[发明专利]一种中承式单索面拱桥的加固结构

说明书

技术领域

本发明涉及现有桥梁的加固结构，具体涉及一种现有拱桥动力性能的加固结构。

背景技术

桥梁是一种永久性建筑物，随着时间的推移、环境的变迁以及车流量和通行车辆吨位的增大，原结构的薄弱环节就会显现出来。因此在现有技术中，为了延长现有桥梁的服役寿命、改善使用性能所采用的加固方案主要有两类，一是结构损伤的修复，二是受力构件的补强，如本发明人之一在前申请并授权的申请号为200810219685.3和200810219686.8的发明专利方案就属于前者，公开号为CN102140780A的发明专利申请方案就属于后者。

单索面拱桥是一种比较新颖的桥梁型式，其最大的结构特点在于只有一组吊索且该组吊索分布于桥轴线上，该类桥梁造型简约美观、视野开阔、桥面使用率高，因而受到了工程界推崇。现有的有单索面拱桥主要分为中承式单索面拱桥和下承式单索面拱桥两类。其中，中承式单索面拱桥最为常见，该桥型的特点是吊杆弹性支承主梁，拱圈的两端支承在桥墩上。单索面拱桥存在以下两个方面的不足：①在地震、风载或汽车运行产生的偏载作用下，主梁容易产生扭转振动，且桥宽度越大、扭转振动的幅度就会越大；②主梁的纵向约束较弱，容易发生纵向的飘移振动，从而易导致伸缩缝内的伸缩装置发生挤压破坏。因此对于单索面拱桥来说，如果也采用增设补强受力构件的方式来进行加固，显然难以解决其扭转振动、纵飘振动的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单索面拱桥的加固结构，该加固结构简单、投资省、减振效果突出。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种中承式单索面拱桥的加固结构，该加固结构是在所述拱桥的每一由主梁与拱圈所形成的夹角内设置两组形状记忆合金拉索构成的；其中，所述的两组形状记忆合金拉索对称设在经过桥轴线的铅垂面的两侧，且每一组形状记忆合金拉索的上端锚固在主梁腹板上，其锚固点位于主梁的伸缩缝旁靠近拱圈中心的一侧，下端锚固在拱圈的拱脚的内壁上。

上述加固结构，其中所述的形状记忆合金拉索，在所述拱桥纵垂面内的投影与水平面的夹角为15°～30°，在水平面内的投影与经过所述拱桥的桥轴线的铅垂面的夹角为15°～45°，在所述拱桥横截面内的投影与水平面的夹角为20°～45°，以进一步提高所述加固结构的稳定性。

所述的形状记忆合金拉索的一个优选方案是选用NiTi形状记忆合金拉索。

本发明所述的形状记忆合金拉索由拉索和配套的冷铸锚具组成；所述的冷铸锚具主要由锚杯和连接筒组成，其中，所述锚杯为圆柱形，其体内设有与所述圆柱形同轴的锥形孔，所述连接筒由端面积较小的一头伸进所述的锥形孔并与锚杯螺纹连接，所述的拉索从另一端伸进连接筒并延伸至所述的锥形孔内，其每一根NiTi合金丝的端部均固定在位于所述锥形孔内的一锚板上，所述锚板为圆锥盘，其外径与所述锥形孔横截面较大的一头相匹配；所述的锚杯的外壁上螺纹连接一螺母。

为了防止由多根NiTi合金丝拼组在一起的拉索松散，所述的拉索上设有若干个索夹，该索夹由两个半圆柱筒组成，并采用螺栓紧固在一起。

本发明的加固结构的具体实施方法如下：

1、收集影响待加固的中承式单索面拱桥舒适性指标和地震荷载作用下的纵向位移的主要结构参数，如，跨径、桥宽、伸缩缝内伸缩装置的允许压缩量、拱肋矢跨比等。

2、拟定加固要求和控制目标，如，拱桥在偏心车辆荷载作用下的斯佩林(Sperling)舒适性指标和预设地震烈度下的纵向最大位移。

3、进行加固设计。首先对待加固拱桥进行有限元软件分析，判断待加固拱桥是否已达到所拟定的控制目标；若未达到便按本发明所述的加固结构进行加固设计。

4、加固设计方案校核。建立加固设计方案的有限元模型并进行分析，再判断分析结果是否达到所拟定的控制目标，若未达到便改变所述形状记忆合金拉索的锚固点及其规格和根数进行修正，然后再进行校核，直至达到所拟定的控制目标。

5、将经过校核达到所拟定的控制目标的加固设计方案确定为待加固拱桥的加固方案并付诸实施。