一种大角度混凝土V墩柔性拉杆装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于建筑构件技术领域，具体为一种大角度混凝土V墩柔性拉杆装置。本装置包括体外预应力束、型钢拉杆、体外束减振器；体外预应力束有多个分束，承担墩顶绝大部分的水平分力；各分束于V墩墩顶对称布置；型钢拉杆有多根，承担体外预应力束失效时墩顶的水平分力；型钢拉杆与体外预应力束并列布置于V墩墩顶；体外束减振器有若干个，分设于体外预应力束上，用于限制体外预应力束的下挠以及活荷载作用下的振动幅度，减振器固定于主梁底部；本装置采用体外预应力钢束作为主要受力构件，充分发挥预应力钢束受拉的特性，释放V墩墩顶变形限制，减小V墩温度应力及混凝土收缩徐变产生的次内力；同时增加桥下空间通透性，提升桥梁景观效果。景观效果。景观效果。

【技术实现步骤摘要】
一种大角度混凝土V墩柔性拉杆装置


[0001]本技术属于建筑构件
，具体涉及一种大角度混凝土V墩柔性拉杆装置。

技术介绍

[0002]大角度V墩是景观多跨连拱桥的重要组成部分，V墩的外观构造影响着全桥景观效果的呈现，V墩的结构安全也直接关乎整个桥梁的安全，V墩墩顶拉杆更是V墩结构安全的生命线。因此V墩拉杆的合理优化设计一直都是同类型桥梁设计中的重点内容。
[0003]景观多跨连拱桥主梁通常采用钢结构，V墩采用混凝土结构，且V墩角度较大，主梁底距V墩底距离较小，桥下空间的通透性直接影响着桥梁整体景观效果的呈现。因此，V墩拉杆的设计，需同时兼顾结构安全性、适用性，构造的复杂程度及桥梁整体景观性等要求。
[0004]目前，混凝土V墩墩顶拉杆常规形式主要有：（1）V墩墩顶与主梁固结，利用主梁作为墩顶拉杆；（2）单独设置配有预应力钢束的混凝土梁作为拉杆。
[0005]形式（1）多见于V型墩连续刚构桥，主梁和V墩通常统一采用预应力混凝土结构。形式（2），单独设置的预应力混凝土拉杆，其截面尺寸较大，如布置于主梁中部会极大限制主梁断面形式的选择，如布置于主梁下方或两侧则会影响桥梁整体景观效果的呈现。上述两种拉杆形式均为刚性拉杆，此种结构会还会导致整个V墩三角区温度应力以及混凝土收缩徐变产生的次内力较大，还需要额外配束或调整构造进行应对。

技术实现思路

[0006]本技术提供一种大角度混凝土V墩柔性拉杆装置，以实现如下目标：
[0007]（1）结构具有较好的适用性；
[0008]（2）减小V墩温度应力及混凝土收缩徐变产生的次内力；
[0009]（3）增加桥下空间通透性，提升桥梁整体景观效果。
[0010]本技术设计的大角度混凝土V墩柔性拉杆装置，是利用常规构件进行有机组合，而得到的一套柔性拉杆装置。结合V墩的受力特点，构件的材料特性，充分考虑结构安全性和耐久性，从而确定本技术柔性拉杆装置各部分的功能作用，布置方式和施工工序等。
[0011]本技术设计的大角度混凝土V墩柔性拉杆装置，主要包含三个部分，分别是体外预应力束、型钢拉杆、体外束减振器；其中：
[0012]所述体外预应力束，有N个分束，为正常使用状况下的主要受力构件，承担墩顶绝大部分的水平分力；体外预应力束的总截面积，根据承载能力极限状况下V墩的受力状况确定，钢束锚下控制应力取σ
con
=0.38~0.42f
pk
；各分束布置应综合考虑V墩构造尺寸、施工过程中分批张拉的需求，以及更换钢束或部分钢束失效的特殊情况；单个单束的截面积不宜超过总截面积的20%，即分束数N≥5，并于V墩墩顶对称布置，以保证V墩结构安全，受力合理；
[0013]所述型钢拉杆，有M根，为特殊状况下保证结构安全的受力构件，承担体外预应力
束失效时墩顶的水平分力，正常使用状况下基本不参与受力；型钢拉杆采用双轴对称截面，其总截面面积按完全承担体外预应力束全部失效时V墩墩顶的水平分力进行计算，钢材强度取设计强度；单根型钢拉杆截面积不超过总截面积的50%，即根数M ≥2；
[0014]所述型钢拉杆与体外预应力束并列布置于V墩墩顶；
[0015]型钢拉杆根部在V墩施工时先行预埋，待桥面附属工程施工完成后再吊装中段与根部焊接成整体，避免正常使用情况下型钢拉杆过多参与V墩受力，V墩计算分析时不考虑型钢拉杆的作用；
[0016]所述体外束减振器，有若干个，按一定间距分设于体外预应力束各分束上，主要用于限制体外预应力束的下挠以及活荷载作用下的振动幅度，减振器包裹住体外预应力束后利用连接杆固定于主梁底部。减振器内橡胶垫片内径选用比索体直径大1~2cm的型号，使索体有一定活动空间，可避免活载作用下主梁变形，带动钢束上下振动。由于V墩角度较大，墩顶体外束外露长度较长，所以使用体外束减振器限制体外预应力束的下挠以及活荷载作用下的振动幅度。
[0017]与现有技术相比，本柔性拉杆装置采用常规构件，在类似结构中具有较好的适用性。V墩墩顶拉杆的主要作用是平衡两侧斜腿的水平分力，拉杆本身以受拉为主。本装置采用体外预应力钢束作为主要受力构件，充分发挥预应力钢束受拉的特性，释放V墩墩顶变形限制，减小V墩温度应力及混凝土收缩徐变产生的次内力。同时增加桥下空间通透性，提升桥梁景观效果。
附图说明
[0018]图1为体外预应力束立面布置示意图。
[0019]图2为型钢拉杆立面布置示意图。
[0020]图3为横断面布置示意图。
[0021]图4为体外束减振器构造示意图。
[0022]图中标号：1为体外预应力束；2为型钢拉杆；3为体外束减振器；4为混泥土V墩；5为主梁；6为减振器内橡胶垫片。
具体实施方式
[0023]以金海岸大桥（景观多跨连拱桥）为工程背景，V墩采用本技术并利用有限元的软件建立V墩的三维杆系模型和三维有限元实体模型，进行分析验证。
[0024]主桥V墩顶部设置6束19
‑
фs15.2体外预应力钢束（参见图1、图3），锚下控制应力σcon=0.38~0.42f
pk
。钢束张拉顺序为：张拉V墩中间4根钢束
→
安装主梁
→
张拉外侧2根钢束
→
二期施工。
[0025]在体外预应力中间设置两根HW400x400x13x21型钢拉杆（参见图2、图3）。
[0026]V墩墩顶体外束外露长度约为24m，为限制钢束振动幅度，每隔6m设置一道减振器。
[0027]根据计算，V墩温度应力及混凝土收缩徐变产生的次内力较小。正常使用状况下体外束锚头区域应力较大，分布区域较集中，应力扩散较快，桥墩中部空心段及下部圆弧段应力较小，满足规范要求。整个柔性拉杆装置外轮廓竖向尺寸仅为60cm，桥下空间通透性更好，桥梁整体景观效果更好。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大角度混凝土V墩柔性拉杆装置，其特征在于，包含三个部分：体外预应力束、型钢拉杆、体外束减振器；其中：所述体外预应力束，有N个分束，设置于两侧墩顶之间，为正常使用状况下的主要受力构件，承担墩顶水平分力；单个单束的截面积不超过总截面积的20%，即分束数N≥5，并于V墩墩顶对称布置；所述型钢拉杆，有M根，设置于两侧墩顶之间，承担体外预应力束失效时墩顶的水平分力；型钢拉杆采用双轴对称截面，其总截面面积按完全承担体外预应力束全部失效时V墩墩...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏衡，李文龙，蔚志鹏，辛太康，任宏业，李超，任国红，
申请(专利权)人：上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：