[发明专利]一种刚性与粘滞性组合约束结构和方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁建造领域，具体涉及一种刚性与粘滞性组合约束结构和方法。

背景技术

大跨高速铁路斜拉桥的约束体系影响斜拉桥结构构件之间的内力传递与分配，其中，顺桥向约束体系是否合理不但对斜拉桥的抗风和抗震等动力性能产生重大影响，而且是决定高速铁路列车运营的安全性和舒适性的重要因素。目前大跨高速铁路斜拉桥梁的设计常采用顺桥向自由活动体系，这种约束形式可以降低温度变化以及地震、列车运营等冲击荷载对桥梁的影响，但是由于冲击荷载引起的梁端位移通常较大，因此不仅加大了铁路梁端伸缩装置设计和制造的难度，而且影响铁路列车运行的舒适性和安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种刚性与粘滞性组合约束结构和方法，可以减小大跨斜拉桥的塔根弯矩和梁端位移，从而改善桥梁的静力和动力性能，保障高速铁路列车运营的安全性和舒适性，提高桥梁设计和建造的经济性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种刚性与粘滞性组合约束结构，用于斜拉桥的约束体系，斜拉桥包括第一主塔和第二主塔，所述粘滞性约束装置包括设于所述第二主塔上的粘滞约束基底，所述粘滞约束基底上设有固定部件，包括：

支撑斜拉桥一端的刚性约束装置，其包括刚性支座和刚性基底，所述刚性支座设于所述刚性基底上方，所述刚性基底设于所述第一主塔上；

支撑斜拉桥另一端的组合约束装置，其包括竖向约束装置和粘滞性约束装置，所述竖向约束装置包括竖向支座和竖向基底，所述竖向支座设于所述竖向基底上方，所述竖向基底设于所述第二主塔上；

所述竖向约束装置和所述固定部件之间还连接有活动部件，所述活动部件顺桥向设置。

在上述技术方案的基础上，所述竖向支座包括垫块和连接耳板，所述连接耳板固定在所述垫块侧面。

在上述技术方案的基础上，所述活动部件的远离所述固定部件的一端与所述连接耳板固定连接。

在上述技术方案的基础上，所述粘滞性约束装置为粘滞阻尼器。

在上述技术方案的基础上，所述刚性基底和所述竖向基底分别位于所述第一主塔和所述第二主塔的中心线上。

本发明还提供一种使用上述刚性与粘滞性组合约束结构的大跨斜拉桥的约束方法，其特征在于：在一个主塔上设置所述刚性约束装置，在另外至少一个主塔中设置所述组合约束装置。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的刚性与粘滞性组合约束结构采用刚性约束装置和组合约束装置分别支撑斜拉桥的两端，其中，组合约束装置在竖向的作用为刚性约束，在顺桥向的作用根据斜拉桥受到的不同作用力表现为：在温度变化作用下可以自由活动，而在脉动风力、列车制动力及地震荷载等冲击荷载作用下为刚性约束。采用这种组合约束装置不仅可以降低温度变化对斜拉桥的影响，而且有效地减小冲击荷载引起的塔根弯矩和顺桥向位移，从而改善桥梁的静力和动力性能，保障桥梁符合高速铁路列车安全运行的各项指标要求，提高了列车运营的安全性和舒适性。

2、本发明的刚性与粘滞性组合约束结构减小了塔根弯矩和梁端位移，因此降低了梁端伸缩装置的设计难度，提高了桥梁设计和建造的经济性。

3、本发明中的组合约束装置设有垫块和连接耳板，垫块有利于分散竖向支座在竖向方向上的应力，连接耳板可以根据粘滞性约束装置的活动部件的形状和结构来设计制造并焊接在垫块侧面，从而实现与不同类型的粘滞性约束装置连接，从而组成组合约束装置，这种组合约束装置设计简单，制造和使用方便，安全可靠，并且节省材料和成本。

附图说明

图1为本发明的刚性与粘滞性组合约束结构的结构示意图。

图中：1-刚性约束装置，11-刚性支座，12-刚性基底，2-组合约束装置，21-竖向约束装置，22-粘滞性约束装置，211-竖向支座，212-竖向基底，213-垫块，214-连接耳板，221-活动部件，222-固定部件，223-粘滞约束基底，3-第一主塔，4-第二主塔。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种刚性与粘滞性组合约束结构，用于斜拉桥的约束体系，斜拉桥包括第一主塔3和第二主塔4，本刚性与粘滞性组合约束结构包括分别支撑斜拉桥两端的刚性约束装置1和组合约束装置2。

刚性约束装置1包括刚性支座11和刚性基底12，刚性支座11设于刚性基底12上方，刚性基底12均设于第一主塔3上，并位于第一主塔3的中心线上。