本發(fā)明涉及一種橋梁設計領域，特別涉及一種超高橋墩鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋。

背景技術：

現(xiàn)有的山區(qū)橋梁，跨度越來越大，橋墩墩高越來越高；針對現(xiàn)有中小跨度簡支結構橋梁，橋墩高度一般小于60米，主梁聯(lián)長不大于200米。隨著高等級公路向山區(qū)發(fā)展，橋墩大于60米，如果仍采用主梁聯(lián)長100～200米，因墩過高而造成動力性差，不能滿足抗震要求。同時，因山區(qū)地形崎嶇山高谷深，同一座橋梁的不同橋墩還存在高度差，而且絕大多數(shù)橋梁的橋墩間高度相差較大，由于橋墩的剛度是與其高度直接相關，即橋墩高度較高時其剛度較小，高度越小剛度越高，因此當橋墩高度差別較大，造成的整座橋梁不同橋墩的剛度匹配性不協(xié)調，當整座橋的不同橋墩通過相同的支座連接橋面主梁時，容易造成橋面主梁與不同橋墩形成不同的剛度線形差，當發(fā)生地震時，不同橋墩抗震能力不同，且不同高度的橋墩的穩(wěn)定性會有較大的差異，從而影響了山區(qū)橋梁的整體抗震性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在針對現(xiàn)有山區(qū)橋梁由于各個橋墩之間高度不同差別較大，造成整座橋梁不同橋墩的剛度匹配性不協(xié)調，造成橋梁剛度線形差，從而影響了山區(qū)橋梁抗震性能的上述問題，提供一種超高橋墩鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

一種超高橋墩鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋，包括若干個高度不等的橋墩和設于橋墩上方的主梁，所述主梁與橋墩通過支座相互連接，該橋墩的高度越高，其采用的與主梁相連接的支座剪切剛度值越大，即高度較高的橋墩與主梁連接的支座的剪切剛度值設置較大，高度較低的橋墩與主梁連接的支座的剪切剛度值設置較小。

該超高橋墩鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋，包括若干個高度不等的橋墩和設于橋墩上方的主梁，其中主梁與橋墩之間連接有支座，其支座的剪切剛度值與該橋墩的高度有直接的關系，即采用高度較高的橋墩與主梁連接的支座的剪切剛度值設置較大，高度較低的橋墩與主梁連接的支座的剪切剛度值設置較?。灰虼?，該梁式橋能夠實現(xiàn)當橋墩高度較矮時，其橋墩的剛度較大，那么設置剛度較小的支座與主梁連接，當橋墩高度較高時，設置剛度較大的支座與主梁連接，這樣不同高度的橋墩采用不同剪切剛度的支座相匹配，這樣不同高度橋墩與主梁連接所構成的剛度總值大小則彼此相互匹配，形成了剛構—限位連接梁結構體系。這種結構體系各個橋墩和支座的整體剛度均衡、變位協(xié)調統(tǒng)一。

另外，該結構體系能夠減少了支座數(shù)量，同時長聯(lián)結構體系減少了伸縮縫的數(shù)量，提高了橋梁的行車舒適性，同時，由于橋墩和支座的總剛度相互匹配，改善了橋墩內力的分配，該橋墩墩底抗震極限承載能力也得到了提高，同時還控制了橋梁振動位移，提高了山區(qū)橋梁抗震性能。

優(yōu)選地，所有所述支座均為彈性阻尼支座，不同高度橋墩采用的支座內部的彈性材料的彈性模量值不同。

該彈性模量包括抗壓彈性模量和抗剪彈性模量，所采用的彈性阻尼支座的彈性模量是可以調節(jié)的。

優(yōu)選地，所述彈性材料為橡膠材質。

優(yōu)選地，所述主梁兩端與橋臺之間設有伸縮縫。

優(yōu)選地，所述主梁兩端與橋臺之間設有的伸縮縫長度為1-3mm。

優(yōu)選地，每個所述橋墩上支座的支座剪切剛度值大小與主梁位移零點之間的距離成反比關系。

該主梁的位移零點的定義是，當溫度變化、混凝土收縮和徐變時，橋梁上部結構梁體受此作用而伸長或縮短，在一聯(lián)之內必有一個“不動點”，位于該“不動點”兩側的梁體分別以此為界向相反方向伸長或縮短，這個“不動點”就稱為主梁該聯(lián)結構的位移零點。

優(yōu)選地，所述主梁連接的所有橋墩均勻分布。

優(yōu)選地，每個所述支座上方設有用于連接主梁的主梁支座板，下方設有用于連接橋墩的支座下鋼板。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：該超高橋墩鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋，包括若干個高度不等的橋墩和設于橋墩上方的主梁，其中主梁與橋墩之間連接有支座，其支座的剪切剛度值與該橋墩的高度有直接的關系，即采用高度較高的橋墩與主梁連接的支座的剪切剛度值設置較大，高度較低的橋墩與主梁連接的支座的剪切剛度值設置較小；因此，該梁式橋能夠實現(xiàn)當橋墩高度較矮時，其橋墩的剛度較大，那么設置剛度較小的支座與主梁連接，當橋墩高度較高時，設置剛度較大的支座與主梁連接，這樣不同高度的橋墩采用不同剪切剛度的支座相匹配，這樣不同高度橋墩與主梁連接所構成的剛度總值大小則彼此相互匹配，形成了剛構—限位連接梁結構體系。這種結構體系各個橋墩和支座的整體剛度均衡、變位協(xié)調統(tǒng)一。

另外，該結構體系能夠減少了支座數(shù)量，同時長聯(lián)結構體系減少了伸縮縫的數(shù)量，提高了橋梁的行車舒適性，同時，由于橋墩和支座的總剛度相互匹配，改善了橋墩內力的分配，該橋墩墩底抗震極限承載能力也得到了提高，同時還控制了橋梁振動位移，提高了山區(qū)橋梁抗震性能。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明所述基于抗震性能的大跨鋼管混凝土拱橋約束體系的示意圖；

圖2為圖1中的橋墩與主梁之間的支座布置結構示意圖；

圖3為圖2中支座產(chǎn)生變形后的示意圖。

圖中標記：

1、主梁，2、橋墩，3、支座，4、主梁支座板，5、支座下鋼板，6、伸縮縫。

具體實施方式

下面結合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。

如圖1、2所示，一種超高橋墩2鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋，包括若干個高度不等的橋墩2和設于橋墩2上方的主梁1，所述主梁1與橋墩2通過支座3相互連接，該橋墩2的高度越高，其采用的與主梁1相連接的支座3剪切剛度值越大，即高度較高的橋墩2與主梁1連接的支座3的剪切剛度值設置較大，高度較低的橋墩2與主梁1連接的支座3的剪切剛度值設置較小。

如圖2、3所示，上述的所有支座3均為彈性阻尼支座3，不同高度橋墩2采用的支座3內部的彈性材料的彈性模量值不同。該彈性材料可以采用高阻尼的橡膠材質。另外，主梁1兩端與橋臺之間設有伸縮縫6。

為了方便設計橋墩2的位置，采用每個橋墩2上支座3的支座3剪切剛度值大小與主梁1位移零點之間的距離成反比關系。主梁1連接的所有橋墩2均勻分布。如圖1中采用主梁1位移零點，支座3的剪切剛度值g向兩邊分別為g＝10mn/m、g＝5mn/m、g＝1.5mn/m、g＝1.5mn/m、g＝1mn/m、g＝0，其中g＝0的位置位于橋臺處。

另外，每個支座3上方設有用于連接主梁1的主梁支座板4，下方設有用于連接橋墩2的支座下鋼板5，以實現(xiàn)支座3的水平放置，同時在主梁1和橋墩2發(fā)生相對位移時，其支座3內部彈性材料產(chǎn)生滑移量，而上方和下方則分別與主梁1和橋墩2相互固定連接。

該超高橋墩2鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋，包括若干個高度不等的橋墩2和設于橋墩2上方的主梁1，其中主梁1與橋墩2之間連接有支座3，其支座3的剪切剛度值與該橋墩2的高度有直接的關系，即采用高度較高的橋墩2與主梁1連接的支座3的剪切剛度值設置較大，高度較低的橋墩2與主梁1連接的支座3的剪切剛度值設置較小；因此，該梁式橋能夠實現(xiàn)當橋墩2高度較矮時，其橋墩2的剛度較大，那么設置剛度較小的支座3與主梁1連接，當橋墩2高度較高時，設置剛度較大的支座3與主梁1連接，這樣不同高度的橋墩2采用不同剪切剛度的支座3相匹配，這樣不同高度橋墩2與主梁1連接所構成的剛度總值，即橋墩2剛度和對應支座3的剪切剛度“串聯(lián)總和”的大小保持彼此相互匹配，形成了剛構-限位連接梁結構體系。其本質上是因為橋墩2剛度是一定的，通過調節(jié)支座3的剪切剛度來改變橋墩2、支座3和主梁1連接在一起的剛度“串聯(lián)總和”值，這種結構體系能夠使各個橋墩2和支座3的整體剛度均衡、變位協(xié)調統(tǒng)一。

另外，該結構體系能夠減少了支座3數(shù)量，同時長聯(lián)結構體系減少了伸縮縫6的數(shù)量，提高了橋梁的行車舒適性，同時，由于橋墩2和支座3的總剛度相互匹配，改善了橋墩2內力的分配，該橋墩2墩底抗震極限承載能力也得到了提高，同時還控制了橋梁振動位移，提高了山區(qū)橋梁抗震性能。

為了進一步的說明本發(fā)明采用新型抗振結構體系的技術效果，特此做了與常規(guī)結構體系的對比，分別從面外一階頻率(hz)、面內一階頻率(hz)、墩底縱向彎矩(kn·m)、墩底橫向彎矩(kn·m)、墩頂縱向位移(mm)、墩頂橫向位移(mm)等參數(shù)進行對比。其采用連續(xù)梁抗震結構體系具體效果如下表所示。

表：地震荷載作用下結構抗震性能對比

由上表可以看出，采用本發(fā)明后的橋梁其動力特性最大可提高到原來的2倍多，墩底縱橫向彎矩最大減小幅度均達到40％以上，即橋墩2墩底抗震極限承載能力提高了40％，墩頂縱、橫向位移最大減小幅度達到55％。

由此可見，這種超高橋墩2鋼管混凝土連續(xù)梁抗震結構體系梁式橋與現(xiàn)有常規(guī)結構形式相比，抗震性能有大幅度提高，墩底抗震極限承載能力提高顯著，橋梁振動位移也得到有效控制。同時新結構體系減少了支座3數(shù)量和伸縮縫6長度，提高了行車的舒適性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。