一種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種設(shè)置隔震基礎(chǔ)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(chǔ)、邊塔基礎(chǔ)、邊塔基礎(chǔ)隔震墊層、減隔震耗能裝置、智能視頻監(jiān)控技術(shù)裝置、地基、附加剛度、附加阻尼。在汽車、溫度、大風(fēng)及常遇地震等靜動(dòng)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(jìn)行抵御，確保橋梁安全。當(dāng)發(fā)生罕遇大地震時(shí)，邊塔基礎(chǔ)隔震墊層和減隔震耗能裝置發(fā)生剪切變形、耗散地震動(dòng)能量，確保橋梁安全。邊塔基礎(chǔ)隔震墊層為厚400mm～1000mm的沙、沙卵石或素混凝土，在邊塔基礎(chǔ)隔震墊層內(nèi)布設(shè)減隔震耗能裝置及智能監(jiān)控裝置。本實(shí)用新型能夠有效隔離罕遇大地震產(chǎn)生的地震動(dòng)能量，實(shí)施方案簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)、便于檢查維護(hù)。
【專利說明】一種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及橋梁工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋。

【背景技術(shù)】
[0002] 懸索橋是以主纜受拉為主要承重構(gòu)件的柔性纜索橋梁結(jié)構(gòu)。主梁自重、二期恒載、 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(chǔ)。隨著跨度的增大，雙塔懸索橋需要建造龐大的錨碇，經(jīng)濟(jì)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(guī)模，尤其當(dāng)中塔 的建設(shè)條件相對(duì)較好，雙主跨布置能夠滿足通航要求時(shí)，三塔懸索橋?qū)⒊蔀檩^為合理的設(shè) 計(jì)方案。我國(guó)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(zhǎng)江大橋和馬 鞍山大橋。目前，我國(guó)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(guī)劃 中都提出了三塔或多塔懸索橋的設(shè)計(jì)方案。
[0003] 在海峽上修建的三塔懸索橋，通常面臨基礎(chǔ)覆蓋層厚、基巖埋藏深、地震強(qiáng)度大等 惡劣的建設(shè)條件，有些海峽還將跨越斷裂帶，如正在規(guī)劃建設(shè)的智力查考大橋，大橋的抗震 安全面臨巨大的考驗(yàn)。
[0004] 研究表明，通過橋梁結(jié)構(gòu)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御面巨大的地震動(dòng)。因此，需要研究能夠有效隔離罕遇大地震產(chǎn)生 的地震動(dòng)能量，保障大橋安全的新型結(jié)構(gòu)方案。同時(shí)，新型結(jié)構(gòu)方案能夠?qū)Υ髽蚧A(chǔ)的安全 狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)大地震引起的大橋基礎(chǔ)的損傷進(jìn)行評(píng)估。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] (一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的是針對(duì)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(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，包括：中塔 1 ;分布在中塔1兩邊的邊塔2 ;分布在邊塔2外側(cè)的錨碇6 ;連接錨碇6、邊塔2和中塔1的 主梁3 ;橫跨于邊塔2和中塔1，且錨固于錨碇6的主纜4 ;連接主纜4與主梁3的吊索5 ; 中塔1下方用以固定中塔1的中塔基礎(chǔ)7 ;邊塔2下方用以固定邊塔2的邊塔基礎(chǔ)8 ;邊塔 基礎(chǔ)8下方用以固定邊塔基礎(chǔ)8的邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9 ;設(shè)置于邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9中的 減隔震耗能裝置10和智能監(jiān)控裝置11 ;地基12,其中錨碇6、中塔基礎(chǔ)7和邊塔基礎(chǔ)隔震 墊層9的下部均固定于地基12之上；主梁3與中塔1、邊塔2之間設(shè)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(fēng)及常遇地震等靜動(dòng)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(jìn)行抵御，確保橋梁安全。
[0010] 上述方案中，當(dāng)發(fā)生罕遇大地震時(shí)，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(jìn)行抵御外，邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9和減隔震耗能裝置10發(fā)生剪切變形、 耗散地震動(dòng)能量，確保橋梁安全。
[0011] 上述方案中，所述邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9的厚度為400mm?1000mm，其材料為一定級(jí) 配的沙、沙卵石或素混凝土。
[0012] 上述方案中，所述設(shè)置于邊塔基礎(chǔ)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(qū)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(chǔ)8及地基12有 效連接，其與邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9共同承受邊塔基礎(chǔ)8傳遞下來的堅(jiān)向軸力、水平剪力、彎 矩和扭矩。地震發(fā)生后，減隔震耗能裝置10具有通過橋梁上部結(jié)構(gòu)的自重使橋梁進(jìn)行自動(dòng) 復(fù)位的能力。
[0014] 上述方案中，所述設(shè)置于邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9中的智能監(jiān)控裝置11是設(shè)置于雙曲 面摩擦擺支座16外側(cè)，通過電纜連接于外部的通過應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)17、應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18、自 動(dòng)信息識(shí)別系統(tǒng)19、遠(yuǎn)程智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)20和監(jiān)控PC終端21，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊塔基礎(chǔ)8、 邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9和減隔震耗能裝置10的變形和受力狀況，據(jù)此可以對(duì)大地震引起的大 橋基礎(chǔ)的動(dòng)力效應(yīng)和損傷進(jìn)行評(píng)估。
[0015] (三）有益效果
[0016] 從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
[0017] 1本實(shí)用新型提供的這種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，當(dāng)發(fā)生罕遇大地震時(shí)，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(jìn)行抵御外，邊塔基礎(chǔ)隔震墊 層9和減隔震耗能裝置10發(fā)生剪切變形、耗散地震動(dòng)能量，確保橋梁安全。地震發(fā)生后，具 有通過橋梁上部結(jié)構(gòu)的自重進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位的能力。
[0018] 2本實(shí)用新型提供的這種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，在邊塔基礎(chǔ)隔震墊層內(nèi)布 設(shè)的智能監(jiān)控裝置11能夠?qū)Υ髽蚧A(chǔ)的安全狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，據(jù)此可以對(duì)大地震引起 的大橋基礎(chǔ)的動(dòng)力效應(yīng)和損傷進(jìn)行評(píng)估。
[0019] 3本實(shí)用新型提供的這種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，實(shí)施方案簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)、 便于檢查維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型提供的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2是本實(shí)用新型提供的減隔震耗能裝置和智能監(jiān)控裝置的平面布置示意圖。
[0022] 圖3是與本實(shí)用新型提供的智能監(jiān)控裝置連接的外部設(shè)備的示意圖。
[0023] 附圖標(biāo)記：中塔1 ;邊塔2 ;主梁3 ;主纜4 ;吊索5 ;錨碇6 ;中塔基礎(chǔ)7 ;邊塔基礎(chǔ) 8 ;邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9 ;減隔震耗能裝置10 ;智能監(jiān)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(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)17 ;應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18 ;自動(dòng)信 息識(shí)別系統(tǒng)19 ;遠(yuǎn)程智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)20 ;監(jiān)控PC終端21。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并 參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋包括：中塔1 ;分布在 中塔1兩邊的邊塔2 ;分布在邊塔2外側(cè)的錨碇6 ;連接錨碇6、邊塔2和中塔1的主梁3 ;橫 跨于邊塔2和中塔1，且錨固于錨碇6的主纜4 ;連接主纜4與主梁3的吊索5 ;中塔1下方 用以固定中塔1的中塔基礎(chǔ)7 ;邊塔2下方用以固定邊塔2的邊塔基礎(chǔ)8 ;邊塔基礎(chǔ)8下方 用以固定邊塔基礎(chǔ)8的邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9 ;設(shè)置于邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9中的減隔震耗能 裝置10和智能監(jiān)控裝置11 ;地基12,其中錨碇6、中塔基礎(chǔ)7和邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9的下 部均固定于地基12之上；主梁3與中塔1、邊塔2之間設(shè)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(fēng)及常遇地震等靜動(dòng)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(jìn)行抵御，確保橋梁安全。當(dāng)發(fā)生罕遇大地震時(shí)， 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(jìn)行抵御外，邊塔基礎(chǔ)隔 震墊層9和減隔震耗能裝置10發(fā)生剪切變形、耗散地震動(dòng)能量，確保橋梁安全。
[0027] 所述邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9的厚度為400_?1000mm，其材料為一定級(jí)配的沙、沙卵 石或素混凝土。
[0028] 如圖2所示，在邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9內(nèi)布設(shè)減隔震耗能裝置10及智能監(jiān)控裝置 11，智能監(jiān)控裝置11設(shè)置于減隔震耗能裝置10的外側(cè)。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(qū)域，雙曲面摩擦擺支座16布置 在"X"型軟鋼15的四周。地震發(fā)生后，減隔震耗能裝置10具有通過橋梁上部結(jié)構(gòu)的自重 使橋梁進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位的能力。減隔震耗能裝置10的上部、下部分別與邊塔基礎(chǔ)8及地基12 有效連接，其與邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9共同承受邊塔基礎(chǔ)8傳遞下來的堅(jiān)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(jiān)控裝置11的應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)17、應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 18、自動(dòng)信息識(shí)別系統(tǒng)19、遠(yuǎn)程智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)20和監(jiān)控PC終端21，它們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 邊塔基礎(chǔ)8、邊塔基礎(chǔ)隔震墊層9和減隔震耗能裝置10的變形和受力狀況，據(jù)此可以對(duì)大地 震引起的大橋基礎(chǔ)的動(dòng)力效應(yīng)和損傷進(jìn)行評(píng)估。
[0030] 本實(shí)用新型的隔震基礎(chǔ)可以推廣應(yīng)用于多塔斜拉橋和多塔懸索橋。
[0031] 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，包括： 中塔（1); 分布在中塔（1)兩邊的邊塔（2); 分布在邊塔（2)外側(cè)的錨碇（6); 連接錨碇（6)、邊塔（2)和中塔⑴的主梁（3); 橫跨于邊塔（2)和中塔（1)，且錨固于錨碇（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(chǔ)⑵； 邊塔（2)下方用以固定邊塔（2)的邊塔基礎(chǔ)（8); 邊塔基礎(chǔ)（8)下方用以固定邊塔基礎(chǔ)（8)的邊塔基礎(chǔ)隔震墊層（9); 設(shè)置于邊塔基礎(chǔ)隔震墊層（9)中的減隔震耗能裝置（10)和智能監(jiān)控裝置（11); 地基（12)，其中錨碇（6)、中塔基礎(chǔ)（7)和邊塔基礎(chǔ)隔震墊層（9)的下部均固定于地基 (12) 之上； 主梁⑶與中塔（1)、邊塔⑵之間設(shè)置的附加剛度（13)和附加阻尼（14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，在汽車荷載、溫 度作用、大風(fēng)及常遇地震等靜動(dòng)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(jìn)行抵御，確保橋梁安全。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，當(dāng)發(fā)生罕遇大地 震時(shí)，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(jìn)行抵御外， 邊塔基礎(chǔ)隔震墊層（9)和減隔震耗能裝置（10)發(fā)生剪切變形、耗散地震動(dòng)能量，確保橋梁 安全。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，所述邊塔基礎(chǔ)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(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，所述設(shè)置于邊塔 基礎(chǔ)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(qū)域，雙曲面摩擦擺支座（16)布置在"X"型軟鋼 (15)的四周。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，所述減隔震耗能 裝置（10)的上部、下部分別與邊塔基礎(chǔ)（8)及地基（12)有效連接，其與邊塔基礎(chǔ)隔震墊層 (9)共同承受邊塔基礎(chǔ)（8)傳遞下來的堅(jiān)向軸力、水平剪力、彎矩和扭矩。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，地震發(fā)生后，減隔 震耗能裝置（10)具有通過橋梁上部結(jié)構(gòu)的自重使橋梁進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位的能力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)置隔震基礎(chǔ)的三塔懸索橋，其特征在于，所述設(shè)置于邊塔 基礎(chǔ)隔震墊層（9)中的智能監(jiān)控裝置（11)是設(shè)置于雙曲面摩擦擺支座（16)外側(cè)，通過電 纜連接于外部的通過應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（17)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（18)、自動(dòng)信息識(shí)別系統(tǒng)（19)、遠(yuǎn) 程智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)（20)和監(jiān)控PC終端（21)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊塔基礎(chǔ)（8)、邊塔基礎(chǔ)隔震墊 層（9)和減隔震耗能裝置（10)的變形和受力狀況，據(jù)此可以對(duì)大地震引起的大橋基礎(chǔ)的動(dòng) 力效應(yīng)和損傷進(jìn)行評(píng)估。
【文檔編號(hào)】E01D11/02GK203834342SQ201420069059
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】劉高, 張喜剛, 徐國(guó)平, 裴岷山, 李貞新, 徐源慶 申請(qǐng)人:中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司, 中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司