CN209941494U - 一种用于大桥抗风的桁架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于大桥抗风的桁架，其包括加强桁架体，所述加强桁架体设置在桥面上，并对最大悬臂端进行加固。本实用新型提供的用于大桥抗风的桁架能够有效的抵抗横风和和竖风对桥梁结构的影响，并能有效抑制抖振；同时本结构可靠性高且方便安装以及后续的拆卸。

Description

一种用于大桥抗风的桁架

技术领域

本实用新型涉及桥梁技术，具体涉及桥梁的抗风结构。

背景技术

风灾是自然灾害中发生最频繁的一种，桥梁的风害事故屡见不鲜。风与结构的相互作用是一个十分复杂的现象，它受风的自然特性，结构的外形，结构的动力特性以及风与结构的相互作用等诸多方面因素的制约。当风绕过一般为非流线型作用截面的桥梁结构时，会产生旋涡和流动的分离，形成复杂的空气作用力。当桥梁结构的刚度较大时，结构保持静止不动，这种空气力的作用只相当于静力作用。当桥梁结构的刚度较小时，结构振动受到激发，这时空气力的作用不仅具有静力作用，而且具有动力作用。

台风作为最主要的气象灾害，为保证桥梁施工状态的抗风安全，对主桥结构开展抗风性能研究是完全必要的。但是现有的桥梁抗风结构普遍存在结构复杂，施工难度大以及成本高等问题。

实用新型内容

针对现有桥梁抗风方案所存在的问题，需要一种新的桥梁抗风方案。

为此，本实用新型的目的在于提供一种用于大桥抗风的桁架，以克服现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供的用于大桥抗风的桁架，包括加强桁架体，所述加强桁架体设置在桥面上，并对最大悬臂端进行加固。

进一步的，所述加强桁架体为桥梁上的挂篮孔作为锚固点。

进一步的，所述加强桁架体包括两组上弦杆、两组下弦杆、若干腹杆、若干上横撑、若干下横撑以及若干横斜撑，所述两组下弦杆水平分布，两组上弦杆垂直分布在两组下弦杆上部，第一组上弦杆与第一组下弦杆之间分布有若干的腹杆，第二组上弦杆与第二组下弦杆之间分布有若干的腹杆，第一组上弦杆与第二组上弦杆之间设置若干的上横撑，第一组下弦杆与第二组下弦杆之间对应上横撑设置若干的下横撑，每个上横撑与下横撑之间设置有横斜撑。

进一步的，所述若干的腹杆呈连续倒“V”形分布。

进一步的，每根腹杆呈45°分布。

进一步的，所述横斜撑呈40-60°分布。

进一步的，所述下弦杆和上弦杆由工字形槽钢构成。

进一步的，所述加强桁架体上还设置由若干的锚固结构，若干的锚固结构固定连接加强桁架体和桥面。

进一步的，所述锚固结构包括枕梁、压板以及固定螺栓，所述枕梁设置在下弦杆下方，所述压板相对于枕梁垂直设置在下弦杆上方，压板的两端分别通过固定螺栓与桥面连接。

本实用新型提供的用于大桥抗风的桁架能够有效的抵抗横风和和竖风对桥梁结构的影响，并能有效抑制抖振；同时本结构可靠性高且方便安装以及后续的拆卸。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型实例中加强桁架的结构示意图；

图2为本实用新型实例中加强桁架的立面示意图；

图3为本实用新型实例中腹杆的结构示意图；

图4为本实用新型实例中横斜撑与上横撑和下横撑之间的连接配合示意图；

图5为本实用新型实例中加强桁架桥面布置平面示意图；

图6为本实用新型实例中加强桁架桥面布置立面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实例以某大桥为例，该大桥采用85+160+85m的预应力钢筋混凝土连续刚构，边中跨比0.53，平面位于A＝729.383m左偏缓和曲线R＝1900m左偏圆曲线上，纵断面位于R＝11000m的竖曲线上，墩台均采用径向布置。箱梁为变截面连续箱梁，箱梁根部梁高9.5m，跨中和端部梁高3.5m，梁高按1.8次抛物线变化；横断面为单箱室直腹板箱梁，箱梁顶板宽16.05m，底板宽8.75m，挑臂长度3.65m；0号块顶、底板厚度分别为50cm和130cm，腹板厚100cm；其它梁段顶板厚30cm，底板厚度从根部110cm按1.8次抛物线变化至跨中32cm，1号块至11号块腹板厚80cm，14号块至24号块腹板厚60cm，12～13号块为过渡段。全桥除在墩顶0号块设两道厚180cm的横隔板、边跨现浇段梁端设厚150cm的端横梁和中跨合龙段设一道厚50cm的横隔板外，其余部位均不设。主梁横坡由腹高度调整，底板保持水平，主梁处于R＝4200左偏圆曲线上，左右幅桥面横坡均向左，设置3％的横坡。

该主桥结构最大悬臂状态时，所受到的横风和和竖风将对主桥结构造成较大的影响。由此，为保证施工状态的抗风安全，需要在主桥结构中设置抗风结构。

据此，本实例针对上述结构的桥梁，采用桁架结构形式对最大悬臂端进行加固，通过增大结构整体刚度，来抵抗横风和和竖风对结构的影响，并能有效抑制抖振，并巧妙利用桥梁上原有的挂篮孔作为锚固点，方便安装以及后续的拆卸。

参见图1和图2，本实例中的加强桁架100主要由第一上弦杆110、第二上弦杆120、第一下弦杆130、第二下弦杆140、若干腹杆150、若干上横撑160、若干下横撑170以及若干横斜撑180相互配合构成。

其中，第一上弦杆110与第二上弦杆120结构相同，第一下弦杆130与第二下弦杆140结构，第一上弦杆110与第二上弦杆120的长度小于第一下弦杆130与第二下弦杆140的长度。

第一上弦杆110同轴垂直设置在第一下弦杆130上方，同时在两者之间设置若干的腹杆150，由若干的腹杆150来支撑连接第一上弦杆110和第一下弦杆130，构成等腰梯形的框架结构。

参见图3，其所示为本实例中腹杆150的结构示意图。由图可知，本腹杆150主要由斜向连接杆151以及设置在斜向连接杆151两端的连接板152、153，两连接板152、153分别呈水平状态设置在斜向连接杆151的两端，同时每个连接板上开设有若干的连接孔，用于与弦杆固定连接。同时为了保证斜向连接杆151的连接和支撑强度，斜向连接杆151优选40°-60°的斜角。

进一步的，为了保证第一上弦杆110和第一下弦杆130之间的稳固性和可靠性，两者之间的若干腹杆150采用连续倒“V”形分布。作为举例，图示实例中，在第一上弦杆110和第一下弦杆130之间设置10根腹杆150，这10根腹杆150在沿第一下弦杆130的长度方向(或沿第一上弦杆110的长度方向)上，第一根腹杆与第一下弦杆130之间呈45°设置，并且上端固定连接第一上弦杆110的顶端，下端固定连接第一下弦杆130的顶端；第二腹杆与第一下弦杆130之间呈135°设置，上端固定连接第一上弦杆110，并与第一根腹杆的上端相邻，下端固定连接第一下弦杆130，由此与第一根腹杆形成倒“V”形；第三腹杆与第一下弦杆130之间呈45°设置，上端固定连接第一上弦杆110，下端固定连接第一下弦杆130，并与第二腹杆的下端相邻；第四腹杆与第一下弦杆130之间呈135°设置，上端固定连接第一上弦杆110，并与第三根腹杆的上端相邻，下端固定连接第一下弦杆130，由此与第三根腹杆形成倒“V”形；据此依次设置其他腹杆，直至最后一根腹杆的上端与第一上弦杆110的末端固定连接，上端与第一下弦杆130的下端固定连接。

由此设置的腹杆连接第一上弦杆110和第一下弦杆130，构成等腰梯形的框架结构；同时若干腹杆通过45°夹角和135°夹角之间的依次交替设置形成的连续倒“V”形分布结构，能够使得整个等腰梯形的框架结构强度达到最大。

根据上述相同设置方案，第二上弦杆120同轴垂直设置在第二下弦杆140上方，同时在两者之间设置若干的腹杆150，由若干的腹杆150来支撑连接第二上弦杆120和第二下弦杆140，构成高强度的等腰梯形的框架结构。

根据上述方案构成的两组等腰梯形的框架结构之间相对水平设置，同时在第一上弦杆110与第二上弦杆120之间通过若干的上横撑160进行连接，与此对应的，第一下弦杆130与第二下弦杆140之间通过若干的下横撑170进行固定连接，每个下横撑170与上横撑160之间上下一一对应，由此构成等腰梯形的框架体结构。

为了进一步的提高该等腰梯形框架体结构的强度和可靠性，本实例每对上横撑160和下横撑170之间设置一横斜撑180，该横斜撑180的一端与上横撑160的一端固定连接，横斜撑180的另一端与下横撑170的另一端(与横斜撑180的一端斜对)固定连接；而相邻的横斜撑180之间设置方向可以相同，也可以相对，可根据实际需求而定。

参见图4，本实例在具体实施时，第一上弦杆110，第二上弦杆120，第一下弦杆130以及第二下弦杆140采用“工”字形槽钢构成，下横撑170，上横撑160以及横斜撑180采用连接构成型材构成；上横撑160的两端分别安插在第一上弦杆110和第二上弦杆120的槽口中，并进行可拆卸的固定连接，与之对应的下横撑170的两端分别安插在第一下弦杆130与第二下弦杆140的槽口中，并进行可拆卸的固定连接，通过弦杆上槽口的限制，保证连接的可靠性以及安装拆卸的便捷性；同时横斜撑180斜向设置在下横撑170和上横撑160之间，两端分别与下横撑170和上横撑160的两端可拆卸连接(如图4所示)，同时下横撑170，上横撑160以及横斜撑180支架长度，使得横斜撑180相对于上横撑160或下横撑170呈40-60°分布，优选45°，由此使得下横撑170，上横撑160以及横斜撑180配合形成的横向支撑结构稳固性最高。

另外，本实例在加强桁架100中优选5组由下横撑170，上横撑160以及横斜撑180配合形成的横向支撑结构，这5组横向支撑结构沿加强桁架100的长度方向等距分布在加强桁架100中，由此能够实现以最简单的结构和最低的成本，使得加强桁架100的强度达到最优。

针对上述构成的高稳固性的加强桁架100，为了便于其能够有效的固定在在桥梁结构上，以加强桥梁结构的稳固性，本实例在加强桁架100上进一步增设若干的锚固结构200，若干的锚固结构200沿加强桁架100的长度方向分布，并分别固定连接加强桁架和桥面。

如图2所示，本实例中的锚固结构200主要由枕梁210、压板220以及两组固定螺栓230配合构成。

其中，枕梁210设置在加强桁架100中下弦杆的下方，同时压板220相对于枕梁210设置在下弦杆上方，压板220整体垂直于下弦杆，其两端分别位于下弦杆的两侧，同时两端分别与固定螺栓230进行螺接配合，而固定螺栓230可与桥面进行固定连接，通过固定螺栓230从两端面向桥面压紧压板220，从而由压板220整体将下弦杆面向桥面压紧。

参见图5和图6，本实例中优选8组锚固结构200来固定加强桁架100。如图所示，整个加强桁架100相对于桥梁结构中最大悬臂端设置两个钢箱梁桥面300上，将8组锚固结构200分为两组，每组四个锚固结构200。其中一组的四个锚固结构200用于固定加强桁架100中的第一下弦杆130，这四个锚固结构200分为两小组分别用于将第一下弦杆130的两端分别与两个钢箱梁桥面300进行固定；同时另一组的四个锚固结构200用于固定加强桁架100中的第二下弦杆140，这四个锚固结构200分为两小组分别用于将第二下弦杆140的两端分别与两个钢箱梁桥面300进行固定。优选的每个锚固结构200在设置时，可使其上锚固点与桥梁上原有的挂篮孔对应，这样即方便安装，又方便后续的拆卸。

由此固定设置的加强桁架100能够加大整个正在建设的桥梁结构的整体刚度，由此能够有效的抵抗横风和和竖风对结构的影响，并能有效抑制抖振。

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效物界定。

Claims (7)

1.用于大桥抗风的桁架，其特征在于，包括加强桁架体，所述加强桁架体设置在桥面上，并对最大悬臂端进行加固；所述加强桁架体为桥梁上的挂篮孔作为锚固点；所述加强桁架体包括两组上弦杆、两组下弦杆、若干腹杆、若干上横撑、若干下横撑以及若干横斜撑，所述两组下弦杆水平分布，两组上弦杆垂直分布在两组下弦杆上部，第一组上弦杆与第一组下弦杆之间分布有若干的腹杆，第二组上弦杆与第二组下弦杆之间分布有若干的腹杆，第一组上弦杆与第二组上弦杆之间设置若干的上横撑，第一组下弦杆与第二组下弦杆之间对应上横撑设置若干的下横撑，每个上横撑与下横撑之间设置有横斜撑。

2.根据权利要求1所述的用于大桥抗风的桁架，其特征在于，所述若干的腹杆呈连续倒“V”形分布。

3.根据权利要求1所述的用于大桥抗风的桁架，其特征在于，每根腹杆呈45°分布。

4.根据权利要求1所述的用于大桥抗风的桁架，其特征在于，所述横斜撑呈40-60°分布。

5.根据权利要求1所述的用于大桥抗风的桁架，其特征在于，所述下弦杆和上弦杆由工字形槽钢构成。

6.根据权利要求1所述的用于大桥抗风的桁架，其特征在于，所述加强桁架体上还设置由若干的锚固结构，若干的锚固结构固定连接加强桁架体和桥面。

7.根据权利要求6所述的用于大桥抗风的桁架，其特征在于，所述锚固结构包括枕梁、压板以及固定螺栓，所述枕梁设置在下弦杆下方，所述压板相对于枕梁垂直设置在下弦杆上方，压板的两端分别通过固定螺栓与桥面连接。

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