[发明专利]一种改善转体斜拉桥应力分布的装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种改善转体斜拉桥应力分布的装置及其安装方法，该装置包括钢桁架，所述钢桁架的两侧设有用于与斜拉桥的下桥塔连接的植筋锚杆，所述钢桁架上固定有钢板，该钢板上表面设置施力机构。本发明的钢桁架能有效提高桥塔的横向联系，提升桥塔处的负弯矩承载能力，提高转体施工的稳定性；施力机构为主梁提供可自动调整的弹性支撑，以改善塔墩梁固结区的应力分布，减小应力集中；同时施力机构还能调整因桥梁转体在塔墩梁固结区产生的不平衡力矩差。本发明将钢桁架和施力机构结合，能有效改善转体斜拉桥主梁固结区的应力状况，有力地保障了转体斜拉桥在施工和运营期间的稳定性和安全性。

技术领域

本发明属于桥梁施工技术控制领域，具体涉及一种桥梁结构的施力机构，尤其涉及一种改善转体斜拉桥应力分布的装置及其安装方法。

背景技术

斜拉桥转体施工法的出现丰富了斜拉桥的施工工艺，在一定程度上克服了障碍对桥梁施工的影响。为提高斜拉桥抗弯刚度和整体性、增强转体施工的稳定性、减少主梁跨中挠度和桥梁纵向位移，转体斜拉桥多采用塔墩梁固结的刚构体系。塔墩梁固结处的工作状况直接影响斜拉桥的整体刚度和稳定性，若发生应力集中或破坏，将影响斜拉桥的施工安全，严重时还可能导致斜拉桥整体失效，产生灾难性后果。在恒载、活载和温度作用下，斜拉桥塔墩梁固结处受力复杂；再者，转体阶段进行定轴转动，转体过程中塔墩梁固结处的应力分布会有明显改变。因此，有必要改善转体斜拉桥塔墩梁固结处的应力分布情况。

刚构体系塔墩梁固结处的负弯矩较大，应力分布极其复杂。目前，对转体斜拉桥塔墩梁固结处的应力分布及改善工艺方法的研究相对较少。已有的加固工艺主要集中在增大截面尺寸设计、改善关键细部结构形状、加大截面配筋设计以及布置预应力钢束等方面，但这些均属于结构内部的被动加固改良工艺，实施过程耗时、耗力且不便捷。如何提供一种较为简便的外部机构来主动改善转体斜拉桥塔墩梁固结处的应力分布状况，从而提高斜拉桥转体施工时的稳定性已成为本领域亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服上述缺陷，提供一种结构简单、能改善转体斜拉桥塔墩梁固结区应力分布的施力机构及其安装方法。

本发明采用的技术方案是：一种改善转体斜拉桥应力分布的装置，包括钢桁架，所述钢桁架的两侧设有用于与斜拉桥的下桥塔连接的植筋锚杆，所述钢桁架的上固定有钢板，该钢板上表面设有施力机构，以给主梁提供大小可变的顶升力。

上述方案中，钢桁架能有效提高桥塔的横向联系，降低主梁固结区应力；施力机构中能根据施工状态提供不同的顶升力给主梁，因此钢桁架与施力机构的结合能有效解决斜拉桥的塔墩梁固结区应力分布不均衡的问题并对转体施工过程中可能出现的失稳起缓冲作用。

优选的，所述施力机构包括上钢盖板、立杆、弹簧和下钢盖板，所述上钢盖板、弹簧和下钢盖板由上至下依次套设在立杆上；所述上钢盖板位于立杆的顶端，用于与主梁连接；所述下钢盖板可沿立杆轴线移动以压缩弹簧，上钢盖板和下钢盖板可限定该弹簧在立杆上的位置；所述立杆的底端固定在钢板上。

上述方案中，根据施工状况上钢盖板可以在一定限度内(最大范围为上钢盖板的厚度)相对于立杆移动，从而改变弹簧的压缩量，以调节主梁的应力分布状况。

优选的，所述立杆下段设有螺纹并装有位于下钢盖板下表面的第二螺母，该第二螺母用于限定下钢盖板在立杆上的位置。

在弹簧调节到预定状态后，通过第二螺母限定下钢盖板在立杆上的位置，确保弹簧的压缩状态。

优选的，所述钢板上设有千斤顶，该千斤顶的顶端与下钢盖板抵接；利用千斤顶顶升下钢盖板，可使得弹簧压缩到预定状态并限定下钢盖板在立杆上的位置。

优选的，所述下钢盖板的下表面设有可放置千斤顶的顶端的凹槽；从而为千斤顶提供着力点。

优选的，所述凹槽的径长与所述千斤顶顶端的径长相配合，所述凹槽的深度为所述下钢盖板厚度的一半。