[发明专利]斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统。

背景技术

桥梁阻尼减振技术是土木工程领域中的最先进技术之一，欧美、日本等国外桥梁强国在该技术研究方面起步较早，理论相对成熟，经验比较丰富，而我国则是在近十年才开始研究和应用该项技术，存在较大差距。然而，由于国外近年大桥建造渐少，研究氛围已不如以前，技术发展也表现乏力。反观国内，大桥建造方兴未艾，创新需求与日俱增，正逐步成为技术发展的中心。

斜拉桥跨径较大，系统较柔，对风和地震的动力响应较强，对改善动力性能的要求随之提高。在结构动力性能主要控制因素刚度和阻尼中，提高结构刚度，技术含量小，结构状态差，材料用量高，经济指标低。而外加结构阻尼，则可起到维持结构设计，抑制动力响应，改善结构状态的作用，技术、经济优势巨大。

斜拉桥连接索塔和主梁的纵向阻尼约束系统，其减振抗震作用已经过国内外较深入的理论论证和实践验证，但从满足主梁全部减振抗震要求上看，还存在明显的缺陷和不足：

①对主梁横向采用阻尼约束系统减振抗震的问题还未进行深入的研究，通常采用近似横向固结的刚性支座来模糊处理，由此带来较大的结构受力和更多的材料投入；

②对主梁采用阻尼约束系统减振抗风的问题还未进行系统的思考，通常以采用纵向限位装置，共用横向固结支座来模糊处理，未能有效利用既有先进技术，使得主梁在风荷载——这一最常见作用下的状态控制成为一块技术短板；

③对主梁在综合考虑风、地震、阻尼约束等作用下的工作过程、关键状态、工况组合等更未进行全面的分析，未建立完整的减振抗风抗震阻尼约束系统。

吸收国内外已有经验，创新桥梁减振抗风抗震技术，积极顺应桥梁建造技术发展方向，意义重大。

发明内容

针对上述斜拉桥主梁的纵向阻尼约束系统在减振抗震、减振抗风上存在技术空白，完整的减振抗风抗震阻尼约束系统尚未建立，对结构的技术、功能、安全和经济性造成不利影响等问题，本发明提供一种斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统，其特征在于：由一组斜向设置的阻尼器组成，阻尼器一端连接于斜拉桥的主梁，另一端连接于斜拉桥的索塔，该组阻尼器在索塔两侧对称设置，且沿斜拉桥纵向轴线对称布置；

所述斜向设置的阻尼器以水平面为基准，阻尼器设置轴线与主梁的纵轴线存在一个夹角，对主梁同时提供纵桥向和横桥向阻尼约束。

所述主梁的主梁钢横梁上设置有梁上铰链，所述索塔的索塔下横梁上设置有塔上铰链，所述阻尼器一端与梁上铰链连接，另一端与塔上铰链连接。

所述斜向设置的阻尼器具有水平转动工作状态，阻尼器端部设置水平向转角铰链。

所述斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统具有明确的工作模式：①在纵、横桥向完全放开对结构温度效应空间限位，②在纵、横桥向全程进行对结构地震响应的阻尼约束，③在纵、横桥向对结构在静阵风、汽车荷载、汽车制动力等作用下产生的低频率、长行程响应进行初始行程的阻尼约束；

所述斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统使主梁成为一种纵、横双向漂浮结构。

所述斜向设置的阻尼器兼顾纵、横桥向的运动，阻尼器行程设计为双向位移的综合。

本发明的有益效果是：

整合“减振抗震、减振抗风、双向控制、有限限位”四项技术为一体，创造了一种全新的斜拉桥主梁阻尼约束系统，填补了桥梁阻尼减振技术的一项空白，并以“完整的减振抗风抗震阻尼约束系统”的概念提出了对桥梁阻尼减振技术的新的标准和要求；

斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统实现了在纵、横桥向对结构的地震、静阵风、汽车荷载、汽车制动力的的振动响应的有效控制，结构振动缓解，受力减小，碰撞消除，安全性和耐久性得到有效保证；

效果表现在阻尼约束系统近处，主梁横向位移和弯矩、索塔横向剪力和弯矩、梁塔间横向限位支座反力大幅减小；

效果辐射至阻尼约束系统远处，边墩和过渡墩墩顶横向限位支座反力、边墩和辅过渡墩横向剪力和弯矩大幅减小；

斜拉桥主梁斜向阻尼约束系统摆脱了对梁塔间横向限位支座的复杂要求，支座简化，病害降低，梁塔间约束系统可到达、可检测、可维修、可更换的条件更好。

良好的桥梁结构工作状态和受力状态降低了桥梁结构材料用量，先进技术产生出巨大经济效益。

附图说明

图1为超大跨径斜拉桥桥型总体布置示意图。