用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，包括一对连接支座和弹性支撑阻尼器，所述弹性支撑阻尼器两端分别与一对连接支座铰接，一对连接支座分别固定焊接于所述刚性支撑构件的下端以及底板的节点板上，所述弹性支撑阻尼器具有初始刚度、弹性和阻尼。本实用新型专利技术的装置在不改变钢箱梁整体构造形式的前提下，通过对原斜腹杆加以一定改造并加装一种具有初始刚度的阻尼式弹性支撑，有效缓解斜腹杆局部结构的应力集中及其疲劳损伤，抑制结构疲劳裂纹的萌生、发展直至开裂，提升结构的疲劳性能，并实现结构安全延长使用寿命的目标。全延长使用寿命的目标。全延长使用寿命的目标。

【技术实现步骤摘要】
用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置


[0001]本技术涉及桥梁养护与维修
更具体地说，本技术涉及用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置。

技术介绍

[0002]扁平钢箱梁由于抗扭、抗弯惯矩大，且具有很好的抗风性能，在大跨度斜拉桥和悬索桥中得到大量应用。设置纵隔板可提高钢箱梁桥轴向抗弯承载能力，并改善主梁剪力滞效应，既有斜拉桥扁平钢箱梁大多设置有纵隔板。部分悬索桥采用的扁平钢箱梁在截面内也设置有纵隔板。众所周知，纵隔板的设置增大了截面有效宽度，可提高截面抗弯刚度，改善悬拼阶段扁平钢箱梁的相对横向变形。纵隔板主要有实体式、桁架式(斜腹杆为钢管)两种。研究结果表明桁架式在整体刚度改善效率方面高于实体式。如南京长江二桥、苏通大桥、润扬大桥、珠江黄埔大桥、安庆长江公路大桥、中朝鸭绿江界河公路大桥、湛江海湾大桥等多座桥梁均采用的桁架式纵隔板构造设计。
[0003]目前，已有多座桥梁在检测时发现钢箱梁纵隔板桁管多处开裂，个别桁管完全断开的现象。
[0004]造成开裂的原因主要有：
[0005]1.构造设计缺陷：由于顶底板T型肋高度较大，T型肋在外荷载作用下不能在节点处转动，无“铰”的作用，无法适应结构的局部弹性变形。车辆等外荷载作用导致斜腹杆的次弯矩应力很大且在连接部位产生应力集中。纵隔板桁管与主梁之间采用插入式节点板连接，疲劳强度很低；桁管外侧加劲肋与节点板之间存在有刚度突变位置，引起应力集中，且桁管在轴压荷载或压弯荷载作用下，插入式节点板与桁管横向连接均为薄弱部位；该节点型式和受力状态耦合后进一步降低了该处的疲劳强度，疲劳裂纹在节点板与桁管开口底部连接处萌生，最终使得桁管沿连接口底部环向疲劳破坏(对称、双向)。
[0006]2.焊接缺陷：角焊缝未做绕焊，有明显的焊渣、焊瘤等缺陷，且未对焊缝进行焊后处理，使得插入式节点板与桁管连接成为疲劳承载力薄弱部位。
[0007]3.车辆等活载周期作用：钢箱梁纵隔板多位于快车道处，该处行驶的多为重载车辆，车辆荷载较强的周期性是疲劳裂纹萌生的主要原因之一。
[0008]4.钢箱梁横桥向刚度较大、顺桥向较柔，结合外荷载(温度、风、汽车荷载等)的时变特性，导致结构受力极其复杂，影响桁管受力因素复杂。加设刚性桁管可有效限制了桥面局部位移变形，但根据能量守恒可知该位移的消失必将引起内力的增加与某种释放形式。由此，使得节点板与桁管开口底部连接处的焊缝缺陷处最先起裂、并发展至母材(原桁管切口底部)，导致桁管环向疲劳开裂直至破坏。
[0009]针对出现开裂的斜腹杆，部分桥梁养护单位根据相关专家意见进行了将桁管更换为双拼槽钢的试验工作，新更换槽钢后的2
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3年内未见开裂，但更换完成后使得内力重新分配，导致相邻桁管相继加速开裂直至失效。如安庆长江公路大桥在2009年发现该类病害，分别于2010年5月和2011年5月对数十处采取焊缝补焊和加固处置措施，2011年底纵隔板钢管
连接处开裂达到100多处，且逐年上升，并在2012年4月召开的专家论证会上否决了对纵隔板钢管开裂采用抱箍加固的方案。随后，参照同时期的南京长江二桥同类病害处置方案，于2012年12月，在跨中选择4个梁段11个箱室进行钢管替换为槽钢(共计更换44根钢管)。2018～2020年，珠江上某斜拉桥也开展了双拼槽钢替换钢管试验性应用，长期效果均尚待证实。由于更换后的槽钢抗弯刚度显著增大，导致部分桥梁更换为槽钢3年左右的时间后陆续开始出现新的开裂病害，如主跨648m的某长江大桥(斜拉桥)新的开裂位置位于槽钢端部角点与加劲板(槽钢节点板)接触处，向垂直于槽钢方向外侧或沿桥纵向延伸，威胁到主结构的耐久性和安全。由此可见，该类病害具有普遍性，既有处置措施仍不能全面有效的解决此问题，对既有病害中裂纹萌生与发展机理尚待开展深入研究。
[0010]阻尼器是以提供运动的阻力并耗减运动能量的装置。既有阻尼器大多为无初始刚度的速度型阻尼器，已普遍应用于结构振动控制、梁端限位和抗震等，均达到了良好效果。以液体粘滞阻尼器为例，已在大跨度桥梁中应用得到了广泛应用，如苏通大桥、江阴长江大桥、矮寨特大桥、西堠门大桥和天兴洲长江大桥等。因此，可以考虑将阻尼器方法如何应用于钢箱梁斜腹杆开裂的处置措施研究中，为解决斜腹杆病害提供了思路启发。

技术实现思路

[0011]本技术的一个目的是提供一种用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，在不改变钢箱梁整体构造形式的前提下，通过对原斜腹杆加以一定改造并加装一种具有初始刚度的弹性支撑阻尼器，有效缓解斜腹杆局部结构由于构造设计缺陷、焊接缺陷、重载交通等因素造成的应力集中，抑制结构疲劳裂纹的萌生、发展直至开裂，提升结构的疲劳性能，并实现结构安全并延长使用寿命的目标。
[0012]为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，原结构的斜腹杆下部被切割后通过弹性支撑阻尼装置代替，原结构的斜腹杆上部形成为刚性支撑构件，所述刚性支撑构件的上端固定于顶板的节点板上，弹性支撑阻尼装置包括一对连接支座和弹性支撑阻尼器，所述弹性支撑阻尼器两端分别与一对连接支座铰接，一对连接支座分别固定焊接于所述刚性支撑构件的下端以及底板的节点板上，所述弹性支撑阻尼器具有初始刚度、弹性和阻尼。
[0013]优选的是，所述连接支座包括定位板、底座板和底座耳板，所述底座板一侧连接有底座耳板，另一侧环形设置有多个定位板，所述底座耳板上设置有销轴孔，用于通过销轴铰接连接所述弹性支撑阻尼器。
[0014]优选的是，所述底座板在底座耳板外周还环形设置有多块加劲板。
[0015]优选的是，所述弹性支撑阻尼器包括：
[0016]一对连接耳板，其分别与一对连接支座上的底座耳板通过销轴连接；
[0017]导杆连接板，其一侧面中心固定连接至其中一个连接耳板上，所述导杆连接板另一侧中心固定连接导杆，其外侧面中部具有外螺纹；
[0018]螺杆连接板，其一侧面中心固定连接至另一个连接耳板上，所述螺杆连接板另一侧面中心具有内凹的盲孔，所述螺杆连接板还在盲孔周向一圈均匀间隔设置有多个螺纹盲孔；
[0019]压板，其中心具有通孔，且所述压板还在其中心周向一圈均匀间隔设置有多个通
孔；
[0020]中间挡板，其位于所述压板和螺杆连接板之间，所述中间挡板中心具有贯通的螺纹孔，所述导杆通过其外螺纹固定穿过中间挡板的螺纹孔，所述导杆还依次自由穿过压板的中心通孔及所述螺杆连接板的盲孔中，所述中间挡板还在其中心螺纹孔周向一圈均匀间隔设置有多个通孔，其与压板周向的多个通孔及螺杆连接板周向的多个螺纹盲孔一一对应；
[0021]螺杆，其为多个且分别一一配合固定于多个螺纹盲孔中，所述螺杆还依次穿过中间挡板和压板的通孔；
[0022]弹性阻尼单元，其套设于螺杆外周，所述弹性阻尼单元在所述中间挡板两侧与所述压板和螺杆连接板之间均设置。
[0023]优选的是，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，原结构的斜腹杆下部被切割后通过弹性支撑阻尼装置代替，原结构的斜腹杆上部形成为刚性支撑构件，所述刚性支撑构件的上端固定于顶板的节点板上，其特征在于，弹性支撑阻尼装置包括一对连接支座和弹性支撑阻尼器，所述弹性支撑阻尼器两端分别与一对连接支座铰接，一对连接支座分别固定焊接于所述刚性支撑构件的下端以及底板的节点板上，所述弹性支撑阻尼器具有初始刚度、弹性和阻尼。2.如权利要求1所述的用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，其特征在于，所述连接支座包括定位板、底座板和底座耳板，所述底座板一侧连接有底座耳板，另一侧环形设置有多个定位板，所述底座耳板上设置有销轴孔，用于通过销轴铰接连接所述弹性支撑阻尼器。3.如权利要求2所述的用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，其特征在于，所述底座板在底座耳板外周还环形设置有多块加劲板。4.如权利要求2所述的用于处置钢箱梁斜腹杆开裂病害的弹性支撑阻尼装置，其特征在于，所述弹性支撑阻尼器包括：一对连接耳板，其分别与一对连接支座上的底座耳板通过销轴连接；导杆连接板，其一侧面中心固定连接至其中一个连接耳板上，所述导杆连接板另一侧中心固定连接导杆，其外侧面中部具有外螺纹；螺杆连接板，其一侧面中心固定连接至另一个连接耳板上，所述螺杆连接板另一侧面中心具有内凹的盲孔，所述螺杆连接板还...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世峰，桑毅彩，姚健勇，张少锦，韩涛，李双，王勇，韩永平，赵超，廖毅，杨曦，李赏，黄星，陆永强，夏子金，
申请(专利权)人：武汉二航路桥特种工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：