[发明专利]控制多跨长联曲线连续刚构桥纵向变形的弹性连接装置

说明书

本发明公开了一种控制多跨长联曲线连续刚构桥纵向变形的弹性连接装置，所述弹性连接装置设置于钢箱梁和混凝土桥墩之间，包括插接到所述混凝土桥墩中的H型钢二和H型钢三包括H型钢一，H型钢二、三、四、无之间均焊接连接，弹簧钢片与H型钢一、五通过螺栓连接在同一平面。本发明提供的弹性连接装置可以给多跨长联曲线连续刚构桥梁的梁体提供一定限度的纵向刚度，可以有效控制温度作用下梁体的纵向位移，进而减小墩柱内力，不仅避免了墩与梁、墩与承台固结区域发生强度超限的破坏，而且避免了梁端支座剪切破坏、伸缩缝挤压破坏的发生，为结构的安全和耐久性提供了保障。

技术领域

本发明属于土木工程桥梁工程领域，具体涉及一种控制多跨长联曲线连续刚构桥纵向变形的弹性连接装置。

背景技术

连续刚构桥采用墩与梁、墩与承台固结的连接方式，结构具有较好的整体性，受力较为均匀，在实际中应用广泛。连续刚构桥梁的受力特点是在竖向荷载作用下，墩脚会产生水平力；同时，主梁由于温度、混凝土收缩徐变、预应力张拉等因素的影响，也会导致主梁的伸长和缩短。上述这些结构行为都会在桥墩中产生弯矩，而且墩柱刚度越大，其分配到的内力也就越大，反之越小。故在实际工程中，常采用高墩、双肢薄壁墩等柔性墩来降低温度、混凝土收缩徐变、预应力等因素作用下的墩身弯矩。在城市桥梁中，桥梁墩柱往往均为矮墩，当每联桥梁较长时，温度、混凝土收缩徐变、预应力效应对桥梁墩柱的受力影响则更加明显。传统的连续刚构桥通常采用三跨的结构体系，而对于多跨长联的连续刚构桥(大于三跨)，上述因素引起的过大梁体纵向位移将对多跨长联连续刚构桥的边墩产生较大的弯矩，从而引起应力超过规范的要求。为解决这一问题，工程设计中采用连续-刚构的组合体系来释放由于温度、混凝土收缩徐变、预应力效应等引起的主梁纵向变形，避免该纵向变形对墩柱产生较大的内力。然而，并非所有的多跨长联桥梁都适用连续刚构的结构体系。对于曲线桥梁，如果将采用连续-刚构结构体系，在设支座的连续梁部分则可能由于桥梁抗倾覆能力不足，发生部分支座脱空，甚至梁体倾覆的事故。更为不利的是，对于一些曲线桥梁，为了获得桥下使用净空，桥墩采用独柱墩，如果设置偏心支座进行支承，这种结构体系的边界条件更加增加了上部结构倾覆的危险。可见现实工程中，不得不在一些曲线多跨长联结构中采用全部固结的形式。

多跨长联曲线连续刚构桥边墩纵桥向弯矩较大，其根本原因是曲线梁的温度变形向梁端累积。在边墩不得不采用固结的边界条件时，常采用柔性墩、摇摆柱或弹性连接的方法来解决温度引起的纵向变形问题。日本的多多罗大桥为了限制桥梁纵向变形，设计了弹性连接装置，采用预应力筋将桥墩与主梁连接。其工作原理是弹性变形装置从桥墩处沿顺桥向向两侧各伸出预应力筋，一端锚固于桥墩，另一端锚固于主梁，当主梁沿着纵桥向摆动时，左右预应力交替伸长或缩短，从而达到限制纵向变形的作用。而在多跨长联曲线连续刚构桥中，为了限制边墩的纵向弯矩较大，必须限制温度变形向梁两端累积。因此，在各墩均与曲线梁固结的情况下，可行的方案是将温度引起的变形在两跨之间均匀分配或尽量接近。如果在梁端设置固定支座，目前各种类型的支座均无法承担温度变形所引起的较大的轴向向，该轴向力将导致支座发生剪切破坏。如果采用与多多罗大桥相同的弹性装置，则由于在梁端处只能设置一侧预应力筋，只能约束降温时梁体变形缩短而无法约束梁体纵向伸长的变形，可见，现有多多罗大桥的弹性连接装置无法解决多跨长联连续刚构桥的纵向变形问题，必须重新开发设计新的连接构造，以解决在多跨长联曲线连续刚构桥最外侧墩设计弹性连接装置，达到双向控制纵向变形的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种控制多跨长联曲线连续刚构桥纵向变形的弹性连接装置。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种控制多跨长联曲线连续刚构桥纵向变形的弹性连接装置，所述弹性连接装置设置于钢箱梁和混凝土桥墩之间，其特征在于：包括H型钢一、H型钢二、H型钢三、H型钢四、H型钢五和弹簧钢结构；

所述H型钢二垂直插接到所述混凝土桥墩中，所述H型钢三斜向插接到所述混凝土桥墩中，所述H型钢二和所述H型钢三与所述混凝土桥墩构建成三角形支撑结构；