CN115491967A - 主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥 - Google Patents

Abstract

本申请涉及主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，属于上承式桥梁结构技术领域，其包括：承台、桥墩、拱肋、拱波、梁体、拱桁架以及连接钢管，还包括有主减震结构，所述主减震结构设置在所述拱波内且位于所述拱肋的顶部位置处，所述主减震结构具有多个连接端，所述主减震结构的部分连接端连接在所述拱波处、剩余连接端连接在所述拱肋处；墩台减震结构，所述墩台减震结构的其中一侧安装在所述承台上，所述墩台减震结构的其中另一侧安装在所述桥墩侧壁；以及桥架减震结构，所述桥架减震结构安装在所述连接钢管与所述拱桁架、所述梁体的连接部位处。为了完善地震带附近的桥梁建设工程方案，提高建成后的桥梁抗震性能，本申请提供主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥。

Description

主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥

技术领域

本申请涉及上承式桥梁结构的领域，尤其是涉及主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥。

背景技术

上承式桥，桥面系设置在桥跨主要承重结构上面的桥梁，称为上承式桥。根据容许建筑高度的大小和实际需要，桥面可以布置在桥跨结构的不同位置，其优点是桥面系构造简单、施工方便，桥跨主要承重结构的宽度可以做得小一些，因而节省墩台圬工，另外桥上的视野开阔；但缺点是桥面到梁底的建筑高度较大。

钢管混凝土桥，其拱肋是以受压为主的构件，且一般具有跨径大及比较小的特点，在大跨桥梁中，由于跨度一般比较大，所以都必须采用，而且由于跨度的增加、承载力大，就要求提高其抗震能力，从而要求结构具有较好的延性和恢复能力，由于钢管混凝土具有很高的承载能力，它可以减少桥梁的自重，可以很大程度上改善大跨度拱桥的抗风能力和抗震能力，在风荷载作用的横向稳定性中，使用钢管混凝土拱桥，则可以根据需要把拱肋做成合理型式的曲桁架结构，还可以获得拱肋所必须的结构刚度，在保证构件整体稳定性的基础上，使结构避风面积小，所受风荷载减少，以到达改善桥梁横向稳定性能。

随着桥梁设计日益完善，目前已经出现较多的上承式钢管混凝土拱桥，属于以上两种桥梁的结合，目的是取长补短，进一步优化结合桥梁的优点、减少单独桥梁存在的缺点，但就目前而言针对于地震带附近的桥梁建设方案其抗震性能还需要更进一步完善。

发明内容

为了完善地震带附近的桥梁建设工程方案，提高建成后的桥梁抗震性能，本申请提供主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥。

本申请提供的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，采用如下的技术方案：

主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，包括：

承台；

桥墩，所述桥墩设置在所述承台的顶面位置；

拱肋，所述拱肋设置在所述桥墩的顶面位置；

拱波，所述拱波设置在所述拱肋的顶面位置；

梁体，所述梁体设置在所述拱波的顶面位置；

拱桁架，所述拱桁架的底部设置在所述承台的顶面位置且所述拱桁架的架体穿过所述梁体使得所述拱桁架的顶部处于所述梁体的顶部位置；

连接钢管，所述连接钢管竖直排布在所述拱桁架与所述梁体之间，所述连接钢管的一端设置在所述拱桁架内弧面、另一端设置在所述梁体的顶部面，使得所述拱桁架与所述梁体产生连接；

主减震结构，所述主减震结构设置在所述拱波内且位于所述拱肋的顶部位置处，所述主减震结构具有多个连接端，所述主减震结构的部分连接端连接在所述拱波处、剩余连接端连接在所述拱肋处；

墩台减震结构，所述墩台减震结构的其中一侧安装在所述承台上，所述墩台减震结构的其中另一侧安装在所述桥墩侧壁；

以及桥架减震结构，所述桥架减震结构安装在所述连接钢管与所述拱桁架、所述梁体的连接部位处。

通过采用上述技术方案，承台、桥墩以及拱肋、拱波与梁体、拱桁架、连接钢管的结合为上承式桥与钢管混凝土桥两者结合桥梁的基础设施；通过主减震结构的设置，能够将桥梁整体受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁整体的抗震能力，从而提高桥梁的结构稳定性；通过墩台减震结构的设置，能够将桥梁上的桥墩与承台两者之间受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁中尤其在于桥墩以及承台部位的抗震能力，从而提高桥梁的整体结构稳定性；通过桥架减震结构的设置，能够将桥梁上的梁体与拱桁架两者之间受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁中尤其在于桥墩以及拱桁架部位的抗震能力，从而提高桥梁的整体结构稳定性。

优选的，所述主减震结构包括有转接部以及减震肋，所述减震肋的一端装配在所述拱波与所述拱肋配合形成的拱圈内壁位置处、另一端装配在所述转接部上，所述减震肋具备肋长度伸长或缩短的调节性能，所述减震肋的外围套设有减震簧。

通过采用上述技术方案，转接部与减震肋的设置，使得桥梁受力能够从拱波、拱肋处接入再凭借转接部与减震肋的弹性缓冲结构，具体地利用减震肋的伸缩结构与减震簧的配合结构进行消掉，能够将桥梁整体受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁整体的抗震能力，从而提高桥梁的结构稳定性。

优选的，所述拱波的内壁安装有安装预埋板，所述减震肋的一端装配在所述安装预埋板外壁，所述转接部外壁开设有缓冲槽，所述减震肋远离所述安装预埋板的一端装配在所述缓冲槽内，所述缓冲槽内设置有弹性缓冲件。

通过采用上述技术方案，利用安装预埋板作为载体用于承载减震肋的一端，减震肋的另一端装配在转接部上，通过缓冲槽的设置可以使得减震肋在缓冲槽内实现一定的缓冲位移，通过弹性缓冲件的设置可以使得位移后的减震肋具备有复位趋势，实现减震肋的复位。

优选的，所述减震肋为套管结构，所述减震肋的内部设置有拉扯簧。

通过采用上述技术方案，套管结构使得减震肋具备有伸缩潜能，拉扯簧的设置一方面可以作为缓冲使用、另一方面可以使得减震肋自身具备有复位功能。

优选的，所述缓冲槽内设置有触碰传感器，所述转接部外壁装配有光伏组件，所述触碰传感器与所述光伏组件进行连接。

通过采用上述技术方案，配合减震肋，减震肋受到震动后会产生位移，并且减震肋会撞击触碰传感器，触碰传感器可以产生相应的信号，有效记录桥梁整体的受力情况以及震动情况，对桥梁的后续保护可以更有针对性。

优选的，所述墩台减震结构包括有承台安装部、桥墩预埋部以及弹性连接部，所述承台安装部设置在所述承台的顶面位置，所述桥墩预埋部设置在所述桥墩的侧壁位置，所述弹性连接部的一端装配在所述承台安装部的顶部、另一端装配在所述桥墩预埋部的底部。

通过采用上述技术方案，墩台减震结构的设置，能够将桥梁上的桥墩与承台两者之间受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁中尤其在于桥墩以及承台部位的抗震能力，从而提高桥梁的整体结构稳定性；具体利用承台安装部、桥墩预埋部以及弹性连接部作为结构配合，使得桥梁上的桥墩与承台两者之间受到的震动可以消散。

优选的，所述承台安装部的顶部、所述承台安装部的底部均设有调节槽，所述调节槽内滑移有调节部，所述调节部具备有转动能力，所述弹性连接部的两端分别安装在所述承台安装部顶部、所述桥墩预埋部底部的所述调节部上。

通过采用上述技术方案，调节槽以及调节部的配合，结合调节部自身具备的转动能力，使得安装在承台安装部、承台安装部之间的弹性连接部可以根据实际情况进行位置调整，并进行摆放结构的调整，有效应对桥梁震动情况以及针对性对桥梁进行结构保护。

优选的，所述桥架减震结构包括有复位槽以及弹性复位件，所述复位槽分别设在所述连接钢管与所述拱桁架、所述梁体的连接部位处，所述弹性复位件设置在所述复位槽内，所述弹性复位件与所述连接钢管进行连接。

通过采用上述技术方案，复位槽以及弹性复位件的设置，使得连接钢管可以在复位槽内实现一定的缓冲位移，通过弹性复位件的设置可以使得位移后的连接钢管具备有复位趋势，实现连接钢管的复位，减少连接钢管在受到较大震动后、由于刚性拉扯的作用出现断裂的情况出现，从而提高梁体以及拱桁架之间的连接稳定性，并提高桥梁整体的结构稳定性。

优选的，所述梁体上布设有伸缩缝。

通过采用上述技术方案，设置伸缩缝可以使得梁体具备较好的延展性能，有效应对热胀冷缩的情况，并具备一定的抗震效果。

优选的，所述梁体与所述拱桁架之间设置有梁架减震结构。

通过采用上述技术方案，梁架减震结构的设置，能够将桥梁上的梁体与拱桁架两者之间受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁中尤其在于梁体以及拱桁架的抗震能力，从而提高桥梁的整体结构稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过主减震结构、墩台减震结构、桥架减震结构以及梁架减震结构的设置，多个减震结构能够将桥梁整体受到的震动进行分布以及消散，提高桥梁整体的抗震能力，从而提高桥梁的结构稳定性。

2.通过减震肋以及触碰传感器的配合设置，可以使得桥梁受到的震动通过点值数据的方式进行记录，从而在后续可以将点值数据形成线性分析，得知桥梁整体的受力情况，尤其震动方位、震动频率等等的信息，针对得到的信息分析反馈，可以在后续的桥梁维护中进行针对性的维护，使得桥梁的保护可以更加合理以及更加完善，间接提高桥梁的整体结构稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例中的整体结构示意图。

图2是图1中A的放大图。

图3是本申请实施例中主减震结构的整体结构示意图。

图4是本申请实施例中墩台减震结构的拆出结构示意图。

图5是图1中B的放大图。

附图标记说明：

1、承台。

2、桥墩。

3、拱肋。

4、拱波。

5、梁体；51、伸缩缝。

6、拱桁架。

7、连接钢管。

81、梁架减震结构；811、梁体预埋板；812、桁架连接板；813、避震簧；82、桥架减震结构；821、复位槽；822、弹性复位件；823、连接块；824、限位结构；83、主减震结构；831、转接部；832、减震肋；832-1、插入管；832-2、套合管；832-4、装载片；832-5、减震簧；833、安装预埋板；831-1、缓冲槽；831-2、滑移块；831-3、万向节；831-4、弹性缓冲件；831-5、触碰传感器；834、光伏组件；84、墩台减震结构；841、承台安装部；842、桥墩预埋部；843、弹性连接部；843-1、插管；843-2、围管；843-4、外延片；843-5、套簧；844、调节槽；845、调节块。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥。

参照图1，主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，包括：承台1，承台1在本实施例中为钢筋混凝土结构，而在承台1的顶面位置处则设有桥墩2，承台1主要为承受合分布由墩身传递的荷载，并且，在桥墩2的顶面位置设置有拱肋3，相邻桥墩2之间的拱肋3形成圆弧结构，拱肋3作为桥梁主拱圈的骨架，并且，在拱肋3的顶面位置处设置有多个拱波4，在拱波4的顶面位置处则设置有梁体5，行车行人均能够在梁体5上面进行行驶，并且，为了提高桥梁整体的抗震性能以及防止桥梁结构由于气候温度变化，如热胀或者冷缩等情况，使桥梁结构产生裂缝或破坏，使桥梁的梁体5能够沿长度方向做水平方向的伸缩动作，在梁体5上分段布设有伸缩缝51。

参照图1，在本实施例中，在承台1的顶位置处还设置有拱桁架6，具体地，拱桁架6的底部设置在承台1的顶面位置且拱桁架6的架体穿过梁体5使得拱桁架6的顶部处于梁体5的顶部位置，并且，在拱桁架6与梁体5之间竖直排布设置有连接钢管7，连接钢管7用于紧箍拱桁架6与梁体5，具体地，连接钢管7的一端设置在拱桁架6内弧面、另一端设置在梁体5的顶部面，使得拱桁架6与梁体5产生连接，并且，在本实施例中，在梁体5与拱桁架6之间还设置有梁架减震结构81。

参照图1、图2，在本实施例中，梁架减震结构81包括有梁体预埋板811以及桁架连接板812，梁体预埋板811预埋在梁体5的侧壁位置处，桁架连接板812则安装在拱桁架6的侧壁位置处，在梁体预埋板811与桁架连接板812之间安装有多条避震簧813，使得梁体5具备较好的抗震性能，并且能够有效分布震动带来的受力，同时，为了进一步提高桥梁的抗震性能，在连接钢管7与拱桁架6、梁体5的连接部位处安装有桥架减震结构82，参照图5，在本实施例中，桥架减震结构82包括有复位槽821以及弹性复位件822，复位槽821分别设在连接钢管7与拱桁架6、梁体5的连接部位处，弹性复位件822设置在复位槽821内，在本实施例中，弹性复位件822采用弹簧，复位槽821滑动装配有连接块823，连接块823与复位槽821之间的滑移配合具有限位结构824，连接块823不会脱出复位槽821，连接钢管7的端部安装在连接块823上，而弹性复位件822的一端安装在复位槽821内壁、另一端安装在连接钢管7的端部侧壁，弹性复位件822的伸缩方向与复位槽821的槽体延伸方向相一致。

参照图1、图3，在本实施例中，在拱波4内且位于拱肋3的顶部位置处设置有主减震结构83，主减震结构83包括有转接部831以及减震肋832，转接部831为多面体结构，减震肋832减具备肋长度伸长或缩短的调节性能，在本实施例中，减震肋832为套管结构，具体地，减震肋832包括有插入管832-1以及套合管832-2，一条减震肋832上至少包括两条插入管832-1以及一条套合管832-2，套合管832-2的管体为两端贯通的管体结构，两条插入管832-1分别从套合管832-2的两端贯通处插入至套合管832-2中，两条插入管832-1之间弹性连接有拉扯簧（在图中并未示出），在插入管832-1的插入端以及套合管832-2的被插入端设置有相互卡碰配合的限位结构824，使得插入管832-1不会脱出套合管832-2，同时，在两插入管832-1分别远离套合管832-2的一端均安装有装载片832-4，在插入管832-1以及套合管832-2的外围套设有减震簧832-5，减震簧832-5的两端分别安装在两相对装载片832-4的一面位置处。

具体地，参照图3，减震肋832的一端可转动调节地装配在拱波4、拱肋3形成环形内壁位置处、另一端可转动调节地装配在转接部831上，更具体地，在拱波4的内壁、拱肋3的顶壁分别安装有安装预埋板833，减震肋832的一端通过万向节831-3装配在安装预埋板833外壁，同时，在转接部831外壁开设有缓冲槽831-1，缓冲槽831-1在本实施例中为十字槽，在缓冲槽831-1内设置有滑移块831-2，减震肋832远离安装预埋板833的一端装配在缓冲槽831-1内并具体通过万向节831-3装配在滑移块831-2的顶面。

同时，参照图3，在缓冲槽831-1内设置有弹性缓冲件831-4，具体地，在本实施例中，弹性缓冲件831-4采用弹簧，弹性缓冲件831-4在一个缓冲槽831-1内设有四条，四条弹性缓冲件831-4在缓冲槽831-1中呈十字摆放，且弹性缓冲件831-4的一端与缓冲槽831-1的内壁固定、另一端与滑移块831-2的侧壁抵接，并且，在缓冲槽831-1内还设置有触碰传感器831-5，触碰传感器831-5安装在弹性缓冲件831-4内，在一个缓冲槽831-1内设有四个，四个触碰传感器831-5在缓冲槽831-1中呈十字摆放，且触碰传感器831-5的触碰输入端距离滑移块831-2的距离大于3mm、小于8mm，使得滑移块831-2有位移时能够触碰到触碰传感器831-5的输入端而产生相应的信号而弹性缓冲件831-4能够在滑移块831-2位移后对滑移块831-2进行复位，同时，在转接部831外壁装配有光伏组件834，触碰传感器831-5与光伏组件834进行连接，光伏组件834能够将光能转换为电能供触碰传感器831-5使用，且触碰传感器831-5与其他信号接收终端进行信号连接，信号接收终端如手机、记录仪等等对触碰传感器831-5传输出来的信号进行记录。

在本实施例中，参照图1、图4，在承台1上设置有墩台减震结构84，具体地，墩台减震结构84的其中一侧安装在承台1上，墩台减震结构84的其中另一侧安装在桥墩2侧壁，更具体地，在本实施例中，墩台减震结构84包括有承台安装部841、桥墩预埋部842以及弹性连接部843，承台安装部841设置在承台1的顶面位置，桥墩预埋部842设置在桥墩2的侧壁位置，弹性连接部843的一端装配在承台安装部841的顶部、另一端装配在桥墩预埋部842的底部，弹性连接部843包括有伸缩管以及套簧843-5，在本实施例中，伸缩管同样为套管结构，伸缩管包括有插管843-1以及围管843-2，一条伸缩管上至少包括两条插管843-1以及一条围管843-2，围管843-2的管体为两端贯通的管体结构，两条插管843-1分别从围管843-2的两端贯通处插入至围管843-2中，两条插管843-1之间弹性连接有牵扯簧（在图中并未示出），在插管843-1的插入端以及围管843-2的被插入端同样设置有相互卡碰配合的限位结构824，使得插管843-1不会脱出围管843-2，同时，在两插管843-1分别远离围管843-2的一端均安装有外延片843-4，在插管843-1以及围管843-2的外围套设有套簧843-5，套簧843-5的两端分别安装在两相对外延片843-4的一面位置处。

而且，参照图4，在承台安装部841的顶部、桥墩预埋部842的底部均设有调节槽844，调节槽844内滑移有调节部，调节部包括有调节块845以及转动辊（在图中并未示出），调节块845能够在调节槽844内滑移，转动辊能够在调节块845上转动，由于转动辊的设置调节部部分具备有转动能力，具体地，弹性连接部843中的伸缩管的两端分别安装在承台安装部841顶部、桥墩预埋部842底部的调节部上，伸缩管通过转轴结构而与转动辊的外壁进行装配。

以上均为本申请的较佳实施例，本实施例仅是对本申请做出的解释，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，包括：

承台（1）；

桥墩（2），所述桥墩（2）设置在所述承台（1）的顶面位置；

拱肋（3），所述拱肋（3）设置在所述桥墩（2）的顶面位置；

拱波（4），所述拱波（4）设置在所述拱肋（3）的顶面位置；

梁体（5），所述梁体（5）设置在所述拱波（4）的顶面位置；

拱桁架（6），所述拱桁架（6）的底部设置在所述承台（1）的顶面位置且所述拱桁架（6）的架体穿过所述梁体（5）使得所述拱桁架（6）的顶部处于所述梁体（5）的顶部位置；

连接钢管（7），所述连接钢管（7）竖直排布在所述拱桁架（6）与所述梁体（5）之间，所述连接钢管（7）的一端设置在所述拱桁架（6）内弧面、另一端设置在所述梁体（5）的顶部面，使得所述拱桁架（6）与所述梁体（5）产生连接；

其特征在于，

主减震结构（83），所述主减震结构（83）设置在所述拱波（4）内且位于所述拱肋（3）的顶部位置处，所述主减震结构（83）具有多个连接端，所述主减震结构（83）的部分连接端连接在所述拱波（4）处、剩余连接端连接在所述拱肋（3）处；

墩台减震结构（84），所述墩台减震结构（84）的其中一侧安装在所述承台（1）上，所述墩台减震结构（84）的其中另一侧安装在所述桥墩（2）侧壁；

以及桥架减震结构（82），所述桥架减震结构（82）安装在所述连接钢管（7）与所述拱桁架（6）、所述梁体（5）的连接部位处。

2.根据权利要求1所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述主减震结构（83）包括有转接部（831）以及减震肋（832），所述减震肋（832）的一端装配在所述拱波（4）与所述拱肋（3）配合形成的拱圈内壁位置处、另一端装配在所述转接部（831）上，所述减震肋（832）具备肋长度伸长或缩短的调节性能，所述减震肋（832）的外围套设有减震簧（832-5）。

3.根据权利要求2所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述拱波（4）的内壁安装有安装预埋板（833），所述减震肋（832）的一端装配在所述安装预埋板（833）外壁，所述转接部（831）外壁开设有缓冲槽（831-1），所述减震肋（832）远离所述安装预埋板（833）的一端装配在所述缓冲槽（831-1）内，所述缓冲槽（831-1）内设置有弹性缓冲件（831-4）。

4.根据权利要求2所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述减震肋（832）为套管结构，所述减震肋（832）的内部设置有拉扯簧。

5.根据权利要求3所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述缓冲槽（831-1）内设置有触碰传感器（831-5），所述转接部（831）外壁装配有光伏组件（834），所述触碰传感器（831-5）与所述光伏组件（834）进行连接。

6.根据权利要求1所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述墩台减震结构（84）包括有承台安装部（841）、桥墩预埋部（842）以及弹性连接部（843），所述承台安装部（841）设置在所述承台（1）的顶面位置，所述桥墩预埋部（842）设置在所述桥墩（2）的侧壁位置，所述弹性连接部（843）的一端装配在所述承台安装部（841）的顶部、另一端装配在所述桥墩预埋部（842）的底部。

7.根据权利要求6所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述承台安装部（841）的顶部、所述桥墩预埋部（842）的底部均设有调节槽（844），所述调节槽（844）内滑移有调节部，所述调节部具备有转动能力，所述弹性连接部（843）的两端分别安装在所述承台安装部（841）顶部、所述桥墩预埋部（842）底部的所述调节部上。

8.根据权利要求1所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述桥架减震结构（82）包括有复位槽（821）以及弹性复位件（822），所述复位槽（821）分别设在所述连接钢管（7）与所述拱桁架（6）、所述梁体（5）的连接部位处，所述弹性复位件（822）设置在所述复位槽（821）内，所述弹性复位件（822）与所述连接钢管（7）进行连接。

9.根据权利要求1所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述梁体（5）上布设有伸缩缝（51）。

10.根据权利要求1所述的主拱圈带减震装置的上承式钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述梁体（5）与所述拱桁架（6）之间设置有梁架减震结构（81）。

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