[实用新型]一种铁路悬索桥钢梁的约束体系

说明书

本实用新型公开了一种铁路悬索桥钢梁的约束体系，包括在桥台和桥塔处设有的竖向支座和纵向阻尼器，还包括在桥台和桥塔处设有的纵向活动支座、横向活动支座、固定支座和横向阻尼器。本实用新型取消了中央扣措施，改为采用横向活动支座和固定支座来进行支座纵向限位约束，不仅能抵抗列车制动和启动作用，且减小了钢梁纵向位移；本实用新型取消了横向风支座，改为采用纵向活动支座和固定支座来进行支座横向限位约束，不仅能抵抗横向风位移，且减少了索塔受力；本实用新型还增设了横向阻尼器，不仅可有效降低钢梁横向位移，减小幅度达70％以上，也可有效降低桥塔、钢梁地震受力。

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种铁路悬索桥钢梁的约束体系。

背景技术

悬索桥作为一种跨越能力最大的桥型，在公路桥梁建设中被大量应用，国外也建成了几座公铁合用悬索桥。悬索桥主要由缆索系统、索塔、锚碇和加劲梁组成，其中加劲梁一般采用钢梁，主要承受竖向活载、温度、风力和地震荷载作用。

悬索桥的钢梁与缆索系统中的吊索、索塔或墩(台)连接。悬索桥钢梁的约束体系指钢梁竖向、横向和纵向约束条件，主要有竖向支座、横向风支座、纵向阻尼器和中央扣等措施。竖向支座主要把钢梁上荷载传递至桥墩(桥台) 或桥塔上，一般只限制钢梁竖向位移，也有在桥塔处采用吊杆代替支座的做法；横向风支座设置在钢梁横向，在风荷载作用下钢梁横向位移超过限定值时限制横向位移；纵向阻尼器安装于发生相对位移的桥梁构件之间，在缓慢施加的静态荷载，如温度、汽车荷载等作用下，可自由变形，在快速作用的动态荷载，如汽车振动、地震、脉动风等作用下，产生阻尼力并耗散能量的振动控制装置；中央扣设置在跨中短吊索连接主缆和钢梁的措施，用来减小钢梁纵向位移，改善短吊索受力。

我国铁路建设正处于蓬勃发展时期，铁路跨越深大峡谷或跨越大江大河需采用更大跨径的桥型，悬索桥无疑是大跨铁路桥梁的重要选择。相较公路桥梁，铁路桥梁荷载重，列车速度高、动力效应强烈，其制动力和启动力也更大且频率也高，公路悬索桥对钢梁的约束条件不再适用于铁路悬索桥。比如，仅采用纵向阻尼器来限制列车制动力或启动力，若列车每天制动和启动一次，5年后纵向阻尼器累计行程将达到极限；在索塔上设置横向风支座来限制风位移，横向抗风支座同时也会把巨大的横向地震力传递给索塔。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种铁路悬索桥钢梁的约束体系。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种铁路悬索桥钢梁的约束体系，包括在桥台和桥塔处设有的竖向支座和纵向阻尼器，还包括在桥台和桥塔处设有的纵向活动支座、横向活动支座、固定支座和横向阻尼器。

本实用新型的支座不仅包括用来传递钢梁竖向力的竖向支座，还包括用来抵抗列车制动力和启动力，同时降低钢梁纵向位移的横向活动支座，用来抵抗横向风力的纵向活动支座，以及同时兼具横向活动支座和纵向活动支座作用的固定支座。进一步，在超过设计地震作用下，钢梁支座解除纵向和横向限位约束时，本实用新型通过阻尼器来改善和缓解桥梁地震响应，不仅包括用来降低地震作用下钢梁的纵向位移的纵向阻尼器，还包括用来降低地震作用下钢梁的横向位移和改善桥塔、钢梁地震受力的横向阻尼器。

本实用新型取消了中央扣措施，改为采用横向活动支座和固定支座来进行支座纵向限位约束，不仅能抵抗列车制动和启动作用，且减小了钢梁纵向位移；本实用新型取消了横向风支座，改为采用纵向活动支座和固定支座来进行支座横向限位约束，不仅能抵抗横向风位移，且减少了索塔受力；本实用新型还增设了横向阻尼器，不仅可有效降低钢梁横向位移，减小幅度达70％以上，也可有效降低桥塔、钢梁地震受力。通过风车桥动力耦合分析，采用该约束体系的铁路悬索桥具有良好的动力特性及列车走形性。

优选的，所述横向活动支座和固定支座均安装在桥塔处，所有所述桥台处均安装有纵向活动支座和竖向支座。桥塔位于线索桥的中部，将横向活动支座和固定支座安装在中部，更有利于其发挥作用。