一种可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系 |
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| 申请号 | CN202311420421.5 | 申请日 | 2023-10-30 | 公开(公告)号 | CN117552315A | 公开(公告)日 | 2024-02-13 |
| 申请人 | 广东省建筑设计研究院有限公司; | 发明人 | 胡智敏; 陈伟; 丁伟亮; 潘嵩崧; 李萌; 宁鑫淼; 曾冬雷; 莫然; 毛启元; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 斜拉桥 钢 建设技术领域，特指一种可收缩 变形 新型 框架 式桥塔横梁体系，配合 桥梁 的塔柱设置，可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系；可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系包括有锚固装置和拉杆体系，锚固装置用于把拉杆体系锚固在塔柱上；拉杆体系形成预应 力 拉杆体系，拉杆体系包括有拉杆主体，拉杆主体通过销轴可拆卸地设置在锚固装置上；拉杆主体套设有至少一个钢箱梁套，至少一个钢箱梁套可在拉杆主体上移动或伸缩。拉杆主体与塔柱采用锚固的方式连接，并配合通过销轴实现拉杆主体的接头与锚固装置的可拆卸连接，实现了采用钢拉杆形式作为横梁体系的效果，这样可减小结构 刚度 ，优化结构 应力 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系，配合桥梁的塔柱设置，其特征在于，所述可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系； |
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| 说明书全文 | 一种可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系技术领域背景技术[0002] 对于景观设计较为复杂的全漂浮体系独塔斜拉桥，为实现其结构构造，设计需要很多思考。因为全漂浮体系与生俱来的受力特点就是索塔受力较大，梁体所受的水平荷载通过斜拉索传递到上塔柱，会造成中下塔柱中出现较大的弯矩。因此，在已经确定建筑景观造型的前提下，本桥的设计成败的关键在于索塔的结构设计，其结构构造必须做到牢固可靠且耐久。故索塔上设置的钢结构横梁体系的设计也只至关重要，需做到可达可检可修。 [0003] 现有的斜拉桥横梁体系通常采用一体式结构，即横梁钢结构和桥塔集成在同一部件中。如四肢桥为例，由于四肢桥桥塔的跨度较大，一般为30‑40米，现有一般采用钢箱梁，但是由于采用钢箱梁会存在一定的问题：一方面刚度很大而且温度效应明显；另一方面由于跨度大自重也很大。由于这种传统的横梁体系由于刚性大，对地震或温度的抵抗能力相对较弱。尤其是当温度发生变化时，钢结构横梁会弯曲变形，从而影响结构的稳定性和安全性。 [0004] 因此，需要一种刚度小、受温度效应影响小的斜拉桥横梁体系来解决上述问题。由于斜拉桥空间框架式桥塔横梁仅受拉，故采用钢拉杆形式不仅能减轻自重而且能大大减小刚度以及温度效应带来的影响。而钢拉杆设计使用年限与桥梁的设计使用年限不匹配，故采用可更换的钢拉杆形式的横梁体系。 发明内容[0005] 本发明的发明目的在于：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系。 [0006] 为了解决现有技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案： [0007] 一种可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系，配合桥梁的塔柱设置，所述可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系； [0008] 所述可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系包括有锚固装置和拉杆体系，所述锚固装置用于把所述拉杆体系锚固在所述塔柱上； [0009] 所述拉杆体系形成预应力拉杆体系，所述拉杆体系包括有拉杆主体，所述拉杆主体通过销轴可拆卸地设置在所述锚固装置上；所述拉杆主体套设有至少一个钢箱梁套，至少一个所述钢箱梁套可在所述拉杆主体上移动或伸缩。 [0010] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述套管为钢箱梁套，所述拉杆主体上活动设置有至少一个所述钢箱梁套，至少一个所述钢箱梁套阵列设置在所述拉杆主体上。 [0011] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述钢箱梁套的底部可开合，且所述钢箱梁套上可沿所述拉杆主体的长度方向，在所述拉杆主体上移动。 [0012] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述钢箱梁套的底部可开合，且所述钢箱梁套为嵌套重叠结构，所述钢箱梁套可在所述拉杆主体上伸缩。 [0013] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述拉杆主体安装有使所述拉杆主体具备伸缩性的双向铰。 [0014] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述接头为U型接头，所述拉杆主体为U型钢。 [0015] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述锚固装置包括有预埋在所述塔柱上的锚固钢板，所述锚固钢板对应上横梁和/或下横梁的位置；所述锚固钢板向所述上横梁和/或所述下横梁的方向设置有锚固件，所述锚固件与所述接头通过所述轴销可拆卸连接。 [0016] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，沿所述拉杆主体的长度方向，所述拉杆主体上还设置有多根阵列设置的下横梁顺桥向拉杆和/或横桥向拉杆； [0017] 所述拉杆的一端焊接在所述套管上，另一端对应地向所述下桥梁顺桥方向和/或横桥向伸出。 [0018] 作为本发明可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系的技术方案的一种改进，所述塔柱的数量为四个，四个所述塔柱围成方形；每个所述塔柱上向外伸出连接有横梁，所述拉杆主体设置在所述横梁中。 [0019] 本发明的有益效果： [0020] 1、对于斜拉桥空间框架式桥塔，使用新型的钢拉杆形式作为横梁体系可减小结构刚度、优化结构应力，使斜拉桥塔柱受力更安全，内力应力更小，温度效应影响也减至最小,为斜拉桥受拉构件提供新的选择； [0021] 2、相比于一般永久性与桥塔固结的横梁，本发明替换钢拉杆横梁体系可以更好的保证结构始终达到设计强度，避免成为桥梁薄弱点，能大大降低斜拉桥索塔维护和检修成本，也能提高安全性； [0023] 图1为本发明的结构示意图； [0024] 图2为本发明的拉杆本体的结构示意图； [0025] 图3为本发明中拉杆定位大样图； [0026] 图4为本发明的下横梁与钢横梁套的结构示意图； [0027] 图5为本发明中的拉杆嵌套可伸缩区细部图。 [0028] 附图标记说明：1‑接头；2‑短护套；3‑拉杆主体；4‑长护套；5‑张紧器；6‑销轴；7‑双向铰；8‑锚固件；9‑锚固钢板；10‑下横梁；11‑塔柱。 具体实施方式[0029] 为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0030] 如图1至图5所示，一种可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系，配合桥梁的塔柱设置。可收缩变形新型框架式桥塔横梁体系包括有锚固装置和拉杆体系，锚固装置用于把所述拉杆体系锚固在所述塔柱上。 [0031] 其中所述拉杆体系形成预应力拉杆体系，所述拉杆体系包括有拉杆主体，所述拉杆主体通过销轴可拆卸地设置在所述锚固装置上；所述拉杆主体套设有至少一个钢箱梁套，至少一个所述钢箱梁套可在所述拉杆主体上移动或伸缩。 [0032] 拉杆主体3的接头1与锚固装置通过轴销相连接，不仅实现了拉杆主体3与塔柱11的连接效果，而且通过销轴6实现拉杆主体3的接头1与锚固装置的可拆卸连接，以便在后期维修或更换的过程中更换拉杆主体3；同时，由于套管套设在拉杆主体3上，且套管可在拉杆主体3上移动，通过套管保护拉杆主体3以及辅助受力，使得斜拉桥塔柱11受力更安全，内力应力更小，温度效应影响也减至最小。 [0033] 另外，本发明主要用于四肢桥中，由于四肢桥一般采用钢箱梁，且钢箱梁通常采用一体式结构，即横梁钢结构和桥塔集成在同一部件中。这样会存在由于这种传统的横梁体系由于刚性大，对地震或温度的抵抗能力相对较弱。尤其是当温度发生变化时，钢结构横梁会弯曲变形，从而影响结构的稳定性和安全性的问题。 [0034] 而在本发明中，本发明中的拉杆主体3与塔柱11采用锚固的方式连接，并配合通过销轴6实现拉杆主体3的接头1与锚固装置的可拆卸连接，实现了采用钢拉杆形式作为横梁体系的效果，这样可减小结构刚度，优化结构应力，解决了现有技术中所存在的由于斜拉桥空间框架式桥塔横梁仅受拉，故采用钢拉杆形式不仅能减轻自重而且能大大减小刚度以及温度效应带来的影响问题。 [0035] 即，在本发明中，通过拉杆主体3和塔柱11的锚固连接，使塔柱11作为混凝土索塔，然后使拉杆主体3作为预应力拉杆，并搭配钢横梁形成一个斜拉桥钢横梁结构，斜拉桥钢横梁结构作为一个预应力拉杆体系，替换了常规的钢箱梁横梁体系，解决了现有技术中所存在的由于斜拉桥空间框架式桥塔横梁仅受拉，故采用钢拉杆形式不仅能减轻自重而且能大大减小刚度以及温度效应带来的影响问题。同时在预应力拉杆的外部套设或移动、或开合、或伸缩的钢梁两套，以保护预应力拉杆以及辅助受力；另外，由于本发明作为预应力拉杆体系，替换了常规的钢箱梁横梁体系，通过结构体系的改变，减小刚度减小自重减小了温度效应影响。 [0036] 而且，由于拉杆主体3的端部的接头1与塔柱11通过销轴6可拆卸连接，后期维修更换时，拔出销轴6即可更换拉杆。 [0037] 在本发明的一些实施方式中，套管为钢箱梁套，拉杆主体3上活动设置有至少一个钢箱梁套，至少一个钢箱梁套阵列设置在拉杆主体3上。 [0038] 详细地说，当钢箱梁套的底部可开合，且钢箱梁套上可沿拉杆主体3的长度方向，在拉杆主体3上移动，在钢箱梁套的作用下，可以便于钢箱梁套安装设置在拉杆主体3上，以便钢箱梁套在拉杆主体3上的移动。在此需要说明的是，钢箱梁套沿着拉杆主体3的长度方向上的两侧，均开设有用于穿设拉杆主体3的通孔，以便钢箱梁套在拉杆主体3上的移动。优选的，钢箱梁套上还设置有锁紧装置，这样，钢箱梁套可在拉杆主体3上移动，并通过锁紧装置进行固定。锁紧装置可以为限位块，通过限位块对钢箱梁套的位置进行限制，避免钢箱梁套到达目的位置并锁定后，出现位置移动的情况。 [0039] 在本发明的一些实施方式中，钢箱梁套的底部可开合，且钢箱梁套为嵌套重叠结构，钢箱梁套可在拉杆主体3上伸缩。 [0040] 详细地说，当钢箱梁套的底部可开合，可便于钢箱梁套安装在拉杆主体3上，由于钢箱梁套为嵌套重叠结构，可以实现钢箱梁套在拉杆主体3上的伸缩效果。 [0041] 在上述两种实施方式中，由于钢箱梁套可在拉杆主体3上实现伸缩和/或移动的效果，能更好地保护钢拉杆体系整体结构，提高使用寿命。 [0042] 在本发明的一些实施方式中，接头1为U型接头1，拉杆主体3为U型钢。 [0043] 在本发明的一些实施方式中，锚固装置包括有预埋在塔柱11上的锚固钢板9，锚固钢板9对应上横梁和/或下横梁10的位置；锚固钢板9向上横梁和/或下横梁10的方向设置有锚固件8，锚固件8与接头1通过轴销可拆卸连接。 [0044] 详细地说，在本发明中，在塔柱11上预埋锚固钢板9，在锚固钢板9上向外设置锚固件8，优选的，锚固件8的设置方向与上横梁和/或下横梁10相同，以便在拉杆主体3与锚固件8相连接，即便于拉杆主体3与塔柱11的锚固连接。 [0045] 在本发明的一些实施方式中，沿拉杆主体3的长度方向，拉杆主体3上还设置有多根阵列设置的下横梁10顺桥向拉杆和/或横桥向拉杆；拉杆的一端焊接在套管上，另一端对应地向下桥梁顺桥方向和/或横桥向伸出。 [0046] 在本发明的一些实施方式中，套管为钢箱梁套，拉杆主体3上活动设置有至少一个钢箱梁套。进一步的，钢箱梁套的底部可开合，且钢箱梁套可在拉杆主体3上伸缩或滑动。 [0047] 在本发明的一些实施方式中，拉杆主体3上还设置有张紧器5和双向铰7，在张紧器5和双向铰7的作用下，降低了拉杆主体3的刚性。 [0048] 在本发明的一些实施方式中，拉杆主体3的端部分别套设有短护套2和长护套4，其中，短护套2套设在拉杆主体3与锚固装置的连接处，长护套4套设在拉杆主体3与张紧器5的连接处，在短护套2和/或长护套4的作用下，可以加大拉杆主体3在连接处的强度，避免拉杆主体3在连接处出现断裂的情况。 [0049] 作为本发明的一个实施例，塔柱11的数量为四个，四个塔柱11围成方形；每个塔柱11上向外伸出连接有横梁，拉杆主体3设置在横梁中。 [0050] 基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 |
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