连接桥与立柱的连接结构 |
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| 申请号 | CN202410132403.5 | 申请日 | 2024-01-30 | 公开(公告)号 | CN117904952A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司; | 发明人 | 张新行; 曹伟良; 梁为圳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种连接桥与立柱的连接结构，包括连接桥本体、立柱本体、第一支座和第二支座，连接桥本体包括主梁以及相对凸设于主梁的长度方向的两侧的第一悬挑梁和第二悬挑梁，立柱本体包括 支撑 柱以及相对凸设于支撑柱两侧第一 牛 腿和第二牛腿，第一牛腿与第一悬挑梁相对设置，第二牛腿与第二悬挑梁相对设置。第一支座设置于第一悬挑梁和第一牛腿之间，第二支座设置于第二悬挑梁和第二牛腿之间，连接桥本体在第一支座和第二支座的支撑作用下与立柱本体间隔设置，连接桥本体通过第一支座向第一牛腿施加第一垂直荷载，连接桥本体通过第二支座向第二牛腿施加第二垂直荷载，支撑柱在第一垂直荷载和第二垂直荷载的作用下 力 矩平衡，从而避免侧翻现象。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种连接桥与立柱的连接结构，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 连接桥与立柱的连接结构技术领域背景技术[0002] 连接桥包括用于车辆通行的高架桥、人行天桥以及设置在建筑物与建筑物之间的连廊、架空走廊等。大跨度连接桥需要设置立柱以进行支撑，目前，大跨度连接桥与单立柱通常采用单支座进行连接，则立柱在承受偏心荷载的情况下会成为压弯构件，同时连桥主梁与立柱单支座刚接，立柱柱底将会有较大弯矩，承载力降低，若偏心荷载较大，不仅导致立柱受力不均，而且容易发生侧翻事件，若设计双支座结构(即设计两排立柱)，则占用较大空间。 发明内容[0003] 本发明的主要目的是提供一种连接桥与立柱的连接结构，旨在让立柱柱底无弯矩，成为具有更高承载力的轴心受压构件，避免连接桥侧翻现象。 [0004] 为实现上述目的，本发明提出的连接桥与立柱的连接结构包括连接桥本体、立柱本体和支座组件，所述连接桥本体包括主梁以及相对凸设于所述主梁两侧的第一悬挑梁和第二悬挑梁，所述立柱本体包括支撑柱以及相对凸设于所述支撑柱两侧第一牛腿和第二牛腿，所述第一牛腿与所述第一悬挑梁相对设置，所述第二牛腿与所述第二悬挑梁相对设置。所述支座组件包括第一支座和第二支座，所述第一支座设置于所述第一悬挑梁和所述第一牛腿之间，所述第二支座设置于所述第二悬挑梁和所述第二牛腿之间，所述连接桥本体在所述第一支座和所述第二支座的支撑作用下与所述立柱本体间隔设置，所述连接桥本体通过所述第一支座向所述第一牛腿施加第一垂直荷载，所述连接桥本体通过所述第二支座向所述第二牛腿施加第二垂直荷载，所述支撑柱在所述第一垂直荷载和所述第二垂直荷载的作用下力矩平衡。 [0005] 可选地，所述连接结构还包括楼板，所述楼板铺设于所述连接桥本体的上方，以所述支撑柱的中轴线为界，定义所述楼板的位于所述第一悬挑梁的一侧的部分为第一楼板，定义所述楼板的位于所述第二悬挑梁的一侧的部分为第二楼板。定义所述第一支座的中心距离所述支撑柱的轴心的距离为第一力臂，定义所述第二支座的中心距离所述支撑柱的轴心的距离为第二力臂；当所述第一楼板与所述第二楼板对称设置时，所述第一力臂与所述第二力臂的长度相等；当所述第一楼板的重量大于所述第二楼板的重量时，所述第一力臂的长度小于所述第二力臂的长度；当所述第一楼板的重量小于所述第二楼板的重量时，所述第一力臂的长度大于所述第二力臂的长度。 [0006] 可选地，所述第一支座和所述第二支座均包括橡胶垫、第一连接块和第二连接块，所述第一连接块固定安装于悬挑梁的底面，所述第二连接块固定安装于牛腿的顶面，所述第二连接块与所述第一连接块相对设置，所述橡胶垫设置于所述第一连接块和所述第二连接块之间，所述第一连接块和所述第二连接块在水平力的剪切作用下发生错动，进而带动所述连接桥本体发生滑动。 [0007] 可选地，所述第一连接块的底面向下凸设有第一限位环，所述第一限位环环绕所述橡胶垫设置，所述第二连接块的顶面向上凸设有与所述第一限位环相对设置的第二限位环，当所述第一连接块和所述第二连接块相对偏移的距离过大时，所述第一限位环或所述第二限位环与所述橡胶垫接触抵接，以避免所述连接桥本体过度偏移。 [0008] 可选地，所述第一悬挑梁和所述第二悬挑梁均包括第一上翼缘和第一下翼缘，所述第一上翼缘的顶面与所述主梁的顶面平齐设置，所述第一下翼缘的底面所在的高度高于所述主梁的底面所在的高度。所述牛腿包括第二上翼缘和第二下翼缘，所述第二上翼缘的顶面与所述支撑柱的顶面平齐设置，所述第二下翼缘设于所述第二上翼缘的下方并与所述第二上翼缘平行设置。所述第一下翼缘与所述第二上翼缘之间形成有安装间隙，所述第一连接块固定安装于所述第一下翼缘的底面，所述第二连接块固定安装于所述第二上翼缘的顶面。 [0009] 可选地，所述第一下翼缘与所述主梁的底面之间设置有斜板以过渡连接所述第一下翼缘和所述主梁的底面；所述支撑柱的顶面向上凸设有沿所述主梁的长度方向延伸设置的第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和所述第二限位板相对设置于所述主梁的两侧，并位于所述斜板的下方，当所述连接桥本体左右偏移的距离过大时，所述第一限位板或所述第二限位板与所述斜板接触抵接，以避免所述连接桥本体过度偏移。 [0010] 可选地，所述第一上翼缘与所述第一下翼缘之间设置有第一支撑板，所述第一支撑板的上端与所述第一上翼缘支撑固定，所述第一支撑板的下端与所述第一下翼缘支撑固定。 [0011] 可选地，所述第二上翼缘和所述第二下翼缘设置有第二支撑板，所述第二支撑板的上端与所述第二上翼缘支撑固定，所述第二支撑板的下端与所述第二下翼缘支撑固定。 [0012] 可选地，所述支撑柱为箱型柱，所述支撑柱的腔室内设置有横向支撑板所述横向支撑板的周侧壁与所述支撑柱的内侧壁贴合固定，所述横向支撑板所在的高度与所述第二下翼缘所在的高度一致。所述支撑柱的腔室内还设置有竖向支撑板，所述竖向支撑板设置于所述支撑柱的顶板和所述横向支撑板之间，所述竖向支撑板的顶面与所述支撑柱的顶板支撑固定，所述竖向支撑板的底面与所述横向支撑板支撑固定。 [0013] 可选地，所述主梁为箱型梁，所述主梁的腔室内设置有竖向支撑板，所述竖向支撑板的周侧壁与所述主梁的内侧壁贴合固定，所述第一悬挑梁和所述第二悬挑梁具有垂直于所述主梁的长度方向的侧边，所述竖向支撑板与所述侧边共面设置。 [0014] 本发明技术方案通过在主梁的两侧凸设第一悬挑梁和第二悬挑梁，在支撑柱的两侧凸设第一牛腿和第二牛腿，而后通过第一支座连接第一悬挑梁和第一牛腿，通过第一支座连接第二悬挑梁和第二牛腿，从而实现主梁与支撑柱的连接。同时，主梁与悬挑梁在第一支座和第二支座的支撑作用下与支撑柱和牛腿间隔设置，主梁与悬挑梁通过第一支座向第一牛腿施加第一垂直荷载，通过第二支座向第二牛腿施加第二垂直荷载，支撑柱在第一垂直荷载和第二垂直荷载的作用下力矩平衡，不仅可以防止连接桥侧翻，而且保证支撑柱成为轴心受压构件，受力均匀，具有较高的承载力。附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。 [0016] 图1为本发明连接桥与立柱的连接结构一实施例的结构施工图； [0017] 图2为本发明连接桥与立柱的连接结构一实施例的剖面结构示意图； [0018] 图3为图2中A出的放大图； [0019] 图4为图2中Ⅰ‑Ⅰ处的剖面示意图； [0020] 图5为图2中Ⅱ‑Ⅱ处的剖面示意图。 [0021] 附图标号说明： [0022]标号 名称 标号 名称 标号 名称 100 连接桥与立柱的连接结构 212 第二限位板 33 橡胶垫 11 主梁 22 第一牛腿 34 第一连接块 12 第一悬挑梁 23 第二牛腿 341 第一限位环 13 第二悬挑梁 24 第二上翼缘 35 第二连接块 14 第一上翼缘 25 第二下翼缘 351 第二限位环 15 第一下翼缘 26 第二支撑板 40 楼板 16 第一支撑板 27 横向支撑板 41 第一楼板 17 斜板 28 竖向支撑板 42 第二楼板 21 支撑柱 31 第一支座 43 排水沟 211 第一限位板 32 第二支座 [0023] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施方式[0024] 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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。 [0025] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0026] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。 [0027] 目前，大跨度连接桥与单立柱通常采用单支座进行连接，则立柱在承受偏心荷载的情况下会成为压弯构件，同时连桥主梁与立柱单支座刚接，立柱柱底将会有较大弯矩，承载力降低，若偏心荷载较大，不仅导致立柱受力不均，而且容易发生侧翻事件，若设计双支座结构(即设计两排立柱)，则占用较大空间。 [0028] 为此，本发明提出一种连接桥与立柱的连接结构100。 [0029] 参照图1至图5，本连接桥与立柱的连接结构100包括连接桥本体、立柱本体和支座组件，连接桥本体包括主梁11以及相对凸设于主梁11两侧的第一悬挑梁12和第二悬挑梁13，立柱本体包括支撑柱21以及相对凸设于支撑柱21两侧第一牛腿22和第二牛腿23，第一牛腿22与第一悬挑梁12相对设置，第二牛腿23与第二悬挑梁13相对设置。支座组件包括第一支座31和第二支座32，第一支座31设置于第一悬挑梁12和第一牛腿22之间，第二支座32设置于第二悬挑梁13和第二牛腿23之间，连接桥本体在第一支座31和第二支座32的支撑作用下与立柱本体间隔设置，连接桥本体通过第一支座31向第一牛腿22施加第一垂直荷载，连接桥本体通过第二支座32向第二牛腿23施加第二垂直荷载，支撑柱21在第一垂直荷载和第二垂直荷载的作用下力矩平衡。 [0030] 我们知道，支撑柱21在承受轴心荷载时，是轴心受压构件，在承受偏心荷载时，是受力不均的压弯构件，且压弯构件的承载力没有轴心受压构件的承载力高。本发明技术方案旨在保证支撑柱21在主梁11的宽度方向上只受压不受弯，从而增大支撑柱21的承载力，同时避免连接桥侧翻现象的发生。 [0031] 具体的，本连接桥与立柱的连接结构100的实施例包括连接桥本体和立柱本体，连接桥本体与立柱本体的材质均为钢材质，连接桥本体包括主梁11以及相对凸设于主梁11两侧的第一悬挑梁12和第二悬挑梁13，第一悬挑梁12和第二悬挑梁13均沿主梁11的宽度方向延伸设置。支撑柱21的两侧凸设有第一牛腿22和第二牛腿23，且第一牛腿22与第一悬挑梁12相对设置，第二牛腿23与第二悬挑梁13相对设置。第一牛腿22与第一悬挑梁12之间设置有第一支座31，第二牛腿23与第二悬挑梁13之间设置有第二支座32，第一支座31的顶面与第一悬挑梁12的底面固定连接，第一支座31的底面与第一牛腿22的顶面固定连接，第二支座32的顶面与第二悬挑梁13的底面固定连接，第二支座32的底面与第二牛腿23的顶面固定连接。连接桥本体通过第一支座31和第二支座32与立柱本体连成一个整体，主梁11的底面与支撑柱21的顶面间隔设置，悬挑梁的底面与牛腿的顶面间隔设置，以保证连接桥本体与立柱本体的传力作用点集中在第一支座31和第二支座32。与传统横梁与立柱刚接方式不同的是，本方案将主梁11和支撑柱21间隔开，可实现支撑柱21的柱底没有弯矩，从而可避免连接桥侧翻。 [0032] 由此，连接桥本体通过第一支座31和第二支座32将所承受的荷载以及自重平均或者按照比例传递至第一牛腿22和第二牛腿23。定义连接桥本体通过第一支座31向第一牛腿22施加第一垂直荷载F1，通过第二支座32向第二牛腿23施加第二垂直荷载F2，定义第一支座31的中心距离支撑柱21的轴心的距离为第一力臂X1，第二支座32的中心距离支撑柱21的轴心的距离为第二力臂X2。 [0033] 为了保证支撑柱21在主梁11的宽度方向无弯矩，F1、X1、F2、X2满足以下条件：F1·X1＝F2·X2。 [0034] 当F1和F2相等时，第一支座31和第二支座32的中心到支撑柱21的轴心的距离X1和X2相等，当F1和F2不相等时，可调节第一支座31和第二支座32的中心到支撑柱21的轴心的距离X1和X2，平衡F1和F2对支撑柱21的弯矩，保证支撑柱21的中心弯矩为0，最后，F1和F2共同垂直作用于支撑柱21，支撑柱21只受压不受弯。 [0035] 综上，本发明技术方案通过在主梁11的两侧凸设第一悬挑梁12和第二悬挑梁13，在支撑柱21的两侧凸设第一牛腿22和第二牛腿23，而后通过第一支座31连接第一悬挑梁12和第一牛腿22，通过第一支座31连接第二悬挑梁13和第二牛腿23，从而实现主梁11与支撑柱21的连接。同时，主梁11与悬挑梁在第一支座31和第二支座32的支撑作用下与支撑柱21和牛腿间隔设置，主梁11与悬挑梁通过第一支座31向第一牛腿22施加第一垂直荷载，通过第二支座32向第二牛腿23施加第二垂直荷载，支撑柱21在第一垂直荷载和第二垂直荷载的作用下力矩平衡，不仅可以防止连接桥侧翻，而且保证支撑柱21成为轴心受压构件，受力均匀，具有较高的承载力。 [0036] 参照图2，连接结构还包括楼板40，楼板40铺设于连接桥本体的上方，以支撑柱21的中轴线为界，定义楼板40的位于第一悬挑梁12的一侧的部分为第一楼板41，定义楼板40的位于第二悬挑梁13的一侧的部分为第二楼板42。连接桥本体通过第一支座31和第二支座32将楼板40所承受的荷载以及楼板40的自重。 [0037] 当第一楼板41与第二楼板42对称设置时，认为第一垂直荷载F1和第二垂直荷载F2相等，此时，第一力臂X1与第二力臂X2的长度相等，从而使得支撑柱21力矩平衡。 [0038] 当第一楼板41的重量大于第二楼板42的重量时，如第一楼板41的一侧沿长度方向设置有排水沟43等构造，从而导致第一楼板41的重量大于第二楼板42的重量，认为F1大于F2，此时，第一力臂的长度X1小于第二力臂的长度X2，从而保证支撑柱21力矩平衡。 [0039] 当第一楼板41的重量小于第二楼板42的重量时，认为F1小于F2，此时，第一力臂的长度X1大于第二力臂的长度X2，从而保证支撑柱21力矩平衡。 [0040] 参照图2和图3，在本发明的实施例中，第一支座31和第二支座32结构一致，均包括橡胶垫33、第一连接块34和第二连接块35，第一连接块34固定安装于悬挑梁的底面，第二连接块35固定安装于牛腿的顶面，第二连接块35与第一连接块34相对设置，橡胶垫33设置于第一连接块34和第二连接块35之间，连接桥本体在水平力的作用下挤压橡胶垫33进而实现滑动。 [0041] 其中，第一连接块34和第二连接块35均为钢板，第一连接块34和第二连接块35可通过锚栓分别与悬挑梁和牛腿固定连接，或第一连接块34和第二连接块35可通过焊接分别与悬挑梁和牛腿固定连接，在此不做限制。在水平力(如风荷载)的作用下，第一连接块34和第二连接块35在水平力的剪切作用下发生错动，进而带动连接桥本体发生前后左右滑动，从而适应连接桥本体的变形，提高连接桥的安全性。 [0042] 一实施例中，第一连接块34的底面向下凸设有第一限位环341，第一限位环341环绕橡胶垫33设置，第二连接块35的顶面向上凸设有与第一限位环341相对设置的第二限位环351。初始状态下，第一限位环341或第二限位环351与橡胶垫33不接触，当第一连接块34和第二连接块35相对偏移的距离过大时，第一限位环341或第二限位环351与橡胶垫33接触抵接，限制橡胶垫33进一步发生剪切，从而避免连接桥本体过度偏移。 [0043] 继续参照图2，第一悬挑梁12和第二悬挑梁13均包括上下相对设置的第一上翼缘14和第一下翼缘15，第一上翼缘14的顶面与主梁11的顶面平齐设置，第一下翼缘15的底面所在的高度高于主梁11的底面所在的高度。 [0044] 牛腿包括上下相对设置的第二上翼缘24和第二下翼缘25，第二上翼缘24的顶面与支撑柱21的顶面平齐设置，第二下翼缘25设于第二上翼缘24的下方并与第二上翼缘24平行设置。 [0045] 第一下翼缘15与第二上翼缘24之间形成有安装间隙，第一连接块34固定安装于第一下翼缘15的底面，第二连接块35固定安装于第二上翼缘24的顶面。 [0046] 进一步的，第一下翼缘15与主梁11的底面之间设置有斜板17，斜板17倾斜设置以过渡连接第一下翼缘15和主梁11的底面。支撑柱21的顶面向上凸设有沿主梁11的长度方向延伸设置的第一限位板211和第二限位板212，第一限位板211和第二限位板212相对设置于主梁11的两侧，并位于斜板17的下方。初始状态下，第一限位板211和第二限位板212与斜板17非接触设置，当连接桥本体在水平力的剪切作用下发生左右滑动时，斜板17朝向第一限位板211或第二限位板212移动，当连接桥本体左右偏移的距离较小时，斜板17与第一限位板211和第二限位板212不接触，当连接桥本体左右偏移的距离过大时，斜板17与第一限位板211或第二限位板212接触抵接，以避免连接桥本体过度偏移。 [0047] 当然，在实际的应用过程中，可同时设置第一限位板211、第二限位板212、第一限位环341和第二限位环351共同限制连接桥本体的偏移量，设置两道防线避免连接桥本体过度偏移。 [0048] 由于，连接桥本体通过第一支座31和第二支座32传递给第一牛腿22和第二牛腿23集中力，同时，第一牛腿22和第二牛腿23通过第一支座31和第二支座32传递给第一悬挑梁12和第二悬挑梁13反作用集中力，为了防止第一上翼缘14和第一下翼缘15受到集中力失稳，第一上翼缘14与第一下翼缘15之间设置有若干第一支撑板16，同理，为了防止第二上翼缘24和第二下翼缘25受到集中力失稳，第二上翼缘24和第二下翼缘25设置有若干第二支撑板26。第一支撑板16的上端与第一上翼缘14支撑固定，第一支撑板16的下端与第一下翼缘 15支撑固定。第二支撑板26的上端与第二上翼缘24支撑固定，第二支撑板26的下端与第二下翼缘25支撑固定，从而防止悬挑梁和牛腿受到集中力失稳。 [0049] 在本发明的一实施例中，参照图2和图5，支撑柱21为箱型柱，即支撑柱21的截面为方形且空心设置，支撑柱21的腔室内设置有横向支撑板27，横向支撑板27的尺寸与支撑柱21的腔室的尺寸一致，横向支撑板27设置于支撑柱21的腔室内并覆盖支撑柱21的腔室，横向支撑板27的周侧壁与支撑柱21的内侧壁贴合固定，横向支撑板27所在的高度与第二下翼缘25所在的高度一致。横向支撑板27的设置，可提高提高支撑柱21的抗弯能力。 [0050] 与此同时，主梁11为箱型梁，主梁11的截面为方形且空心设置，主梁11的腔室内至少设置有两块竖向支撑板28，两块竖向支撑板28的周侧壁与主梁11的内侧壁贴合固定。第一悬挑梁12和第二悬挑梁13具有垂直于主梁11的长度方向的侧边，竖向支撑板28与该侧边共面设置。竖向支撑板28的设置，可提高主梁的抗剪能力。 |
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