩钢结构，通过设置有第一支撑机构和加固机构，将模板的底部利用加固机构进行进一步的固定，提高了模板的放置稳固性，进而确保了桥墩的整体稳固性，同时利用第一支撑机构的加固板一和加固板二的设置，有利于将平撑板和斜撑板之间焊接处的应力分散，对焊接处进行再次加固，增加其受力面积，以此解决上述背景技术中提到的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种特大桥主墩钢结构，包括基台、两个模板和顶帽，所述模板位于基台的上表面，且两个模板关于基台的水平向轴截面呈对称分布设置，所述顶帽嵌于模板的顶部，所述基台的上表面、对应各个模板的位置处均设置有加固机构，两个所述模板之间设置有第一支撑机构，且两个模板的相背一侧均设置有第二支撑机构。

优选的，所述加固机构包括四个预埋件，所述预埋件的底部位于基台的背部，且预埋件为L形结构，四个所述预埋件的内侧分别对应贴合于模板四个棱角线的两侧，所述预埋件的顶端装设有加固框，所述加固框的内侧与模板的外侧相贴合，且加固框为方形框状结构，所述加固框的顶部四角处与四个预埋件的顶端分别通过第一螺栓固定连接，所述模板的两侧均设置有加固板，所述加固板为L形结构，且加固板的顶端装设有凸块，所述加固板靠近模板的一侧嵌入模板的缺口内，所述加固板远离模板的一侧装设有斜板，所述斜板与加固板为浇筑成型结构，所述加固板的底部与基台的顶部通过第二螺栓固定连接。

优选的，所述第一支撑机构包括平撑板和斜撑板，所述平撑板的两端与模板的连接处之间设置有固定板一，所述固定板一与模板之间通过第三螺栓固定连接，所述平撑板贯穿固定板一，所述固定板一的一侧装设有两个对拉螺栓，所述固定板一与平撑板之间通过两个对拉螺栓固定连接。

优选的，所述斜撑板为W形结构，且斜撑板的上表面为平台状设置，所述平撑板的上表面、对应斜撑板的各个底端处均装设有加固板二，所述加固板二为方形结构，且加固板二的一侧开设有缺口槽，且加固板二的内侧与斜撑板的外侧相贴合，所述缺口槽的两侧壁均装设有限位板，所述斜撑板的外侧。对应各个限位板的位置处均开设有限位槽，所述限位板插入限位槽，所述加固板二与平撑板之间通过第四螺栓固定连接。

优选的，所述限位板为楔形结构，所述限位槽为楔形凹槽，且限位板与加固板二为浇筑成型设置。

优选的，所述平撑板的数量设置为四个，所述四个平撑板沿着模板的高度方向呈均匀分布设置，所述斜撑板的数量为四个，所述斜撑板位于平撑板的上方，且斜撑板的垂直高度等于两个平撑板之间的垂直高度，且斜撑板的顶部与平撑板的下表面相贴合，所述斜撑板的顶部与平撑板的底部焊接，所述斜撑板的底部与平撑板的上方焊接，且位于最高处的斜撑板的顶部与顶帽焊接。

优选的，所述第二支撑机构包括三个预制块，三个所述预制块沿着模板的高度方向呈等间距设置，且预制块与模板为浇筑成型设置，所述预制块的内部与基台的连接处装设有缆风绳，所述缆风绳的一端与预制块固定连接，且缆风绳的另一端与基台的顶部通过锚定固定连接。

优选的，所述缆风绳的数量为六个，且六个缆风绳关于基台的水平向轴截面的中心轴线呈三三对称分布设置，每三个所述缆风绳的长度为依次递减设置。

本发明至少具备以下有益效果：

1.通过设置有第一支撑机构和加固机构，将模板的底部利用加固机构进行进一步的固定，提高了模板的放置稳固性，进而确保了桥墩的整体稳固性，同时利用第一支撑机构的加固板一和加固板二的设置，有利于将平撑板和斜撑板之间焊接处的应力分散，对焊接处进行再次加固，增加其受力面积，以确保主墩在长时间使用过程中，受到变形的几率大大降低，进而有效的提高了桥梁的使用寿命，有利于实际使用。

2.通过设置有第二支撑机构，利用缆风绳对两个模板的相背一侧进行防风处理，加强主墩在面对强风的情况下，主墩的抗风性能更佳，进而进一步的提高桥梁的使用寿命，实用性更强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1的A部放大图；

图3为本发明图1的B部放大图；

图4为本发明的右侧示意图；

图5为本发明的俯视图；

图6为本发明的加固板结构示意图；

图7为本发明的固定板二结构示意图；

图8为本发明的正视图。

图中：1基台、2模板、3顶帽、4加固机构、5第一支撑机构、6第二支撑机构、41预埋件、42加固框、43加固板、44斜板、45凸块、51平撑板、52斜撑板、53固定板一、54对拉螺栓、55加固板二、56缺口槽、57限位板、58限位槽、61预制板、62缆风绳。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1-8，一种特大桥主墩钢结构，包括基台1、两个模板2和顶帽3，模板2位于基台1的上表面，且两个模板2关于基台1的水平向轴截面呈对称分布设置，如此设置是为了使得主墩的受力平均，有助于提高主墩的稳定性，顶帽3嵌于模板2的顶部，基台1的上表面、对应各个模板2的位置处均设置有加固机构4，两个模板2之间设置有第一支撑机构5，且两个模板2的相背一侧均设置有第二支撑机构6。

加固机构4包括四个预埋件41，预埋件41的底部位于基台1的背部，且预埋件41为L形结构，四个预埋件41的内侧分别对应贴合于模板2四个棱角线的两侧，预埋件41的顶端装设有加固框42，加固框42的内侧与模板2的外侧相贴合，且加固框42为方形框状结构，加固框42的顶部四角处与四个预埋件41的顶端分别通过第一螺栓固定连接，模板2的两侧均设置有加固板43，加固板43为L形结构，且加固板43的顶端装设有凸块45，加固板43靠近模板2的一侧嵌入模板2的缺口内，加固板43远离模板2的一侧装设有斜板44，斜板44与加固板43为浇筑成型结构，加固板43的底部与基台1的顶部通过第二螺栓固定连接，预埋件41的顶部伸出基台1，首先进行加固框42的安装，如此加固框42与预埋件41之间形成一个方框，利用塔吊将模板2吊入四个预埋件41之间，然后将加固板43对模板2的底部进行进一步的加固，设置有斜板44，是为了提高加固板43的抗压能力，使得加固板43的使用寿命得到增强，凸块45的设置，是为了使得固定板43与模板2之间的横向阻碍力更佳。

第一支撑机构5包括平撑板51和斜撑板52，平撑板51的两端与模板2的连接处之间设置有固定板一53，固定板一53与模板2之间通过第三螺栓固定连接，平撑板51贯穿固定板一53，固定板一53的一侧装设有两个对拉螺栓54，固定板一53与平撑板51之间通过两个对拉螺栓54固定连接，首先平撑板51是位于两个模板2之间，这样平撑板51与模板2之间是通过焊接的手段进行固定连接，通过固定板一53对其进行进一步的夹持固定，给与平撑板51足够的支撑点，借此来提高平撑板51的稳固性，且通过两个对拉螺杆54对固定板一53和平撑板51进行稳固性连接，使得平撑板51的稳固性大大增加。

斜撑板52为W形结构，且斜撑板52的上表面为平台状设置，平撑板51的上表面、对应斜撑板52的各个底端处均装设有加固板二55，加固板二55为方形结构，且加固板二55的一侧开设有缺口槽56，且加固板二55的内侧与斜撑板52的外侧相贴合，缺口槽56的两侧壁均装设有限位板57，斜撑板52的外侧。对应各个限位板57的位置处均开设有限位槽58，限位板57插入限位槽58，加固板二55与平撑板51之间通过第四螺栓固定连接，通过将斜撑板52设置为W状，是为了使得斜撑板52与平撑板51之间形成三角形，利用三角形的稳固性特质，进而来提高主墩的稳固性，同时设置有固定板二55，对平撑板51和斜撑板52之间的焊接处进行加固处理，提高平撑板51和斜撑板52之间焊接处的应力分散能力，在装载固定板二55的时候，将固定板二55平插入斜撑板52的底端，缺口槽53的设置是为了消化斜撑板52的横街面积，同时限位板57插入限位槽，加强固定板二55与斜撑板52之间的连接稳固性，利用固定板二55的横截面积对焊接处的应力进行分散，同时固定板二55通过第四螺栓与平撑板51进行紧固连接，避免固定板55出现连接松动的问题。

限位板57为楔形结构，限位槽58为楔形凹槽，且限位板57与加固板二55为浇筑成型设置，进一步加强固定板二55与斜撑板52之间的稳固连接。

平撑板51的数量设置为四个，四个平撑板51沿着模板2的高度方向呈均匀分布设置，斜撑板52的数量为四个，斜撑板52位于平撑板51的上方，且斜撑板52的垂直高度等于两个平撑板51之间的垂直高度，且斜撑板52的顶部与平撑板51的下表面相贴合，斜撑板52的顶部与平撑板51的底部焊接，斜撑板52的底部与平撑板51的上方焊接，且位于最高处的斜撑板52的顶部与顶帽3焊接，如此设置是为了使得主墩具备良好的稳固连接结构，使得主墩受到较为平均，这样当主墩进行承载时，受力平均，进而提高主墩的支撑平稳性，从而提高了桥梁的使用寿命。

第二支撑机构6包括三个预制块61，三个预制块61沿着模板2的高度方向呈等间距设置，且预制块61与模板2为浇筑成型设置，预制块61的内部与基台1的连接处装设有缆风绳62，缆风绳62的一端与预制块61固定连接，且缆风绳62的另一端与基台1的顶部通过锚定固定连接，如此设置利用缆风绳62对两个模板2的相背一侧进行防风处理，加强主墩在面对强风的情况下，主墩的抗风性能更佳，进而进一步的提高桥梁的使用寿命，实用性更强。

缆风绳62的数量为六个，且六个缆风绳62关于基台1的水平向轴截面的中心轴线呈三三对称分布设置，每三个缆风绳62的长度为依次递减设置.如此设置是为了使得主墩两侧的拉力更加平均，进而主墩在遭受强风时，不会出现偏移的问题，进而降低主墩在长时间使用过程中出现有所偏移的问题。

本方案具备以下工作过程：首先基台1的预埋件41处于伸出的状态，基台1初步完成了浇筑混凝土的步骤，然后将加固框42与预埋件41之间进行紧固连接，利用塔吊将模板2的底端穿过加固框42吊入四个预埋件41之间，然后在装配加固板43，这时候的模板2是处于竖直放置的状态，加固板43嵌入模板2侧面的缺口的内部，然后通过第一螺栓进行紧固连接，这样便完成加固机构4的作业，然后先装配平撑板51，平撑板51与模板2之间是通过焊接的手段进行固定连接，通过固定板一53对其进行进一步的夹持固定，给与平撑板51足够的支撑点，借此来提高平撑板51的稳固性，且通过两个对拉螺杆54对固定板一53和平撑板51进行稳固性连接，然后将斜撑板52装配在平撑板51的上表面，在这其中装载固定板二55的时候，将固定板二55平插入斜撑板52的底端，缺口槽53的设置是为了消化斜撑板52的横街面积，同时限位板57插入限位槽，加强固定板二55与斜撑板52之间的连接稳固性，利用固定板二55的横截面积对焊接处的应力进行分散，同时固定板二55通过第四螺栓与平撑板51进行紧固连接，这样便完成第一支撑机构5的作业，最后装配好顶帽3在进行第二支撑机构6的装配即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种特大桥主墩钢结构，包括基台(1)、两个模板(2)和顶帽(3)，其特征在于，所述模板(2)位于基台(1)的上表面，且两个模板(2)关于基台(1)的水平向轴截面呈对称分布设置，所述顶帽(3)嵌于模板(2)的顶部，所述基台(1)的上表面、对应各个模板(2)的位置处均设置有加固机构(4)，两个所述模板(2)之间设置有第一支撑机构(5)，且两个模板(2)的相背一侧均设置有第二支撑机构(6)；

所述加固机构(4)包括四个预埋件(41)，所述预埋件(41)的底部位于基台(1)的背部，且预埋件(41)为L形结构，四个所述预埋件(41)的内侧分别对应贴合于模板(2)四个棱角线的两侧，所述预埋件(41)的顶端装设有加固框(42)，所述加固框(42)的内侧与模板(2)的外侧相贴合，且加固框(42)为方形框状结构，所述加固框(42)的顶部四角处与四个预埋件(41)的顶端分别通过第一螺栓固定连接，所述模板(2)的两侧均设置有加固板(43)，所述加固板(43)为L形结构，且加固板(43)的顶端装设有凸块(45)，所述加固板(43)靠近模板(2)的一侧嵌入模板(2)的缺口内，所述加固板(43)远离模板(2)的一侧装设有斜板(44)，所述斜板(44)与加固板(43)为浇筑成型结构，所述加固板(43)的底部与基台(1)的顶部通过第二螺栓固定连接；

所述第一支撑机构(5)包括平撑板(51)和斜撑板(52)，所述平撑板(51)的两端与模板(2)的连接处之间设置有固定板一(53)，所述固定板一(53)与模板(2)之间通过第三螺栓固定连接，所述平撑板(51)贯穿固定板一(53)，所述固定板一(53)的一侧装设有两个对拉螺栓(54)，所述固定板一(53)与平撑板(51)之间通过两个对拉螺栓(54)固定连接；

所述斜撑板(52)为W形结构，且斜撑板(52)的上表面为平台状设置，所述平撑板(51)的上表面、对应斜撑板(52)的各个底端处均装设有加固板二(55)，所述加固板二(55)为方形结构，且加固板二(55)的一侧开设有缺口槽(56)，且加固板二(55)的内侧与斜撑板(52)的外侧相贴合，所述缺口槽(56)的两侧壁均装设有限位板(57)，所述斜撑板(52)的外侧对应各个限位板(57)的位置处均开设有限位槽(58)，所述限位板(57)插入限位槽(58)，所述加固板二(55)与平撑板(51)之间通过第四螺栓固定连接。

2.根据权利要求1所述的特大桥主墩钢结构，其特征在于，所述限位板(57)为楔形结构，所述限位槽(58)为楔形凹槽，且限位板(57)与加固板二(55)为浇筑成型设置。

3.根据权利要求1所述的特大桥主墩钢结构，其特征在于，所述平撑板(51)的数量设置为四个，所述四个平撑板(51)沿着模板(2)的高度方向呈均匀分布设置，所述斜撑板(52)的数量为四个，所述斜撑板(52)位于平撑板(51)的上方，且斜撑板(52)的垂直高度等于两个平撑板(51)之间的垂直高度，且斜撑板(52)的顶部与平撑板(51)的下表面相贴合，所述斜撑板(52)的顶部与平撑板(51)的底部焊接，所述斜撑板(52)的底部与平撑板(51)的上方焊接，且位于最高处的斜撑板(52)的顶部与顶帽(3)焊接。

4.根据权利要求1所述的特大桥主墩钢结构，其特征在于，所述第二支撑机构(6)包括三个预制块(61)，三个所述预制块(61)沿着模板(2)的高度方向呈等间距设置，且预制块(61)与模板(2)为浇筑成型设置，所述预制块(61)的内部与基台(1)的连接处装设有缆风绳(62)，所述缆风绳(62)的一端与预制块(61)固定连接，且缆风绳(62)的另一端与基台(1)的顶部通过锚定固定连接。

5.根据权利要求4所述的特大桥主墩钢结构，其特征在于，所述缆风绳(62)的数量为六个，且六个缆风绳(62)关于基台(1)的水平向轴截面的中心轴线呈三三对称分布设置，每三个所述缆风绳(62)的长度为依次递减设置。

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