一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置

1.本实用新型涉及桥梁工程领域，具体涉及一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置。


背景技术：

2.上承式钢桁架桥由上弦杆、上纵联、上横撑、垂直杆、内斜撑、侧斜撑、下弦杆、下纵联、下横撑组成，如附图1所示，其具有刚度大、通透性好、用钢量省、制造运输及拼装方便等优点。但是，钢桥对温度以及动载效应较为敏感，在长期可变作用效应下，可能导致杆件疲劳破坏；此外，钢材受到大气侵蚀，易腐蚀，需要定期检查和养护。
3.多数上承式钢桁架桥梁大规模坍塌都是由于在偶然或极端灾害作用下，结构部分构件破坏并退出原有工作体系导致相邻构件失效，从而引发更多构件破坏，最终使结构局部或整体倒塌的现象。近年来，上承式钢桁架桥因地震、车船撞击、腐蚀和超载等因素发生的多起连续倒塌事件，引起了广大研究人员的关注，桥梁的崩塌会造成巨大的危害。因此要采取避免大规模破坏发生的措施。
4.经过几十年的研究和发展已经开发出多种防落梁限位装置，可以有效减小地震发生时桥梁上、下部结构间的相对位移，但发生极端灾害的情况下，结构部分杆件发生破坏时，防落梁限位装置不能有效发挥作用。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，通过缆索支撑来保护因灾害性破坏而产生的上部构造整体破坏，防止大规模坍塌。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，包括两组缆索式防塌结构，两组缆索式防塌结构分别设置在上承式钢桁架桥的两侧；所述缆索式防塌结构包括两条缆索、钢支架、燕尾式节点板、外贴式节点板和鞍座，所述钢支架通过两个燕尾式节点板与上承式钢桁架桥的上部端头固定连接，上承式钢桁架桥的节点采用外贴式节点板进行加固，位于上承式钢桁架桥下部的每个外贴式节点板下方设有两个鞍座，所述钢支架设有两个圆孔，所述鞍座设有长圆形通孔，所述缆索的端头穿入所述圆孔中且固定在所述钢支架上，所述缆索的索身放入所述长圆形通孔内且呈松弛状态。
8.进一步地，所述的上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，所述钢支架为工字型结构，所述钢支架的两侧分别设有长方形凸起，燕尾式节点板的端头处设有长方形槽，长方形凸起与长方形槽配合安装在一起，所述钢支架与燕尾式节点板通过螺栓副连接在一起；燕尾式节点板的两个燕尾分别通过螺栓副与上承式钢桁架桥的上弦杆及垂直杆连接在一起。
9.进一步地，所述的上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，所述缆索由多股钢绞线组成，所述缆索的截面形状为正方形、矩形、圆形或椭圆形。
10.本实用新型的有益效果为：
11.1、本实用新型开辟了一种新思路和新想法，偶然或极端荷载作用下，结构部分构件破坏并退出原有工作体系导致相邻构件失效，将缆索与原桁架桥结构结合，提高桥梁承载能力，增加使用寿命。
12.2、本实用新型通过调整缆索的松弛量，仅在上部构造的响应超过极限而产生坍塌现象的情况下才能发挥作用，能够有效避免日常荷载对缆索的磨损。
13.3、本实用新型施工简便，质量安全可靠，便于推广，有一定缓冲性能够在发生极端灾害后即刻启动。
附图说明
14.图1为上承式钢桁架桥结构示意图；其中，1：上弦杆，2：上纵联，3：上横撑，4：垂直杆，5：内斜撑，6：侧斜撑，7：下弦杆，8：下纵联，9：下横撑；
15.图2为上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置主视图；
16.图3为钢支架、燕尾式节点板安装在上承式钢桁架桥的上部端头示意图；
17.图4为钢支架及燕尾式节点板示意图；
18.图5为外贴式节点板及鞍座安装在上承式钢桁架桥下部主视图；
19.图6为外贴式节点板及鞍座侧视图。
具体实施方式
20.如图2-6所示，一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，包括两组缆索式防塌结构，两组缆索式防塌结构分别设置在上承式钢桁架桥的两侧；所述缆索式防塌结构包括两条缆索10、钢支架12、燕尾式节点板11、外贴式节点板13和鞍座14，所述钢支架12通过两个燕尾式节点板11与上承式钢桁架桥的上部端头固定连接，上承式钢桁架桥的节点采用外贴式节点板13进行加固，位于上承式钢桁架桥下部的每个外贴式节点板13下方设有两个鞍座14，所述钢支架12设有两个圆孔，所述鞍座14设有长圆形通孔，所述缆索10的端头穿入所述圆孔中且固定在所述钢支架12上，所述缆索10的索身放入所述长圆形通孔内且呈松弛状态。所述钢支架12为工字型结构，所述钢支架12的两侧分别设有长方形凸起，燕尾式节点板11的端头处设有长方形槽，长方形凸起与长方形槽配合安装在一起，所述钢支架12与燕尾式节点板11通过螺栓副连接在一起；燕尾式节点板11的两个燕尾分别通过螺栓副与上承式钢桁架桥的上弦杆1及垂直杆4连接在一起。所述缆索10由多股钢绞线组成，所述缆索10的截面形状为圆形。
21.鞍座14设有长圆形通孔且长圆形通孔尺寸大于缆索10，以此使缆索10穿过时留有一定松弛度；在下弦杆7中某一根断裂前，不使上部构造的载荷负荷对缆索10产生影响，防止发生坍塌时在缆索10上产生集中的张力。
22.当上承式钢桁架桥整体坍塌大幅弯曲到设置的松弛度时，缆索10立即启动支撑整个桥。通过使缆索具有松弛度，对于上承式钢桁架桥健全时作用的常时荷载和地震荷载等，缆索10不会对桁架桥的基本性能产生不良影响。
23.断裂的构件为下纵联8，上承式钢桁架桥大幅弯曲到一定程度时，缆索式防塌装置也能正常启动。


技术特征：
1.一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，其特征在于，包括两组缆索式防塌结构，两组缆索式防塌结构分别设置在上承式钢桁架桥的两侧；所述缆索式防塌结构包括两条缆索、钢支架、燕尾式节点板、外贴式节点板和鞍座，所述钢支架通过两个燕尾式节点板与上承式钢桁架桥的上部端头固定连接，上承式钢桁架桥的节点采用外贴式节点板进行加固，位于上承式钢桁架桥下部的每个外贴式节点板下方设有两个鞍座，所述钢支架设有两个圆孔，所述鞍座设有长圆形通孔，所述缆索的端头穿入所述圆孔中且固定在所述钢支架上，所述缆索的索身放入所述长圆形通孔内且呈松弛状态。2.根据权利要求1所述的上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，其特征在于，所述钢支架为工字型结构，所述钢支架的两侧分别设有长方形凸起，燕尾式节点板的端头处设有长方形槽，长方形凸起与长方形槽配合安装在一起，所述钢支架与燕尾式节点板通过螺栓副连接在一起；燕尾式节点板的两个燕尾分别通过螺栓副与上承式钢桁架桥的上弦杆及垂直杆连接在一起。3.根据权利要求1所述的上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置，其特征在于，所述缆索由多股钢绞线组成，所述缆索的截面形状为正方形、矩形、圆形或椭圆形。

技术总结
本实用新型涉及桥梁工程领域，具体涉及一种上承式钢桁架桥的缆索式防塌装置。技术方案如下：包括两组缆索式防塌结构，两组缆索式防塌结构分别设置在上承式钢桁架桥的两侧；所述缆索式防塌结构包括两条缆索、钢支架、燕尾式节点板、外贴式节点板和鞍座，所述钢支架通过两个燕尾式节点板与上承式钢桁架桥的上部端头固定连接，上承式钢桁架桥的节点采用外贴式节点板进行加固，位于上承式钢桁架桥下部的每个外贴式节点板下方设有两个鞍座，所述钢支架设有两个圆孔，所述鞍座设有长圆形通孔，所述缆索的端头穿入所述圆孔中且固定在所述钢支架上，所述缆索的索身放入所述长圆形通孔内且呈松弛状态。本实用新型通过缆索支撑来防止大规模坍塌。规模坍塌。规模坍塌。


技术研发人员：宋俊江 王占飞 王乐群
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/9/1