一种多塔长联斜拉桥支撑体系的制作方法

本实用新型桥梁工程技术领域，具体涉及一种多塔长联斜拉桥支撑体系。

背景技术：

多塔斜拉桥是指桥塔数多于两个的斜拉桥，因其跨越能力大，具有相比同长度的两塔斜拉桥造价更低的优点，在桥梁方案比选中有很强的竞争力。

多塔斜拉桥的中塔由于没有边跨锚索的有效约束，塔的偏位比同跨径两塔斜拉桥大，中塔刚度弱，进而使得主跨跨中位移大，结构刚度弱。位移过大同时也会引起桥塔根部的弯矩增加，导致桥塔设计难度加大，对于修建在软弱地基的桥梁而言，往往会造成基础规模的加大，从而导致工程造价大幅攀升。

文献《多塔大跨铁路斜拉桥方案研究》针对不同的支撑体系对主梁挠度、塔根弯矩进行了对比分析，采用增大中塔刚度的方法能有效限制中跨挠度，但塔根的活载弯矩显著加大，这对基础设计是十分不利的；增设塔顶水平加劲索能有效限制塔根弯矩，但实际效果取决于加劲索的索力值，且造型不简洁美观，类似汀九桥采用的中塔交叉索的方法对三塔斜拉桥体系较为合理，塔数更多时，加劲效果有限，塔根弯矩较大。

国家发明专利CN104594180A公开了一种多塔连跨斜拉桥，在多塔斜拉桥某些跨中的位置设置刚性铰，将多塔斜拉桥变成多个二塔或三塔斜拉桥，以释放长联结构的温度效应。但是，这种多塔斜拉桥还存在以下缺陷：

(1)跨中设置刚性铰会导致桥塔结构刚度降低、挠度增大，同时设铰位置构造复杂，维修养护困难，且在行车时会存在转角，影响行车舒适性；

(2)在软弱地基上修建多塔斜拉桥，对于塔根轴力和弯矩以及对主梁的结构刚度的要求高，加大设计难度。

由此可见，现有技术中的多塔斜拉桥存在结构刚度低、挠度大、维修保养困难和塔根弯矩大以及设计难度高的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是目前的多塔斜拉桥存在结构刚度低、挠度大、维修保养困难和塔根弯矩大以及设计难度高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供了一种多塔长联斜拉桥支撑体系，包括若干桥塔、主梁和用来连接各所述桥塔和主梁的斜拉索，各所述桥塔和所述主梁的连接处均设有纵向刚度调节器，每个所述纵向刚度调节器的刚度值均由该处的活载效应值和温度效应值确定。

在上述方案中，所述纵向刚度调节器包括设置在所述主梁下方的耳板，所述耳板和所述桥塔之间通过弹性索连接。

在上述方案中，所述纵向刚度调节器为设置在所述主梁和所述桥塔之间的带有纵向刚度的支座。

在上述方案中，各所述桥塔可分为设置在中部的中塔以及设置在中塔两边的若干边塔，所述中塔朝向其两侧的所述边塔方向的支撑刚度值逐步降低。

在上述方案中，随着所述纵向刚度调节器的纵向约束逐渐减小，所述纵向刚度调节器的支撑刚度值逐渐降低。

本实用新型，桥塔与主梁间设置纵向刚度调节器，相当于降低了桥塔承受水平力的等效力臂，从而有效降低塔根弯矩，通过调整纵向刚度调节器的支撑刚度值，可调整活载效应和温度效应在每个桥塔之间的分配比例，合理的设置支撑刚度值，能保证每个桥塔的塔根弯矩均在一个合理的范围内，通过降低塔根弯矩值，从而减少桥塔和基础的设计难度。

附图说明

图1为本实用新型的带有第一种纵向刚度调节器的斜拉桥的结构示意图；

图2为本实用新型的带有第二种纵向刚度调节器的斜拉桥的结构示意图；

图3为本实用新型的第一种纵向刚度调节器的结构示意图；

图4为本实用新型的第二种纵向刚度调节器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型予以详细说明。

如图1～图4所示，本实用新型提供的一种多塔长联斜拉桥支撑体系，包括若干桥塔10、主梁20和用来连接各桥塔10和主梁20的斜拉索30，各桥塔10和主梁20的连接处均设有纵向刚度调节器，每个纵向刚度调节器的刚度值均由该处的活载效应值和温度效应值确定。

纵向刚度调节器可设计成多种具有调节刚度值的结构，具体实施例如下：

实施例一：

如图1和图3所示，纵向刚度调节器包括设置在主梁20下方的耳板40，耳板40和桥塔10之间通过弹性索41连接，通过计算得到该处的活载效应值和温度效应值，再通过调节弹性索41的轴向刚度来调节该处的支撑刚度值，该设计方式便于刚度值的调节，使用方便。

实施例二：

如图2和图4所示，纵向刚度调节器为设置在主梁20和桥塔10之间的带有纵向刚度的支座50，同理，首先计算得出该处的活载效应值和温度效应值，再将不同刚度的支座50设置在主梁20和桥塔10之间，这种方式将纵向刚度调节器直接设置在主梁20的桥塔10之间，不需改变原来的结构，设计和安装方便，节省制造和安装的成本。

如图1和图2所示，各桥塔10可分为设置在中部的中塔以及设置在中塔两边的若干边塔，将桥塔10由左至右依次进行编号为1#边塔、2#边塔、3#中塔、4#中塔、5#边塔、6#边塔，每个桥塔10位置的纵向刚度调节器的支撑刚度取值均由活载效应和温度效应综合确定，根据有限元计算确定的支撑刚度值为：在3#、4#中塔与主梁20之间纵向固定纵向刚度调节器的刚度无穷大，2#、5#边塔与主梁20之间设置的纵向刚度调节器的刚度为8×10⁴kN/m，1#、6#边塔与主梁20之间的纵向刚度调节器4的刚度为1×10³kN/m，由此可知，中塔朝向其两侧的边塔方向的支撑刚度值逐步降低。

根据有限元模型计算结果数据的对比，采用本实用新型的纵向刚度调节器的支撑方式比传统的支撑方式在结构刚度增加了17％、塔根弯矩降低25％、基础规模减少18％，可见采用本实用新型方案能大幅提高结构的刚度，降低塔根弯矩，减少索塔和基础的设计难度和规模。

本实用新型，桥塔与主梁间设置纵向刚度调节器，相当于降低了桥塔承受水平力的等效力臂，从而有效降低塔根弯矩，通过调整纵向刚度调节器的支撑刚度值，可调整活载效应和温度效应在每个桥塔之间的分配比例，合理的设置支撑刚度值，能保证每个桥塔的塔根弯矩均在一个合理的范围内，通过降低塔根弯矩值，从而减少桥塔和基础的设计难度。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。