一種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁工程中的梁體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]—般超靜定的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)在體系升降溫作用下，由于結(jié)構(gòu)伸縮受到縱向約束而產(chǎn)生梁體軸力，當(dāng)橋梁溫度跨度較大時，由溫度產(chǎn)生的拉壓交替的軸力將難于克服，或者為此增加較大的代價。目前，我國在鄖陽大橋、嘉紹大橋已采用了具有釋放軸力的功能的剛性鉸構(gòu)造(也有稱之為剪力梁的)，它具有在橋梁跨中部位釋放軸向力但又能傳遞剪力和彎矩的功能，并因此使得跨中活載撓度增加很有限，保證了橋面具有較好的平順度。(附圖1、2示意的是其布置位置和在不同橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用)。
[0003]上述的鄖陽、嘉紹大橋等采用‘梁中設(shè)梁，的方法是可行的，它是將主梁在跨中斷開并設(shè)置縱向可伸縮縫裝置，使橋梁在斷開處依然具有抗彎抗剪能力，以保持橋面較好的平順度。即在主梁斷縫處的一側(cè)梁體上伸出一段小梁插入到另一側(cè)梁體內(nèi)，插入的梁稱為小內(nèi)梁，在小內(nèi)梁與主梁內(nèi)壁之間設(shè)滑動支座保證縱向可以滑動，而通過支座反力構(gòu)成的抵抗力矩來傳遞主梁彎矩和剪力，這種方法雖然可以實現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)，但構(gòu)造比較復(fù)雜，用鋼量比較大，同時還受到梁體內(nèi)腔凈空的制約小內(nèi)梁不能做到足夠強，而從理論上講，小內(nèi)梁的抗彎能力越強效果越好。在‘梁中設(shè)梁’的方法受到梁體內(nèi)部空間的限制(見附圖3、4)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決超靜定的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)由于溫度產(chǎn)生的拉壓交替的軸力釋放的問題，而現(xiàn)有的軸力釋放結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗彎能力不夠強，成本高，提供了一種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造。
[0005]本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn):
一種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:包括梁體上均勻布置的若干縱縫，縱縫內(nèi)有與梁體結(jié)合的凹凸齒槽副結(jié)構(gòu)。凹凸齒槽副數(shù)量為‘梁高中心處梁寬/梁高’取整減I，并以中軸為對稱中心均勻設(shè)置。所述的凹凸齒槽副為一組、設(shè)于橋梁中心線，或者凹凸齒槽副為一組以上、相對橋梁中心線對稱設(shè)置。
[0006]所述的凹凸齒槽副的配合面間設(shè)置有滑動磨損耗材，所述配合面層數(shù)大于等于2個。凹凸齒槽副的配合面取4個或4個以上為最佳。
[0007]凹凸齒槽副的凹體兩翼設(shè)置了限制桿，并在穿過凸體部分相應(yīng)位置開孔以適應(yīng)溫度伸縮需要。
[0008]本發(fā)明的工作原理:當(dāng)此段梁體承受正彎矩時，兩組凹凸齒槽副里的滑動磨損耗材構(gòu)成多對力偶矩以平衡梁體所受正彎矩；當(dāng)此段梁體承受負(fù)彎矩時，兩組凹凸齒槽副里的滑動磨損耗材構(gòu)成多對力偶矩以平衡梁體所受負(fù)彎矩。而溫度伸縮僅需克服較小滑動摩阻力。
[0009]現(xiàn)有長橋設(shè)計中多采用簡支梁橋，這樣可以做成等跨橋梁，視覺上具有良好的節(jié)律效果，而不像連續(xù)梁橋存在邊跨與中跨在視覺上的銜接問題，本發(fā)明所述的技術(shù)方案可將連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)做到任意長，不局限于具體橋梁結(jié)構(gòu)形式，不管是連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)還是多跨斜拉橋等都是適用的，具有廣闊的運用前景。
[0010]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:通過沿縱向布置的凹凸齒槽副相互‘咬合’傳遞主梁彎矩、剪力，通過其間設(shè)置的滑動磨損耗材釋放軸力，設(shè)計簡單巧妙，受力合理，工程量較小。另外本發(fā)明所述的技術(shù)方案不單純是釋放了由溫度作用所產(chǎn)生的不利的梁體拉壓軸力，而且保留了該構(gòu)造傳遞剪力和彎矩的能力，橋梁的使用性能接近連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)，且梁體受力條件也更好，尤其是可以大幅度改善橋梁下部結(jié)構(gòu)受力條件，降低橋梁下部結(jié)構(gòu)工程造價，可產(chǎn)生較大經(jīng)濟效益，較之此前提到的鄖陽、嘉紹大橋所采用的在梁體內(nèi)設(shè)置小鋼梁方案更加節(jié)省。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為剛性鉸設(shè)置位置示意圖(a)，
圖2為剛性鉸設(shè)置位置示意圖(b)，
圖3為現(xiàn)有剛性鉸工作原理示意圖，
圖4為圖3的1-1剖面圖，
圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖6為圖5的1-1剖面圖，
圖7為圖5的Π-Π剖面圖，
圖中:1-剛性鉸區(qū)，2-跨中，3-梁縫中心線，4-內(nèi)小梁，5-上滑動支座，6-下滑動支座，7-前后支座間距，8-內(nèi)小梁錨固端，9-左側(cè)主梁，10-右側(cè)主梁，11-橋面伸縮縫，
12-跨中中心線，13-凹凸齒槽副，14-滑動磨損耗材，15-限制桿，16-預(yù)留伸縮空間，17-左側(cè)凹主梁，18-右側(cè)凸主梁，19-左右對稱軸，20-凹凸齒輪副與梁體的錨固。
【具體實施方式】
[0012]結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明。
[0013]圖1、2、3、4說明了剛性鉸用于不同的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)及設(shè)置位置。
[0014]—種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:包括梁體上均勻布置的若干縱縫，縱縫內(nèi)有與梁體結(jié)合的凹凸齒槽副結(jié)構(gòu)。凹凸齒槽副13數(shù)量為‘梁高中心處梁寬/梁高’取整減I，并以中軸為對稱中心均勻設(shè)置。所述的凹凸齒槽副為一組、設(shè)于橋梁中心線，或者凹凸齒槽副為一組以上、相對橋梁中心線對稱設(shè)置。
[0015]所述的凹凸齒槽副13的配合面間設(shè)置有滑動磨損耗材14，所述配合面層數(shù)大于等于2個。凹凸齒槽副的配合面取4個或4個以上為最佳。
[0016]圖5、6、7為本發(fā)明凹凸齒槽副為兩組的實施例的示意圖。但本發(fā)明所述的組數(shù)不僅僅為兩組，一組、兩組、多組均屬于本發(fā)明范圍。
[0017]本發(fā)明在釋放軸力構(gòu)造區(qū)(如圖1、2所示的橋跨跨中)將梁體在平面上設(shè)計為凹凸吻合接縫口，圖6中所示為左凹右凸，多組凹凸互相咬合也可以，這里僅以左凹右凸闡述工作原理，圖中橫縫即為橋面伸縮縫9，而縱縫則設(shè)計為相互咬合的兩組凹凸齒槽副2，每組凹凸齒槽副通過其配合面間設(shè)置的可更換的滑動磨損耗材3釋放縱向軸力，傳遞剪力和彎矩，從而達(dá)到設(shè)計意圖，其傳遞彎矩剪力的能力由凹凸齒槽副的咬合能力決定，可根據(jù)實際需要決定凹凸齒槽副的設(shè)置數(shù)量。
[0018]為了確保受力時凹凸吻合梁體不發(fā)生‘水平橫向張口’變形，在凹體兩翼設(shè)置了限制桿，并在穿過凸體部分相應(yīng)位置開孔以適應(yīng)溫度伸縮需要。
[0019]本發(fā)明設(shè)有縱向凹凸齒槽副的左右吻合的梁體，實際運用時凹凸齒槽副數(shù)量可以根據(jù)具體情況增減，但這些變化依然屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明中支座、拉桿、拉桿錨固、伸縮縫、凹凸齒槽副與梁體結(jié)合等常見產(chǎn)品均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0020]按照橋梁原有施工方法完成該部分構(gòu)造以外的梁體結(jié)構(gòu)，當(dāng)進入與本發(fā)明技術(shù)相關(guān)部分的施工內(nèi)容，只需將匹配好的凹凸齒槽副與主梁結(jié)合在一起即可，對于混凝土梁采用錨固方式進行結(jié)合，對于鋼梁可采用焊接或拴接方式，具體結(jié)合措施已是成熟技術(shù)，不作為
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0021]本發(fā)明的關(guān)鍵在于在釋放溫度作用產(chǎn)生的梁體軸向力的同時，要保證梁體能夠傳遞彎矩、剪力，從而獲得較為平順的橋面線形以利于行車平穩(wěn)舒適安全，而不是截然斷開為相對孤立的兩部分橋梁。鄖陽大橋等采用‘梁中設(shè)梁(圖3、4之4)’的方法是可行的，本發(fā)明則采用另一種方法(圖5、6、7)同樣能夠在釋放軸力的同時保證梁體彎矩和剪力的傳遞，并且適用范圍更廣。
[0022]本發(fā)明所述的技術(shù)方案完全不同于現(xiàn)有鄖陽、嘉紹大橋(其為鋼箱梁)在梁體內(nèi)設(shè)置小梁的方法，具有構(gòu)造簡單易行、工程造價較低、適用范圍更廣的優(yōu)點，還能克服‘梁中設(shè)梁’在混凝土梁上運用受限的缺點，在中等跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上使用經(jīng)濟優(yōu)勢較為明顯。
【主權(quán)項】
1.一種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:包括梁體上均勻布置的若干縱縫，縱縫內(nèi)有與梁體結(jié)合的凹凸齒槽副結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:凹凸齒槽副數(shù)量為‘梁高中心處梁寬/梁高’取整減I，并以中軸為對稱中心均勻設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:所述的凹凸齒槽副為一組、設(shè)于橋梁中心線，或者凹凸齒槽副為一組以上、相對橋梁中心線對稱設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:所述的凹凸齒槽副的配合面間設(shè)置有滑動磨損耗材，所述配合面層數(shù)大于等于2個。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:凹凸齒槽副的配合面取4個或4個以上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，其特征在于:凹凸齒槽副的凹體兩翼設(shè)置了限制桿，并在穿過凸體部分相應(yīng)位置開孔以適應(yīng)溫度伸縮需要。
【專利摘要】本發(fā)明屬于橋梁工程中的梁體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釋放連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)主梁溫度軸力的構(gòu)造，解決了超靜定的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)由于溫度產(chǎn)生的拉壓交替的軸力釋放的問題，而現(xiàn)有的軸力釋放結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗彎能力不夠強，成本高的問題。其包括梁體上均勻布置的若干縱縫，縱縫內(nèi)有與梁體結(jié)合的凹凸齒槽副結(jié)構(gòu)。本發(fā)明釋放了由溫度作用所產(chǎn)生的不利的梁體拉壓軸力，而且保留了該構(gòu)造傳遞剪力和彎矩的能力，橋梁的使用性能接近連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)，且梁體受力條件也更好，尤其是可以大幅度改善橋梁下部結(jié)構(gòu)受力條件，降低橋梁下部結(jié)構(gòu)工程造價，可產(chǎn)生較大經(jīng)濟效益。
【IPC分類】E01D19/06, E01D19/00
【公開號】CN105625162
【申請?zhí)枴緾N201510774146
【發(fā)明人】饒詩維, 王學(xué)峰, 趙永鋒, 劉志如, 杜文忠, 向艷華, 谷豐, 牛建發(fā), 徐小寧
【申請人】中鐵三局集團有限公司, 中鐵三局集團第三工程有限公司, 太原理工大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年11月14日