专利名称：避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法
技术领域：
本发明属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法。
背景技术：
我国是地震多发国家，作为生命线工程的桥梁工程抗震安全性问题正日益受到重视。斜拉桥作为一种造型美观的桥型，在我国新建的跨越大江、大河的桥梁中占有很大比重，如何提高斜拉桥结构的抗震性能是工程人员和科研人员研究的重点。多座斜拉桥的地震反应分析表明斜拉桥的抗震薄弱部位位于桥塔、边墩及其基础，以及支承连接部位，这些部位也是斜拉桥抗震设计的重点。从斜拉桥的地震反应看，采用飘浮体系或半飘浮体系时，主塔的内力反应较小，但梁端、塔顶的纵向位移大，通常不能满足设计要求。为了减小大震下斜拉桥过大的位移响应，通常需要采用弹性连接装置或阻尼器等减震措施。在国内外已建和在建的众多大跨度缆索支承桥梁中，此类减振装置得到了广泛的应用。例如，日本多多罗斜拉桥在塔、梁间设置了大型橡胶支座；广东汕头海湾二桥、日本名港中大桥在塔、梁间设置纵向钢铰线拉索； 美国在金门大桥的抗震加固中，则增设了多个阻尼器；国内的重庆鹅公岩大桥、上海卢浦大桥、建设中的跨越希腊科林斯海峡的雷翁-安蒂雷翁大桥也都设置了阻尼器。阻尼器能够提供阻尼力，消耗桥梁结构的振动能量，从而使结构的位移减小，达到减震的目的。但是阻尼器的稳定性、方向性还有待提高，其安装设置需进行考虑，而且要求制作加工精密，体积较大时制作较为困难，且阻尼器的造价偏高；而塔、梁结合处采用弹性拉索，能够减小主梁水平位移，但是需要合理选取拉索的参数，有时候拉索的设置会一定程度增加主塔底的地震内力响应，对主塔和塔底基础不利。鉴于上述装置的设置都选取在塔、梁间，我们在这种控制地震位移的机理上，借鉴风险评估和风险控制思想中的一些对策，构思设计一种避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法，以便更好的保护斜拉桥核心易损构件——主塔，优化桥梁抗震性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效地避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法。本发明提出的避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法，具体步骤如下在现有的斜拉桥的非主塔处的主梁下端设置弹性连接装置，弹性连接装置的上端与主梁锚固联接，下端与非主塔处顶部锚固联接；所述非主塔处为辅助墩、锚固墩、过渡墩或桥台处中任一至多处，所述弹性连接装置主要是拉索限位装置。本发明中，所述弹性连接装置采用拉索限位装置或其他弹性装置。
本发明中，所述拉索限位装置由拉索1、固定销2、锚具3、锚固板4、缓冲衬垫5和伸缩橡胶6组成，其中锚固板4、缓冲衬垫5和伸缩橡胶6依次连接，且位于锚具3内，构成锚固装置，拉索1通过固定销2固定于锚固装置上。本发明吸收常用的塔、梁间设置弹性连接装置(主要是拉索限位装置，也可以是其他弹性装置)的优点，即一方面通过弹性连接改变传力路径减小结构受力；另一方面提高结构刚度，减小梁端地震位移。在此基础上将弹性连接装置的连接位置从塔、梁间转移至其他非主塔处主梁和墩台(如辅助墩、锚固墩、过渡墩或桥台处)间，增强飘浮体系斜拉桥主塔抗震能力和抗震安全系数。据此，本发明提出的梁端下设拉索限位方法，包括传统的弹性拉索连接装置和装置的布置方案。本发明的优点如下
1)充分发挥了常用弹性连接装置的优点，减小斜拉桥主梁梁端地震位移；
2)充分考虑地震作用下斜拉桥主塔的易损性，将上述弹性连接装置，主要是拉索装置布置在其他墩(或桥台)顶和主梁处，保护了主塔；
3)不同于阻尼器装置，此拉索装置能够空间放置，能够对水平向的位移都起限制作用。拉索的数量和布置角度、初始是否松弛则依据不同的桥梁而设置。4)当地震作用超过设计值时，可允许桥墩等构件出现损伤以保护主塔。总之，本发明适用于飘浮体系斜拉桥，起限位减震作用。
图1为实施例1的布置方法。图2为实施例2的布置方法。图3为实施例3的布置方法。图4为拉索限位装置的结构图示。图中标号1为拉索，2为固定销，3为锚具，4为锚固板，5为缓冲衬垫，6为伸缩橡胶。
具体实施例方式为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的实质和效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明的限制，任何依据本发明所述方法作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的范畴。 下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。 实施例1 请见图1和图4，图1中拉索连接了斜拉桥主梁下部和辅助墩墩顶。图 4为拉索限位装置的端部锚固区细部构造。1为拉索，2为固定销，能够自由转动，3为锚具， 4为锚固板，5为缓冲衬垫，6为伸缩橡胶。在正常使用状态，固定销2把锚固装置(锚具3， 锚固板4，缓冲衬垫5，伸缩橡胶6)和主梁下部固定住，锚固装置和拉索1的一端固定连接， 拉索1的另一端同样通过锚固装置和辅助墩连接。地震作用下，主梁的地震响应通过拉索 1传递到辅助墩上，由于受到辅助墩的约束，主梁的水平位移得到减小。
实施例2 请见图2和图4，图2中拉索连接了斜拉桥主梁下部和锚固墩墩顶。图 4为拉索限位装置的端部锚固区细部构造。1为拉索，2为固定销，能够自由转动，3为锚具， 4为锚固板，5为缓冲衬垫，6为伸缩橡胶。在正常使用状态，固定销2把锚固装置(锚具3， 锚固板4，缓冲衬垫5，伸缩橡胶6)和主梁下部固定住，锚固装置和拉索1的一端固定连接， 拉索1的另一端同样通过锚固装置和锚固墩连接。地震作用下，锚固墩约束了主梁的水平位移。实施例3 请见图3和图4，图1中拉索连接了斜拉桥主梁下部和桥台。图4为拉索限位装置的端部锚固区细部构造。1为拉索，2为固定销，能够自由转动，3为锚具，4为锚固板，5为缓冲衬垫，6为伸缩橡胶。在正常使用状态，固定销2把锚固装置(锚具3，锚固板 4，缓冲衬垫5，伸缩橡胶6)和主梁下部固定住，锚固装置和拉索1的一端固定连接，拉索1 的另一端同样通过锚固装置和固定的桥台连接。地震作用下，桥台约束了主梁的水平位移。上述的对实施例的描述均不是对本发明所述方法的限制，因此，本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，任何依据本方法所作出的仅仅为形式上的而非实质性的各种修改和改进，只要在非主塔处的主梁和桥墩或桥台间使用本发明的拉索(或其他弹性连接装置)限位方法，都应视为落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法，其特征在于具体步骤如下在现有的斜拉桥的非主塔处的主梁下端设置弹性连接装置，弹性连接装置的上端与主梁锚固联接，下端与非主塔处顶部锚固联接；所述非主塔处为辅助墩、锚固墩、过渡墩或桥台处中任一至多处，所述弹性连接装置主要是拉索限位装置。
2.根据权利要求1所述的避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法，其特征在于所述弹性连接装置采用拉索限位装置或其他弹性装置。
3.根据权利要求1所述的避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法，其特征在于所述拉索限位装置由拉索(1)、固定销O)、锚具(3)、锚固板0)、缓冲衬垫 (5)和伸缩橡胶(6)组成，锚固板G)、缓冲衬垫(5)和伸缩橡胶(6)依次连接，且位于锚具 ⑶内，构成锚固装置，拉索⑴通过固定销⑵固定于锚固装置上。
全文摘要
本发明涉及一种避免飘浮体系斜拉桥主塔体系易损的梁端下设拉索限位方法。包括传统的弹性拉索连接装置和此装置的布置方案。弹性拉索限位装置设置在主梁和桥墩墩顶间，其中拉索的上端与主梁锚固联接，拉索的下端与桥墩顶部或者桥台锚固联接。本发明支座在地震作用下，拉索发挥作用，能有效的减小主梁地震水平位移，但是不会造成主塔的地震响应的显著变化。综上所述，本发明梁端下设拉索限位方案构造简单合理，技术创新、性能稳定，经济适用，具有很好的开发推广应用前景。
文档编号E01D19/16GK102505625SQ20111042500
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者屈小伟, 庞于涛, 曹飒飒, 王斌斌, 袁万城, 贺金海 申请人:同济大学