消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)及施工方法，涉及鋼桁架橋技術(shù)領(lǐng)域，包括一支座豎桿，支座豎桿豎直設(shè)于支座上方；兩支座處上弦桿，兩支座處上弦桿水平設(shè)于支座豎桿的上端兩側(cè)且相互連接；兩支座處下弦桿，兩支座處下弦桿設(shè)于支座豎桿的下端兩側(cè)且相互連接，兩支座處下弦桿均以其與支座中心線的交點(diǎn)為中心，水平向上傾斜一定角度。采用本發(fā)明，支座處下弦桿的整體受力性能得到大大改善，支座處下弦桿的截面尺寸及規(guī)模得到大大優(yōu)化，降低了設(shè)計(jì)難度、簡化了連接構(gòu)造，節(jié)省了鋼材用量，提高了橋梁的經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】
消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋼桁架橋技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)的進(jìn)步以及工藝水平的提高，鋼桁架橋的連接已由最初銷接連接改為高強(qiáng)度螺栓連接，各桿件之間已不能再相互自由轉(zhuǎn)動，連接或者拼接也越來越接近剛性，由于這種節(jié)點(diǎn)剛性，相對于傳統(tǒng)的鋼桁架橋，桿件除了承受軸向力外，還產(chǎn)生了較大固端彎矩，由固端彎矩產(chǎn)生桿件應(yīng)力為次應(yīng)力。這種次應(yīng)力對于鋼桁架橋一般位置處，所占比例一般較小，而對于支座處下弦桿，由于受支座的位移約束，一般產(chǎn)生很大的次應(yīng)力。因此，支座處下弦桿往往需要很大的結(jié)構(gòu)尺寸來滿足整體結(jié)構(gòu)受力要求，甚至需要加大梁高，對鋼桁架橋整體結(jié)構(gòu)規(guī)模的控制十分不利，導(dǎo)致鋼桁架橋整體結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)及施工方法，有效消除了鋼桁架橋支座處下弦桿所受次應(yīng)力，簡化了連接構(gòu)造，節(jié)省了鋼材用量。
[0004]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:包括:一支座豎桿，所述支座豎桿豎直設(shè)于所述支座上方;兩支座處上弦桿，兩所述支座處上弦桿水平設(shè)于所述支座豎桿的上端兩側(cè)且相互連接;兩支座處下弦桿，兩所述支座處下弦桿設(shè)于所述支座豎桿的下端兩側(cè)且相互連接，兩所述支座處下弦桿均以其與所述支座中心線的交點(diǎn)為中心，水平向上傾斜一定角度。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，位于所述支座同一側(cè)的所述支座處上弦桿和所述支座處下弦桿之間各豎直設(shè)有第一豎桿，所述第一豎桿一端連接所述支座處上弦桿遠(yuǎn)離所述支座一端，另一端連接所述支座處下弦桿遠(yuǎn)離所述支座一端，所述第一豎桿長度均小于所述支座豎桿長度。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述支座處下弦桿向上傾斜的角度為根據(jù)所述支座處下弦桿遠(yuǎn)離所述支座一端所受次應(yīng)力大小和方向計(jì)算得出。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，兩所述支座處下弦桿水平向上傾斜的角度一致。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，位于所述支座同一側(cè)的所述支座處上弦桿和所述支座處下弦桿之間還設(shè)有斜桿，所述斜桿一端連接所述支座處上弦桿遠(yuǎn)離所述支座一端，另一端連接所述支座處下弦桿與所述支座相連一端。
[0009]本發(fā)明還公開了一種基于消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，在鋼桁架橋架設(shè)期間，通過對所述支座處下弦桿施加預(yù)加力，使所述支座處下弦桿以其與所述支座中心線的交點(diǎn)為中心產(chǎn)生向上的傾斜，以抵消所述支座處下弦桿次應(yīng)力的影響。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，包括以下步驟:
[0011]SI，對鋼桁架橋整體受力情況進(jìn)行分析，計(jì)算出為抵消所述支座處下弦桿遠(yuǎn)離所述支座一端所受次應(yīng)力，所述支座處下弦桿遠(yuǎn)離所述支座一端需施加的預(yù)加力的大小和所述支座處下弦桿向上傾斜的角度；
[0012]S2，根據(jù)所述支座處下弦桿向上傾斜的角度計(jì)算設(shè)于所述支座處上弦桿和所述支座處下弦桿之間的第一豎桿與支座豎桿相比需減少的長度并制成相應(yīng)的第一豎桿；
[0013]S3，安裝所述支座處上弦桿、支座處下弦桿、支座豎桿及設(shè)于所述支座處上弦桿和所述支座處下弦桿之間的斜桿；
[0014]S4，按步驟SI算得的預(yù)加力大小，對支座處下弦桿施加預(yù)加力，使支座處下弦桿向上傾斜的角度達(dá)到步驟Si算得的傾斜角度；
[0015]S5，安裝所述第一豎桿，待鋼桁架橋整體穩(wěn)定后，撤銷施加在支座處下弦桿上的預(yù)加力。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]本發(fā)明通過對支座處下弦桿施加預(yù)加力，使支座處下弦桿以其與所述支座中心線的交點(diǎn)為中心產(chǎn)生向上的傾斜，以抵消所述支座處下弦桿次應(yīng)力的影響。采用本發(fā)明，支座處下弦桿的整體受力性能得到大大改善，支座處下弦桿的截面尺寸及規(guī)模得到大大優(yōu)化，降低了設(shè)計(jì)難度、簡化了連接構(gòu)造，節(jié)省了鋼材用量，提高了橋梁的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的施工方法的流程不意圖。
[0020]圖中:1-支座豎桿，2-支座，3-支座處上弦桿，4-支座處下弦桿，5-第一豎桿。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，包括:一支座豎桿I，支座豎桿I豎直設(shè)于支座2上方;兩支座處上弦桿3，兩支座處上弦桿3水平設(shè)于支座豎桿I的上端兩側(cè)且相互連接;兩支座處下弦桿4，兩支座處下弦桿4設(shè)于支座豎桿I的下端兩側(cè)且相互連接，兩支座處下弦桿4均以其與支座2中心線的交點(diǎn)為中心，水平向上傾斜一定角度。支座處下弦桿4向上傾斜的角度為根據(jù)支座處下弦桿4遠(yuǎn)離支座2—端所受次應(yīng)力大小和方向計(jì)算得出。
[0023]位于支座2同一側(cè)的支座處上弦桿3和支座處下弦桿4之間各豎直設(shè)有第一豎桿5，第一豎桿5—端連接支座處上弦桿3遠(yuǎn)離支座2—端，另一端連接支座處下弦桿4遠(yuǎn)離支座2一端，第一豎桿5長度均小于支座豎桿I長度。兩支座處下弦桿4水平向上傾斜的角度一致。位于支座2同一側(cè)的支座處上弦桿3和支座處下弦桿4之間還設(shè)有斜桿6，斜桿6—端連接支座處上弦桿3遠(yuǎn)離支座2—端，另一端連接支座處下弦桿4與支座2相連一端。支座處上弦桿3與支座豎桿1、支座豎桿I與支座處下弦桿4之間通過螺栓拼接或焊接、第一豎桿5與支座處上弦桿3和支座處下弦桿4之間通過螺栓拼接或焊接、斜桿6與支座處上弦桿3和支座處下弦桿4之間通過螺栓拼接或焊接。
[0024]本發(fā)明通過對支座處下弦桿4施加預(yù)加力，使支座處下弦桿4以其與支座2中心線的交點(diǎn)為中心產(chǎn)生向上的傾斜，以抵消支座處下弦桿4次應(yīng)力的影響。采用本發(fā)明，支座處下弦桿4的整體受力性能得到大大改善，支座處下弦桿4的截面尺寸及規(guī)模得到大大優(yōu)化，降低了設(shè)計(jì)難度、簡化了連接構(gòu)造，節(jié)省了鋼材用量，提高了橋梁的經(jīng)濟(jì)性。
[0025]參見圖2所示，本發(fā)明還公開了一種基于消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，在鋼桁架橋架設(shè)期間，通過對支座處下弦桿4施加預(yù)加力，使支座處下弦桿4以其與支座2中心線的交點(diǎn)為中心產(chǎn)生向上的傾斜，以抵消支座處下弦桿4次應(yīng)力的影響。
[0026]具體包括以下步驟:
[0027]SI，對鋼桁架橋整體受力情況進(jìn)行分析，計(jì)算出為抵消支座處下弦桿4遠(yuǎn)離支座2一端所受次應(yīng)力，支座處下弦桿4遠(yuǎn)離支座2—端需施加的預(yù)加力的大小和支座處下弦桿4向上傾斜的角度；
[0028]S2，根據(jù)支座處下弦桿4向上傾斜的角度計(jì)算設(shè)于支座處上弦桿3和支座處下弦桿4之間的第一豎桿5與支座豎桿I相比需減少的長度并制成相應(yīng)的第一豎桿5;
[0029]S3，安裝支座處上弦桿3、支座處下弦桿4、支座豎桿I及設(shè)于支座處上弦桿3和支座處下弦桿4之間的斜桿6;
[0030]S4，按步驟SI算得的預(yù)加力大小，對支座處下弦桿4施加預(yù)加力，使支座處下弦桿4向上傾斜的角度達(dá)到步驟Si算得的傾斜角度；
[0031]S5，安裝所述第一豎桿5，待鋼桁架橋整體穩(wěn)定后，撤銷施加在支座處下弦桿4上的預(yù)加力。
[0032]由于受到第一豎桿5的約束，撤銷支座處下弦桿4遠(yuǎn)離支座2—端施加的預(yù)加力后，支座處下弦桿4遠(yuǎn)離支座2—端仍然保持傾斜角度不變和由預(yù)加力產(chǎn)生的固端彎矩。待鋼桁架橋整體穩(wěn)定后承擔(dān)荷載時(shí)，支座處下弦桿4因預(yù)加力產(chǎn)生的固端彎矩與支座處下弦桿4因次應(yīng)力產(chǎn)生的固端彎矩方向相反，大小相等，因而相互抵消。采用本發(fā)明，支座處下弦桿4的整體受力性能得到大大改善，支座處下弦桿4的截面尺寸及規(guī)模得到大大優(yōu)化，降低了設(shè)計(jì)難度、簡化了連接構(gòu)造，節(jié)省了鋼材用量，提高了橋梁的經(jīng)濟(jì)性。
[0033]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 一支座豎桿(I)，所述支座豎桿(I)豎直設(shè)于所述支座(2)上方； 兩支座處上弦桿(3)，兩所述支座處上弦桿(3)水平設(shè)于所述支座豎桿(I)的上端兩側(cè)且相互連接； 兩支座處下弦桿(4)，兩所述支座處下弦桿(4)設(shè)于所述支座豎桿(I)的下端兩側(cè)且相互連接，兩所述支座處下弦桿(4)均以其與所述支座(2)中心線的交點(diǎn)為中心，水平向上傾斜一定角度。2.如權(quán)利要求1所述的一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，其特征在于:位于所述支座(2)同一側(cè)的所述支座處上弦桿(3)和所述支座處下弦桿(4)之間各豎直設(shè)有第一豎桿(5)，所述第一豎桿(5)—端連接所述支座處上弦桿(3)遠(yuǎn)離所述支座(2)—端，另一端連接所述支座處下弦桿(4)遠(yuǎn)離所述支座(2)—端，所述第一豎桿(5)長度均小于所述支座豎桿(I)長度。3.如權(quán)利要求1所述的一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支座處下弦桿(4)向上傾斜的角度為根據(jù)所述支座處下弦桿(4)遠(yuǎn)離所述支座(2)—端所受次應(yīng)力大小和方向計(jì)算得出。4.如權(quán)利要求1所述的一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，其特征在于:兩所述支座處下弦桿(4)水平向上傾斜的角度一致。5.如權(quán)利要求1所述的一種鋼桁架橋消除支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，其特征在于:位于所述支座(2)同一側(cè)的所述支座處上弦桿(3)和所述支座處下弦桿(4)之間還設(shè)有斜桿(6)，所述斜桿(6)—端連接所述支座處上弦桿(3)遠(yuǎn)離所述支座(2)—端，另一端連接所述支座處下弦桿(4)與所述支座(2)相連一端。6.—種基于如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:在鋼桁架橋架設(shè)期間，通過對所述支座處下弦桿(4)施加預(yù)加力，使所述支座處下弦桿(4)以其與所述支座(2)中心線的交點(diǎn)為中心產(chǎn)生向上的傾斜，以抵消所述支座處下弦桿(4)次應(yīng)力的影響。7.如權(quán)利要求6所述一種消除鋼桁架橋支座處下弦桿次應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:包括以下步驟: SI，對鋼桁架橋整體受力情況進(jìn)行分析，計(jì)算出為抵消所述支座處下弦桿(4)遠(yuǎn)離所述支座(2) —端所受次應(yīng)力，所述支座處下弦桿(4)遠(yuǎn)離所述支座(2) —端需施加的預(yù)加力的大小和所述支座處下弦桿(4)向上傾斜的角度； S2，根據(jù)所述支座處下弦桿(4)向上傾斜的角度計(jì)算設(shè)于所述支座處上弦桿(3)和所述支座處下弦桿(4)之間的第一豎桿(5)與支座豎桿(I)相比需減少的長度并制成相應(yīng)的第一豎桿(5); S3，安裝所述支座處上弦桿(3)、支座處下弦桿(4)、支座豎桿(I)及設(shè)于所述支座處上弦桿(3)和所述支座處下弦桿(4)之間的斜桿(6); S4，按步驟SI算得的預(yù)加力大小，對支座處下弦桿(4)施加預(yù)加力，使支座處下弦桿(4)向上傾斜的角度達(dá)到步驟SI算得的傾斜角度； S5，安裝所述第一豎桿(5)，待鋼桁架橋整體穩(wěn)定后，撤銷施加在支座處下弦桿(4)上的預(yù)加力。
【文檔編號】E01D101/30GK105970801SQ201610416575
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】羅扣, 陳翔, 肖海珠, 付嵐嵐, 梅大鵬, 高宗余, 徐偉, 徐科英, 李奇
【申請人】中鐵大橋勘測設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司