一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造制造技术

本发明专利技术属于桥梁工程中的梁体结构构造的技术领域，具体涉及一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，解决了超静定的连续桥梁结构由于温度产生的拉压交替的轴力释放的问题，而现有的轴力释放结构复杂，抗弯能力不够强，成本高的问题。其包括梁体上均匀布置的若干纵缝，纵缝内有与梁体结合的凹凸齿槽副结构。本发明专利技术释放了由温度作用所产生的不利的梁体拉压轴力，而且保留了该构造传递剪力和弯矩的能力，桥梁的使用性能接近连续梁体结构，且梁体受力条件也更好，尤其是可以大幅度改善桥梁下部结构受力条件，降低桥梁下部结构工程造价，可产生较大经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁工程中的梁体结构构造的
，具体涉及一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造。
技术介绍
一般超静定的连续桥梁结构在体系升降温作用下，由于结构伸缩受到纵向约束而产生梁体轴力，当桥梁温度跨度较大时，由温度产生的拉压交替的轴力将难于克服，或者为此增加较大的代价。目前，我国在郧阳大桥、嘉绍大桥已采用了具有释放轴力的功能的刚性铰构造（也有称之为剪力梁的），它具有在桥梁跨中部位释放轴向力但又能传递剪力和弯矩的功能，并因此使得跨中活载挠度增加很有限，保证了桥面具有较好的平顺度。（附图1、2示意的是其布置位置和在不同桥梁结构中的应用）。上述的郧阳、嘉绍大桥等采用‘梁中设梁’的方法是可行的，它是将主梁在跨中断开并设置纵向可伸缩缝装置，使桥梁在断开处依然具有抗弯抗剪能力，以保持桥面较好的平顺度。即在主梁断缝处的一侧梁体上伸出一段小梁插入到另一侧梁体内，插入的梁称为小内梁，在小内梁与主梁内壁之间设滑动支座保证纵向可以滑动，而通过支座反力构成的抵抗力矩来传递主梁弯矩和剪力，这种方法虽然可以实现技术目标，但构造比较复杂，用钢量比较大，同时还受到梁体内腔净空的制约小内梁不能做到足够强，而从理论上讲，小内梁的抗弯能力越强效果越好。在‘梁中设梁’的方法受到梁体内部空间的限制（见附图3、4）。
技术实现思路
本专利技术为了解决超静定的连续桥梁结构由于温度产生的拉压交替的轴力释放的问题，而现有的轴力释放结构复杂，抗弯能力不够强，成本高，提供了一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造。本专利技术采用如下的技术方案实现：<br>一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，其特征在于：包括梁体上均匀布置的若干纵缝，纵缝内有与梁体结合的凹凸齿槽副结构。凹凸齿槽副数量为‘梁高中心处梁宽/梁高’取整减1，并以中轴为对称中心均匀设置。所述的凹凸齿槽副为一组、设于桥梁中心线，或者凹凸齿槽副为一组以上、相对桥梁中心线对称设置。所述的凹凸齿槽副的配合面间设置有滑动磨损耗材，所述配合面层数大于等于2个。凹凸齿槽副的配合面取4个或4个以上为最佳。凹凸齿槽副的凹体两翼设置了限制杆，并在穿过凸体部分相应位置开孔以适应温度伸缩需要。本专利技术的工作原理：当此段梁体承受正弯矩时，两组凹凸齿槽副里的滑动磨损耗材构成多对力偶矩以平衡梁体所受正弯矩；当此段梁体承受负弯矩时,两组凹凸齿槽副里的滑动磨损耗材构成多对力偶矩以平衡梁体所受负弯矩。而温度伸缩仅需克服较小滑动摩阻力。现有长桥设计中多采用简支梁桥，这样可以做成等跨桥梁，视觉上具有良好的节律效果，而不像连续梁桥存在边跨与中跨在视觉上的衔接问题，本专利技术所述的技术方案可将连续桥梁结构做到任意长，不局限于具体桥梁结构形式，不管是连续梁、连续刚构还是多跨斜拉桥等都是适用的，具有广阔的运用前景。本专利技术相对现有技术具有如下有益效果：通过沿纵向布置的凹凸齿槽副相互‘咬合’传递主梁弯矩、剪力，通过其间设置的滑动磨损耗材释放轴力，设计简单巧妙，受力合理，工程量较小。另外本专利技术所述的技术方案不单纯是释放了由温度作用所产生的不利的梁体拉压轴力，而且保留了该构造传递剪力和弯矩的能力，桥梁的使用性能接近连续梁体结构，且梁体受力条件也更好，尤其是可以大幅度改善桥梁下部结构受力条件，降低桥梁下部结构工程造价，可产生较大经济效益，较之此前提到的郧阳、嘉绍大桥所采用的在梁体内设置小钢梁方案更加节省。附图说明图1为刚性铰设置位置示意图(a)，图2为刚性铰设置位置示意图(b)，图3为现有刚性铰工作原理示意图，图4为图3的Ⅰ-Ⅰ剖面图，图5为本专利技术的结构示意图，图6为图5的Ⅰ-Ⅰ剖面图，图7为图5的Ⅱ-Ⅱ剖面图，图中：1-刚性铰区，2-跨中，3-梁缝中心线，4-内小梁，5-上滑动支座，6-下滑动支座，7-前后支座间距，8-内小梁锚固端，9-左侧主梁，10-右侧主梁，11-桥面伸缩缝，12-跨中中心线，13-凹凸齿槽副，14-滑动磨损耗材，15-限制杆,16-预留伸缩空间，17-左侧凹主梁,18-右侧凸主梁，19-左右对称轴，20-凹凸齿轮副与梁体的锚固。具体实施方式结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。图1、2、3、4说明了刚性铰用于不同的连续桥梁结构及设置位置。一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，其特征在于：包括梁体上均匀布置的若干纵缝，纵缝内有与梁体结合的凹凸齿槽副结构。凹凸齿槽副13数量为‘梁高中心处梁宽/梁高’取整减1，并以中轴为对称中心均匀设置。所述的凹凸齿槽副为一组、设于桥梁中心线，或者凹凸齿槽副为一组以上、相对桥梁中心线对称设置。所述的凹凸齿槽副13的配合面间设置有滑动磨损耗材14，所述配合面层数大于等于2个。凹凸齿槽副的配合面取4个或4个以上为最佳。图5、6、7为本专利技术凹凸齿槽副为两组的实施例的示意图。但本专利技术所述的组数不仅仅为两组，一组、两组、多组均属于本专利技术范围。本专利技术在释放轴力构造区（如图1、2所示的桥跨跨中）将梁体在平面上设计为凹凸吻合接缝口,图6中所示为左凹右凸,多组凹凸互相咬合也可以，这里仅以左凹右凸阐述工作原理，图中横缝即为桥面伸缩缝9，而纵缝则设计为相互咬合的两组凹凸齿槽副2，每组凹凸齿槽副通过其配合面间设置的可更换的滑动磨损耗材3释放纵向轴力，传递剪力和弯矩，从而达到设计意图，其传递弯矩剪力的能力由凹凸齿槽副的咬合能力决定，可根据实际需要决定凹凸齿槽副的设置数量。为了确保受力时凹凸吻合梁体不发生‘水平横向张口’变形，在凹体两翼设置了限制杆，并在穿过凸体部分相应位置开孔以适应温度伸缩需要。本专利技术设有纵向凹凸齿槽副的左右吻合的梁体，实际运用时凹凸齿槽副数量可以根据具体情况增减，但这些变化依然属于本专利技术的保护范围。本专利技术中支座、拉杆、拉杆锚固、伸缩缝、凹凸齿槽副与梁体结合等常见产品均为现有技术。按照桥梁原有施工方法完成该部分构造以外的梁体结构，当进入与本专利技术技术相关部分的施工内容，只需将匹配好的凹凸齿槽副与主梁结合在一起即可，对于混凝土梁采用锚固方式进行结合，对于钢梁可采用焊接或拴接方式，具体结合措施已是成熟技术，不作为
技术实现思路
。本专利技术的关键在于在释放温度作用产生的梁体轴向力的同时，要保证梁体能够传递弯矩、剪力，从而获得较为平顺的桥面线形以利于行车平稳舒适安全，而不是截然断开为相对孤立的两部分桥梁。郧阳大桥等采用‘梁中设梁（图3、4之4）’的方法是可行的，本专利技术则采用另一种方法（图5、6、7）同样能够在释放轴力的同时保证梁体弯矩和剪力的传递，并且适用范围更广。本专利技术所述的技术方案完全不同于现有郧阳、嘉绍大桥（其为钢箱梁）在梁体内设置小梁的方法，具有构造简单易行、工程造价较低、适用范围更广的优点，还能克服‘梁中设梁’在混凝土梁上运用受限的缺点，在中等跨度的预应力混凝土桥梁上使用经济优势较为明显。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，其特征在于：包括梁体上均匀布置的若干纵缝，纵缝内有与梁体结合的凹凸齿槽副结构。

【技术特征摘要】
1.一种释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，其特征在于：包括梁体上均匀布置的若干纵缝，纵缝内有与梁体结合的凹凸齿槽副结构。
2.根据权利要求1所述的释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，其特征在于：凹凸齿槽副数量为‘梁高中心处梁宽/梁高’取整减1，并以中轴为对称中心均匀设置。
3.根据权利要求1或2所述的释放连续桥梁结构主梁温度轴力的构造，其特征在于：所述的凹凸齿槽副为一组、设于桥梁中心线，或者凹凸齿槽副为一组以上、相对桥梁中心线对称设...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶诗维，王学峰，赵永锋，刘志如，杜文忠，向艳华，谷丰，牛建发，徐小宁，
申请(专利权)人：中铁三局集团有限公司，中铁三局集团第三工程有限公司，太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14