CN208136704U - 一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构。包括索塔、内侧横梁和外侧横梁；索塔沿竖向倾斜穿过主梁；内侧横梁和外侧横梁分别支撑于索塔内侧和外侧的主梁下端面；内侧横梁和外侧横梁上设置有竖向限位结构、纵向限位结构；内侧横梁和主梁之间设置有横向限位结构；每根横梁上的竖向限位结构与纵向限位结构沿顺桥向间隔布置；内侧横梁上的竖向限位结构与横向限位结构沿横桥向间隔布置。本实用新型的曲线斜塔主梁与桥塔结构简单，主梁与桥塔之间的限位结构受力明晰，简化了设计施工的难度，有效解决了曲线主梁水平荷载较大的问题，具有极大的推广价值。

Description

一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构。

背景技术

在钢箱梁独塔斜拉桥中，常采用半漂浮体系或塔墩梁固结体系。在半漂浮体系中，通过设置竖向支座、横向抗风支座、纵向阻尼器等传递结构静力荷载及地震荷载；在塔墩梁固结体系中，可以通过设置钢混结合段将桥塔附近钢主梁替换为预应力混凝土梁，实现塔、墩、梁固结。对于曲线斜拉桥，桥塔两侧斜拉索面不在同一平面，拉索合力方向与桥塔轴线方向形成夹角，因此桥塔在斜拉索力作用下承受较大横桥向水平荷载，塔、梁约束结构亦承受较大的横桥向水平力，在一部分工点中，该水平荷载数值大小甚至与竖向荷载相当。对于塔、墩、梁固结体系斜拉桥中，存在塔梁墩固结处受力不明确的问题，导致设计困难。对于半漂浮体系斜拉桥，常规约束结构中采用的竖向支座、抗风支座难以提供足够的承载力抵抗该水平荷载。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术中提到的曲线斜拉桥水平荷载较大难以设计的问题，提供一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构。

本实用新型的技术方案为：一种半漂浮体系主梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：包括索塔以及分置于索塔横桥向两侧的内侧横梁和外侧横梁；所述的索塔沿竖向倾斜穿过主梁；所述的内侧横梁和外侧横梁为沿水平横桥向方向凸出于索塔的钢筋混凝土结构，内侧横梁和外侧横梁分别支撑于索塔内侧和外侧的主梁下端面；所述的内侧指朝向曲线主梁圆心的一侧，外侧指背离其圆心的一侧；所述的内侧横梁和外侧横梁上设置有用于限制主梁竖向移动的竖向限位结构、用于限制主梁顺桥向移动以及平稳转化地震冲击力的纵向限位结构；所述的内侧横梁和主梁之间设置有用于约束静力工况下主梁的横桥向水平位移的横向限位结构；每根横梁上的竖向限位结构与纵向限位结构沿顺桥向间隔布置；所述的内侧横梁上的竖向限位结构与横向限位结构沿横桥向间隔布置。

进一步的所述的竖向限位结构为球形钢支座，包括支撑于内侧横梁和主梁之间的第一竖向支座以及支撑于外侧横梁和主梁之间的第二竖向支座。

进一步的所述的第一竖向支座和第二竖向支座的连线与内侧横梁和外侧横梁的横桥向中线重合，两个支座以索塔中心为中点相互对称。

进一步的所述的纵向限位结构为阻尼器，包括设置于内侧横梁和主梁之间的第一阻尼器和支撑于外侧横梁和主梁之间的第二阻尼器。

进一步的所述的第一阻尼器和第二阻尼器分别位于内侧横梁和外侧横梁靠近其顺桥向端部的位置，两个阻尼器以索塔中心为中点对称布置。

进一步的所述的横向限位结构为横向剪力卡榫；所述的横向剪力卡榫布置于第一竖向支座与索塔之间。

进一步的所述的内侧横梁和主梁之间设置有两个横向剪力卡榫，两个横向剪力卡榫以内侧横梁横桥向中线为中心对称布置。

进一步的所述的横向剪力卡榫与索塔间距小于其与第一竖向支座的间距。

进一步的所述的主梁为钢箱梁；所述的竖向限位结构、横向限位结构和纵向限位结构支撑于主梁下端面对应其横隔板的位置。

进一步的所述的竖向限位结构支撑于主梁下端面对应其横隔板和纵隔板交接处。

本实用新型的优点有：1、通过在内侧布置横向限位结构有效解决了主梁与桥塔横桥向水平荷载较大的问题，提高了桥梁结构的安全性，使桥梁水平荷载受力明确，简化了设计难度；

2、通过球形钢支座限制主梁的竖向位移，横向剪力卡榫限制主梁的横向位移，阻尼器限制主梁的纵向位移，每一个方向的受力都通过对应的装置进行消散，受力明确，设计安装简单；

3、通过阻尼器与横向剪力卡榫的协同作用，能够有效提高桥梁的抗震性能，延长桥梁的施工寿命；

4、通过将三种限位结构间隔布置，使三者相互独立，互不干扰，明确了受力关系以及受力模式，使整个受力系统更加明晰。

本实用新型的曲线斜塔主梁与桥塔结构简单，主梁与桥塔之间的限位结构受力明晰，简化了设计施工的难度，有效解决了曲线主梁水平荷载较大的问题，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本实用新型的主梁与索塔横桥向截面示意图；

图2：本实用新型的横梁上限位结构布置示意图；

其中：1—索塔；2—主梁；3—内侧横梁；4—外侧横梁；5—第一竖向支座；6—第二竖向支座；7—第一阻尼器；8—第二阻尼器；9—横向剪力卡榫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～2，一种半漂浮体系主梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，本实施例的主梁2为钢箱梁，为曲线桥梁结构，其中如图1所示，图1的左侧为曲线主梁2的内侧，即朝向曲线主梁2的圆心方向，图1中的右侧为曲线主梁2的外侧，即背离曲线主梁2的圆心方向。其中，索塔1沿竖向倾斜穿过主梁2的中心，索塔1向曲线主梁2的外侧偏转。

本实施例的索塔1的横桥向两侧，即内侧和外侧分别设置有内侧横梁3和外侧横梁4，内侧横梁3和外侧横梁4为沿水平横桥向方向凸出于索塔1的钢筋混凝土结构，内侧横梁3和外侧横梁4分别支撑于索塔1内侧和外侧的主梁2下端面。内侧横梁3和外侧横梁4沿横桥向方向的中心线重合。如图2所示，本实施例的顺桥向指图2中的上下方向，横桥向指图2中的左右方向，竖向至图2中的垂直纸面的方向。

本实施例在内侧横梁3和外侧横梁4上设置有用于限制主梁2竖向移动的竖向限位结构。如图1和2所示，竖向限位结构为球形钢支座(QZ17500DX/Z±50/H±3/R0.02，HIRUN)，包括支撑于内侧横梁3和主梁2之间的第一竖向支座5以及支撑于外侧横梁4和主梁2之间的第二竖向支座6。第一竖向支座5和第二竖向支座6位于内侧横梁3和外侧横梁4的横桥向中线上，即两者连线与内侧横梁3和外侧横梁4的横桥向中线重合，两个支座以索塔1中心为中点相互对称。

本实施例在内侧横梁3和外侧横梁4上设置有用于限制主梁2顺桥向移动以及平稳转化地震冲击力的纵向限位结构。如图2所示，纵向限位结构为阻尼器(HIFS 1000/200，HIRUN)，包括设置于内侧横梁3和主梁2之间的第一阻尼器7和支撑于外侧横梁4和主梁2之间的第二阻尼器8。第一阻尼器7和第二阻尼器8分别位于内侧横梁3和外侧横梁4靠近其顺桥向端部的位置，两个阻尼器以索塔1中心为中点对称布置。第一竖向支座5与第一阻尼器7沿顺桥向间隔布置，第二竖向支座6与第二阻尼器8沿顺桥向间隔布置。

本实施例在内侧横梁3和主梁2之间设置有用于约束静力工况下主梁2的横桥向水平位移的横向限位结构。如图2所示，横向限位结构为横向剪力卡榫9(HSK8000DX-100，HIRUN)，横向剪力卡榫9布置于第一竖向支座5与索塔1之间。内侧横梁3和主梁2之间设置有两个横向剪力卡榫9，两个横向剪力卡榫9以内侧横梁3横桥向中线为中心对称布置。横向剪力卡榫9与索塔1间距小于其与第一竖向支座5的间距。

为了形成更加良好的传力结构，本实施例的竖向限位结构、横向限位结构和纵向限位结构支撑于主梁2下端面对应其横隔板的位置。即第一竖向支座5、第二竖向支座6、第一阻尼器6、第二阻尼器7和横向剪力卡榫9处于主梁2下端面对应其横隔板的位置，其中因为第一竖向支座5和第二竖向支座6为沿竖向支撑主梁2的支座，因此第一竖向支座5、第二竖向支座6位于主梁2下端面对应其横隔板和纵隔板交接处。

本实施例的第一竖向支座5、第二竖向支座6用于限制主梁2产生竖向相对位移，第一阻尼器7和第二阻尼器8用于限制主梁产生顺桥梁相对位移，横向剪力卡榫9用于限制主梁2产生横桥向的相对位移，三种限位结构受力明确，受力结构合理，解决了曲线主梁2水平荷载大的问题，简化了设计难度。

第一阻尼器7和第二阻尼器8以及横向剪力卡榫9协同作用，提高了主梁2的抗震性能。

本实施例的横桥向中线指内侧横梁3和外侧横梁4沿横桥向延伸的中线。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：包括索塔(1)以及分置于索塔(1)横桥向两侧的内侧横梁(3)和外侧横梁(4)；所述的索塔(1)沿竖向倾斜穿过主梁(2)；所述的内侧横梁(3)和外侧横梁(4)为沿水平横桥向方向凸出于索塔(1)的钢筋混凝土结构，内侧横梁(3)和外侧横梁(4)分别支撑于索塔(1)内侧和外侧的主梁(2)下端面；所述的内侧指朝向曲线主梁(2)圆心的一侧，外侧指背离其圆心的一侧；所述的内侧横梁(3)和外侧横梁(4)上设置有用于限制主梁(2)竖向移动的竖向限位结构、用于限制主梁(2)顺桥向移动以及平稳转化地震冲击力的纵向限位结构；所述的内侧横梁(3)和主梁(2)之间设置有用于约束静力工况下主梁(2)的横桥向水平位移的横向限位结构；每根横梁上的竖向限位结构与纵向限位结构沿顺桥向间隔布置；所述的内侧横梁(3)上的竖向限位结构与横向限位结构沿横桥向间隔布置。

2.如权利要求1所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的竖向限位结构为球形钢支座，包括支撑于内侧横梁(3)和主梁(2)之间的第一竖向支座(5)以及支撑于外侧横梁(4)和主梁(2)之间的第二竖向支座(6)。

3.如权利要求2所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的第一竖向支座(5)和第二竖向支座(6)连线与内侧横梁(3)和外侧横梁(4)的横桥向中线重合，两个支座以索塔(1)中心为中点相互对称。

4.如权利要求1所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的纵向限位结构为阻尼器，包括设置于内侧横梁(3)和主梁(2)之间的第一阻尼器(7)和支撑于外侧横梁(4)和主梁(2)之间的第二阻尼器(8)。

5.如权利要求4所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的第一阻尼器(7)和第二阻尼器(8)分别位于内侧横梁(3)和外侧横梁(4)靠近其顺桥向端部的位置，两个阻尼器以索塔(1)中心为中点对称布置。

6.如权利要求1所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的横向限位结构为横向剪力卡榫(9)；所述的横向剪力卡榫(9)布置于第一竖向支座(5)与索塔(1)之间。

7.如权利要求6所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的内侧横梁(3)和主梁(2)之间设置有两个横向剪力卡榫(9)，两个横向剪力卡榫(9)以内侧横梁(3)横桥向中线为中心对称布置。

8.如权利要求6所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的横向剪力卡榫(9)与索塔(1)间距小于其与第一竖向支座(5)的间距。

9.如权利要求1所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的主梁(2)为钢箱梁；所述的竖向限位结构、横向限位结构和纵向限位结构支撑于主梁(2)下端面对应其横隔板的位置。

10.如权利要求9所述的一种半漂浮体系钢箱梁独塔曲线斜拉桥塔梁约束结构，其特征在于：所述的竖向限位结构支撑于主梁(2)下端面对应其横隔板和纵隔板交接处。