一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置及方法与流程

技术特征：
1.一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于：包括平行铺设在所述连接段处路基下方的等高梁(1)，以及垂直设置在等高梁(1)下方的变刚度等高构件(2)，所述等高梁(1)用于为所述连接段处路基与桥面或隧道面提供水平过渡以保持行驶对象的行驶稳定性，所述等高构件(2)用于加强对等高梁(1)的抗性强度支撑以抵消所述连接段处路基与桥面或隧道面的沉降差异效应使得所述连接段处路基与桥面或隧道面保持水平等高。2.根据权利要求1所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于：所述等高梁(1)呈水平铺设在所述连接段处路基下表面，所述等高梁(1)的两端分别与所述连接段处路基的两端面齐平。3.根据权利要求2所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于：所述等高构件(2)包括多个纵向立柱(201)以及设置在纵向立柱(201)内部的加固纵梁(202)，多个所述纵向立柱(201)在所述等高梁(1)呈垂直阵列排布，所述纵向立柱(201)用于为所述等高梁(1)提供基础的抗性强度支撑以抵消所述连接段处路基与桥面或隧道面的低沉降差异效应，所述加固纵梁(202)用于瞬态加强立柱(201)的抗性强度以使得所述立柱(201)为所述等高梁(1)提供增强的抗性强度支撑以抵消所述连接段处路基与桥面或隧道面的高沉降差异效应。4.根据权利要求3所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于：所述加固纵梁(202)包括内径宽度依次减小且依次通过条形弹性构件(3)连接的第一纵梁节(2021)、第二纵梁节(2022)和第三纵梁节(2023)，所述第一纵梁节(2021)、第二纵梁节(2022)和第三纵梁节(2023)的两端部分别为一端部和二端部，所述第一纵梁节(2021)的一端部与所述立柱(201)固定连接，所述第一纵梁节(2021)的二端部外套于所述第二纵梁节(2022)的一端部，所述第二纵梁节(2022)的二端部外套于所述第三纵梁节(2023)的一端部，所述第三纵梁节(2023)的二端部与所述弹性构件(3)中段固定连接，所述第一纵梁节(2021)、第二纵梁节(2022)和第三纵梁节(2023)在所述弹性构件(3)的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，并在所述弹性构件(3)的抗拉伸的弹性势能释能作用下分散连接呈与立柱(201)相一致的所述纵向条状形态加强立柱(201)的抗性强度。5.根据权利要求4所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于：在所述连接段处路基与桥面或隧道面交界线上设置有联动控制所有所述加固纵梁(202)中弹性构件(3)进行弹性势能蓄能和释能的触感控件(4)，所述触感控件(4)包括铺设在所述连接段处路基与桥面或隧道面交界线处的触感刚性杆(401)，以及与所述触感刚性杆(401)活动连接的多条触感刚性线(402)，所述触感刚性杆(401)的两端部分别固定埋设在所述连接段处路基下表面和所述连接段处桥面或隧道面下表面，所述触感刚性线(402)与所述加固纵梁(202)一一对应，所述触感刚性线(402)的一端部与所述触感刚性杆(401)活动连接，所述触感刚性线(402)的另一端部与所述弹性构件(3)位于立柱(201)上端部的一端部固定连接，所述弹性构件(3)位于立柱(201)下端部的一端部与所述立柱(201)下端部固定连接，所述触感刚性杆(401)用于监测所述连接段处路基与桥面或隧道面的沉降差异度，并在高沉降差异度状态下断裂以释放触感刚性线(402)使得所有弹性构件(3)同步进行弹性势能释能。6.根据权利要求5所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于：所述第一纵梁节(2021)的二端部和第二纵梁节(2022)的二端部设置均有弹性限位凸起(5)，所
述第二纵梁节(2022)的一端部和第三纵梁节(2023)的一端部设置有与所述限位凸起(5)相匹配的限位孔(6)，所述限位孔(6)与所述限位凸起(5)在所述弹性构件(3)的弹性势能蓄能和弹性势能释能作用下进行分离和组合以构成所述层状形态和条状形态。7.根据权利要求6所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于，在所述立柱(201)上开设有供所述触感刚性线(402)与所述弹性构件(3)相连接的通孔(7)，所述触感刚性线(402)穿过所述通孔(7)进入立柱(201)内与所述弹性构件(3)固定连接。8.根据权利要求7所述的一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，其特征在于，所述立柱(201)和所述等高梁(1)的连接处通过螺栓固定连接。9.一种根据权利要求1
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8所述的路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置的变刚度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、将所述等高梁、等高构件呈基础刚度形态拼装构成路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，并安装至所述连接段处；步骤s2、触感控件用于监测连接段处的沉降差异度，并联动控制等高构件由基础刚度形态变为加强刚度形态，具体的：若沉降差异度低，则触感刚性杆未产生断裂，仅利用立柱对等高梁进行基础的抗性强度支撑；若沉降差异度高，则触感刚性杆产生断裂，触感刚性线同步从触感刚性杆上进行脱离，所有弹性构件进行同步的弹性势能释能，使得加固纵梁构成纵向条状形态对所述立柱进行瞬态加固由基础刚度形态变为加强刚度形态，进而立柱对等高梁进行加强的抗性强度支撑。10.根据权利要求9所述的一种变刚度方法，其特征在于，所述基础刚度形态是指触感刚性杆通过触感刚性线对弹性构件进行刚性拉伸，所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节在所述弹性构件的抗拉伸的弹性势能蓄能作用下叠套连接呈层状形态，所述加强刚度形态是指触感刚性杆通过触感刚性线对弹性构件的刚性拉伸消失，所述第一纵梁节、第二纵梁节和第三纵梁节在所述弹性构件的抗拉伸的弹性势能释能作用下分散连接呈条状形态。

技术总结
本发明公开了一种路桥和路隧连接段的变刚度拼接装置，包括平行铺设在所述连接段处路基下方的等高梁，以及垂直设置在等高梁下方的变刚度等高构件，所述等高梁用于为所述连接段处路基与桥面或隧道面提供水平过渡以保持行驶对象的行驶稳定性。本发明利用等高构件加强对等高梁的抗性强度支撑以抵消所述连接段处路基与桥面或隧道面的沉降差异效应使得所述连接段处路基与桥面或隧道面保持水平等高，从而使得等高梁为所述连接段处路基与桥面或隧道面提供水平过渡以保持行驶对象的行驶稳定性，并利用等高梁对连接段处路基上由于行驶对象的行驶压力产生的对向向内拉力沿立柱有效传导到路基的多个方向上进行多向卸力，避免路基断裂。基断裂。基断裂。


技术研发人员：谭宁君 刘利军 付文凤 陈龙 崔登云
受保护的技术使用者：中交第三公路工程局有限公司
技术研发日：2021.04.20
技术公布日：2021/10/19