CN212641174U - 隐性剪力铰装置及桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隐性剪力铰装置及桥梁，包括：主跨侧大箱，所述主跨侧大箱的端部开设有容置孔腔；边跨侧悬臂小箱，所述边跨侧悬臂小箱活动设置于所述容置孔腔中；及支座组件，所述支座组件抵设于所述容置孔腔的内壁与所述边跨侧悬臂小箱的外壁之间。在此结构布置下，隐性剪力铰装置只传递竖向剪切力，而不会传递弯矩和纵向水平力，同时能够适应主跨挂梁在纵向方向上的位移，还能承受竖直向下或向上的压力，可保证主跨挂梁与边跨侧悬臂梁能够自由伸缩和转动，可以很好解决脱空问题。

Description

隐性剪力铰装置及桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁施工建造技术领域，特别是涉及一种隐性剪力铰装置及桥梁。

背景技术

在桥梁领域中，中承式系杆拱桥一般多采用拱梁固结、主跨简支悬吊挂孔体系。该体系往往需要在主跨两端设置一种可允许主梁纵向滑动的构件以释放温度产生的轴力，通常地，会在主跨靠近拱位置的梁体断开以设置伸缩缝，并在钢主梁上安装牛腿来传递中跨挂梁的载荷。而采用牛腿作为支撑承力构件会存在如下缺点：从受力方面看，由于牛腿处的梁高突变减小，且截面凹折转角多，会导致传递的集中力非常大，使局部应力较大；此外，拱桥由于存在主跨吊杆的张拉力，牛腿处支座的压力储备相对较小，在活载工况下支座极易出现脱空现象，对桥梁安全造成巨大危险。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种隐性剪力铰装置及桥梁，旨在解决现有技术中结构受力不合理导致容易出现脱空现象，影响桥梁安全的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种隐性剪力铰装置，其包括：

主跨侧大箱，所述主跨侧大箱的端部开设有容置孔腔；

边跨侧悬臂小箱，所述边跨侧悬臂小箱活动设置于所述容置孔腔中；及

支座组件，所述支座组件抵设于所述容置孔腔的内壁与所述边跨侧悬臂小箱的外壁之间。

上述方案的隐性剪力铰装置应用装备于拱桥钢梁的主跨挂梁与边跨侧悬臂梁之间，为主跨侧悬臂处的连接提供一种解决方案，用以取代传统技术中使用的牛腿支撑。具体而言，由于主跨侧大箱的端部开设了容置孔腔，因而该隐性剪力铰装置安装时，可直接将边跨侧悬臂小箱直接插装到容置孔腔内，之后再将支座组件垫装到容置孔腔的内壁与边跨侧悬臂小箱的外壁之间由此完成组装固定，其中边跨侧悬臂小箱具有相对容置孔腔移动的能力。在此结构布置下，隐性剪力铰装置只传递竖向剪切力，而不会传递弯矩和纵向水平力，同时能够适应主跨挂梁在纵向方向上的位移，还能承受竖直向下或向上的压力，可保证主跨挂梁与边跨侧悬臂梁能够自由伸缩和转动，可以很好解决脱空问题。

下面对本申请的保护范围作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述边跨侧悬臂小箱为矩形立方体结构，所述容置孔腔的形状与所述边跨侧悬臂小箱的形状适配，且所述容置孔腔的长宽高分别对应大于所述边跨侧悬臂小箱的长宽高，使得所述容置孔腔与所述边跨侧悬臂小箱之间形成环形容腔；所述支座组件包括抵设于所述边跨侧悬臂小箱的顶壁与所述容置孔腔的内壁之间的第一支座，抵设于所述边跨侧悬臂小箱的底壁与所述容置孔腔的内壁之间的第二支座，及抵设于所述边跨侧悬臂小箱的侧壁与所述容置孔腔的内壁之间的第三支座。

在其中一个实施例中，所述支座组件还包括第一预压紧板、第二预压紧板和第三预压紧板，所述第一预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱的顶壁与所述第一支座之间，所述第二预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱的底壁与所述第二支座之间，所述第三预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱的侧壁与所述第三支座之间。

在其中一个实施例中，所述边跨侧悬臂小箱包括沿横向间隔并排布置的顶板和底板，以及连接于所述顶板与所述底板之间且沿纵向间隔排布的至少两块腹板。

在其中一个实施例中，各所述腹板与所述顶板的连接处均设置有第一加劲肋，各所述腹板与所述底板的连接处均设置有第二加劲肋；所述边跨侧悬臂小箱的内部还设置有第一横向加劲隔板。

在其中一个实施例中，所述边跨侧悬臂小箱的部分内置于所述主跨侧大箱中，余下部分伸出于所述主跨侧大箱外；所述主跨侧大箱内与所述腹板对应的位置设置有第三加劲肋，所述边跨侧悬臂小箱与所述主跨侧大箱的交界处对应所述腹板的位置设置有第四加劲肋。

在其中一个实施例中，所述边跨侧悬臂小箱还设有第一辅修过孔；所述主跨侧大箱还设有第二辅修过孔。

在其中一个实施例中，所述边跨侧悬臂小箱的四周围设有止水带。

在其中一个实施例中，所述主跨侧大箱为扁平钢箱梁，所述主跨侧大箱与所述边跨侧悬臂小箱连接所述支座组件的位置设置有第二横向加劲隔板。

此外，还提供一种桥梁，其包括如上所述的隐性剪力铰装置。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例所述的桥梁的结构示意图；

图2为图1中A-A段的俯视结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所述的主跨侧大箱与边跨侧悬臂小箱的组装结构图；

图4为图3中边跨侧悬臂小箱的结构示意图。

附图标记说明：

10、主跨挂梁；20、边跨侧悬臂梁；30、拱梁；40、桥墩；50、主跨侧大箱；51、容置孔腔；52、第二辅修过孔；60、边跨侧悬臂小箱；61、顶板；62、底板；63、腹板；64、第一辅修过孔；70、支座组件；71、第一支座；72、第二支座；73、第三支座；80、第一加劲肋；90、第二加劲肋；100、止水带；110、隐性剪力铰装置。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

需要说明的是，该“第一凸体”可以为“第一安装件的一部分”，即“第一凸体”与“第一安装件的其他部分”一体成型制造；也可以与“第一安装件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“第一凸体”可以独立制造，再与“第一安装件的其他部分”组合成一个整体。

等同的，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本申请对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本申请等同的技术方案。

需要说明的是，该“第一安装件”可以为“安装单元”这一模块的其中一个零件，即与“安装单元的其他构件”进行模块化组装；也可以与“安装单元的其他构件”相对独立，可分离，即可在本装置中与“安装单元的其他构件”模块化组装。等同的，本申请“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本申请对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本申请等同的技术方案。

如图1所示，本申请实施例提供一种桥梁，其为一种钢梁结构的拱形桥，具体可选是中承式系杆拱桥。该桥梁的主体结构包括桥墩40，安装在桥墩40上的主跨挂梁10和边跨侧悬臂梁20以及拱梁30。桥墩40支撑于主跨挂梁10和边跨侧悬臂梁20的底部，保证桥梁主体安装牢固，安全、可靠服役。

边跨侧悬臂梁20为两个，分别连接在主跨挂梁10的相对两端，边跨侧悬臂梁20远离主跨挂梁10的端部分别衔接桥梁起始点和终点两处位置，以使桥梁具备通行能力。

除上述构件以外，桥梁还包括隐性剪力铰装置110，其用于取代传统技术中的牛腿支撑，用以优化桥梁整体受力，保证安全可靠。

请继续参阅图1，为本申请一实施例展示隐性剪力铰装置110安装于桥梁上的结构示意图。图2为隐性剪力铰装置110安装在主跨挂梁10内的1/2断面示意图。其中，隐性剪力铰装置110包括：主跨侧大箱50、边跨侧悬臂小箱60及支座组件70。所述主跨侧大箱50的端部开设有容置孔腔51。具体地，主跨侧大箱50为主跨挂梁10的主体构件，主跨侧大箱50的两端分别开设有一个容置孔腔51；相应的两个边跨侧悬臂的端部分别安装有一个边跨侧悬臂小箱60，两个边跨侧悬臂小箱60一一对应的活动设置于所述容置孔腔51中；所述支座组件70抵设于所述容置孔腔51的内壁与所述边跨侧悬臂小箱60的外壁之间。

综上，实施上述实施例的技术方案将具有如下有益效果：上述方案的隐性剪力铰装置110应用装备于拱桥钢梁的主跨挂梁10与边跨侧悬臂梁之间，为主跨侧悬臂处的连接提供一种解决方案，用以取代传统技术中使用的牛腿支撑。具体而言，由于主跨侧大箱50的端部开设了容置孔腔51，因而该隐性剪力铰装置110安装时，可直接将边跨侧悬臂小箱60直接插装到容置孔腔51内，之后再将支座组件70垫装到容置孔腔51的内壁与边跨侧悬臂小箱60的外壁之间由此完成组装固定，其中边跨侧悬臂小箱60具有相对容置孔腔51移动的能力。在此结构布置下，隐性剪力铰装置110只传递竖向剪切力，而不会传递弯矩和纵向水平力，同时能够适应主跨挂梁10在纵向方向上的位移，还能承受竖直向下或向上的压力，可保证主跨挂梁10与边跨侧悬臂梁能够自由伸缩和转动，可以很好解决脱空问题。

一实施例中，所述主跨侧大箱50为扁平钢箱梁，结构简单，易于制造成型；另外扁平结构设计可大幅增加承力面积，进而提高纵向载荷承载能力。所述边跨侧悬臂小箱60为矩形立方体结构，所述容置孔腔51的形状与所述边跨侧悬臂小箱60的形状适配，且所述容置孔腔51的长宽高分别对应大于所述边跨侧悬臂小箱60的长宽高，使得所述容置孔腔51与所述边跨侧悬臂小箱60之间形成环形容腔。如此边跨侧悬臂小箱60吊装时可非常容易的装入容置孔腔51内，降低安装难度，提高施工效率。

请继续参阅图3，而形成的环形容腔则方便安装支座组件70。具体而言，所述支座组件70包括抵设于所述边跨侧悬臂小箱60的顶壁与所述容置孔腔51的内壁之间的第一支座71，抵设于所述边跨侧悬臂小箱60的底壁与所述容置孔腔51的内壁之间的第二支座72，及抵设于所述边跨侧悬臂小箱60的侧壁与所述容置孔腔51的内壁之间的第三支座73。如此，第一支座71和第二支座72用于限制边跨侧悬臂小箱60的纵向自由度，第三支座73能够心智边跨侧悬臂小箱60的横向自由度，保证边跨侧悬臂小箱60安装牢固；并且，第一支座71、第二支座72和第三支座73可充当主要承力角色，实现力的有效传递，保证隐性剪力铰装置110具备更强抗剪切能力。较佳地，第一支座71和第二支座72均为两个并间隔并排布置，如此可进一步提升纵向支撑能力。第三支座73为两个，并分别安装在边跨侧悬臂小箱60的横向两侧，保证整个边跨侧悬臂小箱60环向定位固定牢靠。

可选地，第一支座71和第二支座72可以是但不限于球形钢支座；第三支座73可以是但不限于四氟滑板橡胶支座。球形钢支座和四氟滑板橡胶支座本身具备横向纵向移动能力，可适应主跨挂梁10的纵向位移需求，保证边跨侧悬臂梁20与主跨挂梁10之间能够自由进行伸缩和转动，使桥梁具备适应外界载荷冲击的防护能力。

进一步地，一实施例中，所述支座组件70还包括第一预压紧板、第二预压紧板和第三预压紧板，所述第一预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱60的顶壁与所述第一支座71之间，所述第二预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱60的底壁与所述第二支座72之间，所述第三预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱60的侧壁与所述第三支座73之间。通过设置第一预压紧板至第三预压紧板，能够对相应的第一支座71至第三支座73提供顶紧力，保证各支座与边跨侧悬臂小箱60以及主跨侧大箱50之间均产生一定大小的预压力，进而可避免发生松动。可选地，第一预压紧板至第三预压紧板均可选是楔形钢板，通过将楔紧力转化为预压力而将各支座顶紧。当然，在其他实施例中，各预压紧板也可以是其他结构形状，或者各预压紧板也可替换为其他部件或设备，只要能够使支座与边跨侧悬臂小箱60和主跨侧大箱50之间产生预压即可。

请继续参阅图4，一实施例中，所述边跨侧悬臂小箱60包括沿横向间隔并排布置的顶板61和底板62，以及连接于所述顶板61与所述底板62之间且沿纵向间隔排布的至少两块腹板63。如上所述，边跨侧悬臂小箱60为矩形立方体结构，具体为一种半开放式的框板结构。其中顶板61和底板62构成长板边，两块腹板63构成短板边，由此形成的箱体结构的承压能力强，进而能够承担较大的剪切力，保证桥梁结构强度与刚度好。较佳地，腹板63为六块，其中两块连接在顶板61和底板62的两端位置，构成外侧腹板63；而另外四块腹板63平行间隔连接在顶板61与底板62之间，构成内侧腹板63。各腹板63能够进一步分摊顶板61传至底板62(或底板62传至顶板61的力)，形成可靠支撑，保证边跨侧悬臂小箱60结构稳固。

进一步地，一实施例中，各所述腹板63与所述顶板61的连接处均设置有第一加劲肋80，各所述腹板63与所述底板62的连接处均设置有第二加劲肋90。通过设置第一加劲肋80和第二加劲肋90，可提高腹板63与顶板61以及底板62的连接强度，避免转角处应力集中过大而容易发生断裂。并且，所述边跨侧悬臂小箱60的内部还设置有第一横向加劲隔板。如此可进一步提高边跨侧悬臂小箱60的整体结构强度，进而提升传力能力。

为了借助边跨侧悬臂小箱60与主跨侧大箱50连接而实现边跨侧悬臂梁20与主跨挂梁10的组装连接，需要将所述边跨侧悬臂小箱60的部分内置于所述主跨侧大箱50中，余下部分伸出于所述主跨侧大箱50外。即伸出主跨侧大箱50的部分能够与边跨侧悬臂梁20连接。所述主跨侧大箱50内与所述腹板63对应的位置设置有第三加劲肋，所述边跨侧悬臂小箱60与所述主跨侧大箱50的交界处对应所述腹板63的位置设置有第四加劲肋。通过设置第三加劲肋和第四加劲肋，可以提高连接节点处的结构强度与刚度，保证各结构部件组装牢靠。

请继续参阅图3和图4，而为了提高后期维修人员的可通过性和可达性，降低对桥梁的检修作业难度，所述边跨侧悬臂小箱60还设有第一辅修过孔64；所述主跨侧大箱50还设有第二辅修过孔52。维修人员便能够穿过第一辅修过孔64和第二辅修过孔52到达桥梁的任意地方，方便开展损坏部位的维保工作。

进一步地，一实施例中，所述主跨侧大箱50与所述边跨侧悬臂小箱60连接所述支座组件70的位置设置有第二横向加劲隔板。如此可有效提高主跨侧大箱50与边跨侧悬臂小箱60连接部位的结构强度，进而提升整个剪力铰装置的承载和传力能力，保证桥梁结构受力更为优化。

当边跨侧悬臂小箱60与主跨侧大箱50组装完成后，还需要在所述边跨侧悬臂小箱60的四周围设有止水带100。通过设置止水带100，可防止外部雨水侵入主跨侧大箱50内，对钢材质的主跨侧大箱50造成锈蚀损坏，影响桥梁使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种隐性剪力铰装置，其特征在于，包括：

主跨侧大箱，所述主跨侧大箱的端部开设有容置孔腔；

边跨侧悬臂小箱，所述边跨侧悬臂小箱活动设置于所述容置孔腔中；及

支座组件，所述支座组件抵设于所述容置孔腔的内壁与所述边跨侧悬臂小箱的外壁之间。

2.根据权利要求1所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述边跨侧悬臂小箱为矩形立方体结构，所述容置孔腔的形状与所述边跨侧悬臂小箱的形状适配，且所述容置孔腔的长宽高分别对应大于所述边跨侧悬臂小箱的长宽高，使得所述容置孔腔与所述边跨侧悬臂小箱之间形成环形容腔；所述支座组件包括抵设于所述边跨侧悬臂小箱的顶壁与所述容置孔腔的内壁之间的第一支座，抵设于所述边跨侧悬臂小箱的底壁与所述容置孔腔的内壁之间的第二支座，及抵设于所述边跨侧悬臂小箱的侧壁与所述容置孔腔的内壁之间的第三支座。

3.根据权利要求2所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述支座组件还包括第一预压紧板、第二预压紧板和第三预压紧板，所述第一预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱的顶壁与所述第一支座之间，所述第二预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱的底壁与所述第二支座之间，所述第三预压紧板设置于所述边跨侧悬臂小箱的侧壁与所述第三支座之间。

4.根据权利要求1所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述边跨侧悬臂小箱包括沿横向间隔并排布置的顶板和底板，以及连接于所述顶板与所述底板之间且沿纵向间隔排布的至少两块腹板。

5.根据权利要求4所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，各所述腹板与所述顶板的连接处均设置有第一加劲肋，各所述腹板与所述底板的连接处均设置有第二加劲肋；所述边跨侧悬臂小箱的内部还设置有第一横向加劲隔板。

6.根据权利要求4所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述边跨侧悬臂小箱的部分内置于所述主跨侧大箱中，余下部分伸出于所述主跨侧大箱外；所述主跨侧大箱内与所述腹板对应的位置设置有第三加劲肋，所述边跨侧悬臂小箱与所述主跨侧大箱的交界处对应所述腹板的位置设置有第四加劲肋。

7.根据权利要求1所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述边跨侧悬臂小箱还设有第一辅修过孔；所述主跨侧大箱还设有第二辅修过孔。

8.根据权利要求1所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述边跨侧悬臂小箱的四周围设有止水带。

9.根据权利要求1所述的隐性剪力铰装置，其特征在于，所述主跨侧大箱为扁平钢箱梁，所述主跨侧大箱与所述边跨侧悬臂小箱连接所述支座组件的位置设置有第二横向加劲隔板。

10.一种桥梁，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的隐性剪力铰装置。

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