一種設置隔震基礎的三塔懸索橋的製作方法

2023-08-02 03:27:31 1

一種設置隔震基礎的三塔懸索橋的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種設置隔震基礎的三塔懸索橋，該橋包括：中塔、邊塔、主梁、主纜、吊索、錨碇、中塔基礎、邊塔基礎、邊塔基礎隔震墊層、減隔震耗能裝置、智能視頻監控技術裝置、地基、附加剛度、附加阻尼。在汽車、溫度、大風及常遇地震等靜動力荷載作用下，橋梁通過自身剛度和阻尼、以及附加剛度和附加阻尼進行抵禦，確保橋梁安全。當發生罕遇大地震時，邊塔基礎隔震墊層和減隔震耗能裝置發生剪切變形、耗散地震動能量，確保橋梁安全。邊塔基礎隔震墊層為厚400mm～1000mm的沙、沙卵石或素混凝土，在邊塔基礎隔震墊層內布設減隔震耗能裝置及智能監控裝置。本發明能夠有效隔離罕遇大地震產生的地震動能量，實施方案簡單、安全、經濟、便於檢查維護。
【專利說明】一種設置隔震基礎的三塔懸索橋
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁工程【技術領域】，具體涉及一種設置隔震基礎的三塔懸索橋。
【背景技術】
[0002]懸索橋是以主纜受拉為主要承重構件的柔性纜索橋梁結構。主梁自重、二期恆載、汽車活載等荷載均通過吊索傳遞給主纜，最終由主纜將全部荷載由主塔和錨碇傳遞給基礎。隨著跨度的增大，雙塔懸索橋需要建造龐大的錨碇，經濟性降低，尤其是覆蓋層厚、基巖埋藏深的大橋。三塔懸索橋相比單跨懸索橋可顯著減小主纜拉力和錨碇規模，尤其當中塔的建設條件相對較好，雙主跨布置能夠滿足通航要求時，三塔懸索橋將成為較為合理的設計方案。我國相繼建成了兩座主跨超千米的三塔懸索橋:主跨1080m的泰州長江大橋和馬鞍山大橋。目前，我國瓊州海峽大橋、智利查考大橋、直布羅陀海峽大橋等跨海大橋，在規劃中都提出了三塔或多塔懸索橋的設計方案。
[0003]在海峽上修建的三塔懸索橋，通常面臨基礎覆蓋層厚、基巖埋藏深、地震強度大等惡劣的建設條件，有些海峽還將跨越斷裂帶，如正在規劃建設的智力查考大橋，大橋的抗震安全面臨巨大的考驗。
[0004]研究表明，通過橋梁結構的自身剛度和阻尼、以及索塔和附加剛度或(和)附加阻尼的方式無法有效地抵禦面巨大的地震動。因此，需要研究能夠有效隔離罕遇大地震產生的地震動能量，保障大橋安全的新型結構方案。同時，新型結構方案能夠對大橋基礎的安全狀況進行實時監控，並對大地震引起的大橋基礎的損傷進行評估。

【發明內容】

[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]有鑑於此，本發明的主要目的是針對三塔懸索橋在巨大地震作用下的抗震安全問題，提供一種設置隔震基礎的三塔懸索橋。
[0007]( 二 )技術方案
[0008]為達到上述目的，本發明提供了一種設置隔震基礎的三塔懸索橋，包括:中塔I ;分布在中塔I兩邊的邊塔2 ;分布在邊塔2外側的錨碇6 ;連接錨碇6、邊塔2和中塔I的主梁3 ;橫跨於邊塔2和中塔1，且錨固於錨碇6的主纜4 ;連接主纜4與主梁3的吊索5 ;中塔I下方用以固定中塔I的中塔基礎7 ;邊塔2下方用以固定邊塔2的邊塔基礎8 ;邊塔基礎8下方用以固定邊塔基礎8的邊塔基礎隔震墊層9 ;設置於邊塔基礎隔震墊層9中的減隔震耗能裝置10和智能監控裝置11 ;地基12，其中錨碇6、中塔基礎7和邊塔基礎隔震墊層9的下部均固定於地基12之上；主梁3與中塔1、邊塔2之間設置的附加剛度13和附加阻尼14。
[0009]上述方案中，在汽車荷載、溫度作用、大風及常遇地震等靜動力荷載作用下，橋梁通過自身的剛度和阻尼、以及附加剛度13和附件阻尼14進行抵禦，確保橋梁安全。
[0010]上述方案中，當發生罕遇大地震時，除了通過橋梁自身的剛度和阻尼、以及附加剛度13和附加阻尼14進行抵禦外，邊塔基礎隔震墊層9和減隔震耗能裝置10發生剪切變形、耗散地震動能量，確保橋梁安全。
[0011 ] 上述方案中，所述邊塔基礎隔震墊層9的厚度為400mm?1000mm，其材料為一定級配的沙、沙卵石或素混凝土。
[0012]上述方案中，所述設置於邊塔基礎隔震墊層9中的減隔震耗能裝置10包括「X」型軟鋼15和雙曲面摩擦擺支座16，其中「X」型軟鋼15布置在中間區域，雙曲面摩擦擺支座16布置在「X」型軟鋼15的四周。
[0013]上述方案中，所述減隔震耗能裝置10的上部、下部分別與邊塔基礎8及地基12有效連接，其與邊塔基礎隔震墊層9共同承受邊塔基礎8傳遞下來的豎向軸力、水平剪力、彎矩和扭矩。地震發生後，減隔震耗能裝置10具有通過橋梁上部結構的自重使橋梁進行自動復位的能力。
[0014]上述方案中，所述設置於邊塔基礎隔震墊層9中的智能監控裝置11是設置於雙曲面摩擦擺支座16外側，通過電纜連接於外部的通過應變監測系統17、應力監測系統18、自動信息識別系統19、遠程智能視頻監控系統20和監控PC終端21，以實時監測邊塔基礎8、邊塔基礎隔震墊層9和減隔震耗能裝置10的變形和受力狀況，據此可以對大地震引起的大橋基礎的動力效應和損傷進行評估。
[0015](三)有益效果
[0016]從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果:
[0017]I本發明提供的這種設置隔震基礎的三塔懸索橋，當發生罕遇大地震時，除了通過橋梁自身的剛度和阻尼、以及附加剛度13和附加阻尼14進行抵禦外，邊塔基礎隔震墊層9和減隔震耗能裝置10發生剪切變形、耗散地震動能量，確保橋梁安全。地震發生後，具有通過橋梁上部結構的自重進行自動復位的能力。
[0018]2本發明提供的這種設置隔震基礎的三塔懸索橋，在邊塔基礎隔震墊層內布設的智能監控裝置11能夠對大橋基礎的安全狀況進行實時監控，據此可以對大地震引起的大橋基礎的動力效應和損傷進行評估。
[0019]3本發明提供的這種設置隔震基礎的三塔懸索橋，實施方案簡單、安全、經濟、便於檢查維護。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發明提供的設置隔震基礎的三塔懸索橋的結構示意圖。
[0021]圖2是本發明提供的減隔震耗能裝置和智能監控裝置的平面布置示意圖。
[0022]圖3是與本發明提供的智能監控裝置連接的外部設備的示意圖。
[0023]附圖標記:中塔I ;邊塔2 ;主梁3 ;主纜4 ;吊索5 ;錨碇6衝塔基礎7 ;邊塔基礎8 ;邊塔基礎隔震墊層9 ;減隔震耗能裝置10 ;智能監控裝置11 ;地基12 ;附加剛度13 ;附加阻尼14 ;「X」型軟鋼15 ;雙曲面摩擦擺支座16 ;應變監測系統17 ;應力監測系統18 ；自動信息識別系統19 ;遠程智能視頻監控系統20 ;監控PC終端21。
【具體實施方式】
[0024]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明自，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0025]如圖1所示，本發明提供的設置隔震基礎的三塔懸索橋包括:中塔I ;分布在中塔I兩邊的邊塔2 ;分布在邊塔2外側的錨碇6 ;連接錨碇6、邊塔2和中塔I的主梁3 ;橫跨於邊塔2和中塔1，且錨固於錨碇6的主纜4 ;連接主纜4與主梁3的吊索5 ;中塔I下方用以固定中塔I的中塔基礎7 ;邊塔2下方用以固定邊塔2的邊塔基礎8 ;邊塔基礎8下方用以固定邊塔基礎8的邊塔基礎隔震墊層9 ;設置於邊塔基礎隔震墊層9中的減隔震耗能裝置10和智能監控裝置11 ;地基12，其中錨碇6、中塔基礎7和邊塔基礎隔震墊層9的下部均固定於地基12之上；主梁3與中塔1、邊塔2之間設置的附加剛度13和附加阻尼14。
[0026]在汽車荷載、溫度作用、大風及常遇地震等靜動力荷載作用下，橋梁通過自身的剛度和阻尼、以及附加剛度13和附件阻尼14進行抵禦，確保橋梁安全。當發生罕遇大地震時，除了通過橋梁自身的剛度和阻尼、以及附加剛度13和附加阻尼14進行抵禦外，邊塔基礎隔震墊層9和減隔震耗能裝置10發生剪切變形、耗散地震動能量，確保橋梁安全。
[0027]所述邊塔基礎隔震墊層9的厚度為400mm?1000mm，其材料為一定級配的沙、沙卵石或素混凝土。
[0028]如圖2所示，在邊塔基礎隔震墊層9內布設減隔震耗能裝置10及智能監控裝置11，智能監控裝置11設置於減隔震耗能裝置10的外側。減隔震耗能裝置10包括「X」型軟鋼15和雙曲面摩擦擺支座16。「X」型軟鋼15布置在中間區域，雙曲面摩擦擺支座16布置在「X」型軟鋼15的四周。地震發生後，減隔震耗能裝置10具有通過橋梁上部結構的自重使橋梁進行自動復位的能力。減隔震耗能裝置10的上部、下部分別與邊塔基礎8及地基12有效連接，其與邊塔基礎隔震墊層9共同承受邊塔基礎8傳遞下來的豎向軸力、水平剪力、彎矩和扭矩。
[0029]如圖3所示，通過電纜連接智能監控裝置11的應變監測系統17、應力監測系統
18、自動信息識別系統19、遠程智能視頻監控系統20和監控PC終端21，它們可以實時監測邊塔基礎8、邊塔基礎隔震墊層9和減隔震耗能裝置10的變形和受力狀況，據此可以對大地震引起的大橋基礎的動力效應和損傷進行評估。
[0030]本發明的隔震基礎可以推廣應用於多塔斜拉橋和多塔懸索橋。
[0031]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，包括: 中塔(I); 分布在中塔⑴兩邊的邊塔⑵； 分布在邊塔⑵外側的錨碇(6)； 連接錨碇(6)、邊塔(2)和中塔⑴的主梁(3); 橫跨於邊塔(2)和中塔(I)，且錨固於錨碇(6)的主纜(4)； 連接主纜⑷與主梁⑶的吊索(5)； 中塔⑴下方用以固定中塔⑴的中塔基礎⑵； 邊塔(2)下方用以固定邊塔(2)的邊塔基礎(8)； 邊塔基礎(8)下方用以固定邊塔基礎(8)的邊塔基礎隔震墊層(9)； 設置於邊塔基礎隔震墊層(9)中的減隔震耗能裝置(10)和智能監控裝置(11)； 地基(12)，其中錨碇(6)、中塔基礎(7)和邊塔基礎隔震墊層(9)的下部均固定於地基(12)之上； 主梁⑶與中塔(I)、邊塔⑵之間設置的附加剛度(13)和附加阻尼(14)。
2.根據權利要求1所述·的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，在汽車荷載、溫度作用、大風及常遇地震等靜動力荷載作用下，橋梁通過自身的剛度和阻尼、以及附加剛度(13)和附件阻尼(14)進行抵禦，確保橋梁安全。
3.根據權利要求1所述的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，當發生罕遇大地震時，除了通過橋梁自身的剛度和阻尼、以及附加剛度(13)和附加阻尼(14)進行抵禦外，邊塔基礎隔震墊層(9)和減隔震耗能裝置(10)發生剪切變形、耗散地震動能量，確保橋梁安全。
4.根據權利要求1所述的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，所述邊塔基礎隔震墊層(9)的厚度為400mm~1000mm,其材料為沙、沙卵石或素混凝土。
5.根據權利要求1所述的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，所述設置於邊塔基礎隔震墊層(9)中的減隔震耗能裝置(10)包括「X」型軟鋼(15)和雙曲面摩擦擺支座(16)，其中「X」型軟鋼(15)布置在中間區域，雙曲面摩擦擺支座(16)布置在「X」型軟鋼(15)的四周。
6.根據權利要求5所述的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，所述減隔震耗能裝置(10)的上部、下部分別與邊塔基礎(8)及地基(12)有效連接，其與邊塔基礎隔震墊層(9)共同承受邊塔基礎(8)傳遞下來的豎向軸力、水平剪力、彎矩和扭矩。
7.根據權利要求6所述的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，地震發生後，減隔震耗能裝置(10)具有通過橋梁上部結構的自重使橋梁進行自動復位的能力。
8.根據權利要求5所述的設置隔震基礎的三塔懸索橋，其特徵在於，所述設置於邊塔基礎隔震墊層(9)中的智能監控裝置(11)是設置於雙曲面摩擦擺支座(16)外側，通過電纜連接於外部的通過應變監測系統(17)、應力監測系統(18)、自動信息識別系統(19)、遠程智能視頻監控系統(20)和監控PC終端(21)，以實時監測邊塔基礎(8)、邊塔基礎隔震墊層(9)和減隔震耗能裝置(10)的變形和受力狀況，據此可以對大地震引起的大橋基礎的動力效應和損傷進行評估。
【文檔編號】E02D33/00GK103850174SQ201410053892
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月17日 優先權日:2014年2月17日
【發明者】劉高, 張喜剛, 徐國平, 裴岷山, 李貞新, 徐源慶 申請人:中交公路規劃設計院有限公司, 中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司