一種混合梁無背索矮塔斜拉橋的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合梁無背索矮塔斜拉橋，包括橋墩、主梁以及位于所述橋墩上方且與主跨的主梁互成鈍角的索塔，所述索塔通過若干拉索與所述主跨的主梁連接，所述主跨的主梁為彎向橋梁一側(cè)的曲梁，索塔包括兩對稱設(shè)置的塔柱，兩所述塔柱橫橋向往外呈圓弧狀張開。城市橋梁需要適應(yīng)道路平面線形的變化，傳統(tǒng)的直塔直梁斜拉橋很難適應(yīng)，本發(fā)明采用混合梁無背索矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)，在適應(yīng)帶彎曲半徑道路線形、外觀效果、結(jié)構(gòu)體系、方便施工等方面有優(yōu)勢。
【專利說明】一種混合梁無背索矮塔斜拉橋

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于橋梁結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別是涉及一種混合梁無背索矮塔斜拉橋。

【背景技術(shù)】
[0002]無背索斜拉橋始建于西班牙Alamillo橋，其特點是利用索塔傾斜，不設(shè)背索，由此突出美學(xué)的效果，打破了傳統(tǒng)的斜拉橋設(shè)計理念。該橋型給人耳目一新的感覺，建成后成為該地區(qū)的地標(biāo)性建筑，引人矚目。斜塔無背索結(jié)構(gòu)，實質(zhì)上就是利用傾斜的橋塔自重效應(yīng)來平衡主梁豎向荷載效應(yīng)的一種獨特的傳力體系。從目前的工程實例來看，無背索斜拉橋結(jié)構(gòu)形式比較固定、單一，很難適應(yīng)復(fù)雜地形下的實用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種適應(yīng)道路線型變化、滿足復(fù)雜受力的混合梁無背索矮塔斜拉橋。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種混合梁無背索矮塔斜拉橋，包括橋墩、主梁以及位于所述橋墩上方且與主跨的主梁互成鈍角的索塔，所述索塔通過若干拉索與主跨的主梁連接，主跨的主梁為彎向橋梁一側(cè)的曲梁，所述索塔包括兩對稱設(shè)置的塔柱，兩所述塔柱橫橋向往外呈圓弧狀張開。
[0005]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，所述主梁為鋼-混凝土混合梁，主跨的主梁中段為鋼箱梁，所述鋼箱梁截面形式為帶懸臂、變截面梁高的扁平閉合箱梁，所述鋼箱梁的兩端各設(shè)鋼混結(jié)合段，主梁邊跨為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁分別伸過橋墩，通過鋼混結(jié)合段與鋼箱梁連接。
[0006]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，所述拉索的上端通過鋼錨箱錨固于索塔前壁，下端通過鋼錨箱錨固在鋼箱梁側(cè)板上，拉索與索塔連接的一端為張拉端，拉索與鋼箱梁連接的一端為固定端。
[0007]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，所述主梁在橋梁的頂面設(shè)置車行道和位于車行道兩側(cè)的人行道，兩所述塔柱位于所述車行道和人行道之間，兩塔柱間設(shè)置兩道橫向拉索，錨固于兩塔柱側(cè)壁，兩塔柱于兩橫向拉索間設(shè)置備用索孔。
[0008]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，所述索塔包括外鋼殼和位于所述外鋼殼內(nèi)部的內(nèi)鋼殼，所述內(nèi)鋼殼和外鋼殼間形成環(huán)形的澆注內(nèi)腔，所述內(nèi)鋼殼的外壁和外鋼殼的內(nèi)壁間連接有若干對彼此平行的內(nèi)腹板，各所述內(nèi)腹板均縱向設(shè)置，且將所述澆注內(nèi)腔分隔為多個分腔，每對內(nèi)腹板上均正對開設(shè)若干第一通孔，每對內(nèi)腹板通過橫向穿過所述第一通孔的第一鋼筋連接，各所述分腔中充填混凝土，并在混凝土中沿縱向張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。
[0009]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，所述內(nèi)鋼殼的外壁、外鋼殼的內(nèi)壁以及內(nèi)腹板的兩側(cè)均設(shè)有若干縱向的加勁肋。
[0010]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，各所述分腔的內(nèi)壁設(shè)有若干沿縱向分布的環(huán)形橫隔板，沿各所述環(huán)形橫隔板設(shè)有若干第二通孔，穿過所述環(huán)形橫隔板上的第二通孔設(shè)有若干縱向布置的第二鋼筋。
[0011]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，所述外鋼殼和內(nèi)鋼殼伸入主梁，伸入主梁的外鋼殼和內(nèi)鋼殼均設(shè)置若干圓孔，圓孔內(nèi)插第三鋼筋，索塔內(nèi)混凝土與主梁固結(jié)形成整體，所述預(yù)應(yīng)力鋼束穿過主梁與橋墩錨固，形成索塔、橋墩、主梁固結(jié)的剛構(gòu)-連續(xù)梁體系。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用混合梁無背索矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)，在適應(yīng)帶彎曲半徑道路線形、外觀效果、結(jié)構(gòu)體系、方便施工等方面有優(yōu)勢，一是城市橋梁需要適應(yīng)道路平面線形的變化，傳統(tǒng)的直塔直梁斜拉橋很難適應(yīng)，本發(fā)明技術(shù)方案針對與橋相銜接的帶彎曲半徑道路平面線形，將橋梁主梁平面線形也設(shè)為曲線形，為滿足受力要求和取得良好的造型效果，又將索塔設(shè)計成往外圓弧張開，橋梁結(jié)構(gòu)整體上較為美觀；另一方面，矮索塔、無背索的引入對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了新的要求，這一發(fā)明結(jié)構(gòu)主跨的主梁采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，降低了梁高，在不增加額外投入的情況下，容易滿足通航要求，同時鋼箱梁自重輕，降低了索塔的工程量，邊跨及部分端主跨采用混凝土結(jié)構(gòu)便于與索塔、橋墩部分固結(jié)，也降低了造價，鋼箱梁與混凝土箱梁結(jié)合部分通過設(shè)置鋼混結(jié)合段解決了兩者銜接過渡的問題，這樣該橋型在受力上更加傾向于矮塔部分斜拉橋的結(jié)構(gòu)特征，是對傳統(tǒng)的雙主塔帶完整索面的矮塔斜拉橋的新發(fā)展；再就是本發(fā)明采用混凝土索塔外包鋼殼的鋼混組合結(jié)構(gòu)，在鋼殼吊裝定位、混凝土澆筑等方面有優(yōu)勢，內(nèi)鋼殼和外鋼殼作為彎曲索塔的施工模板，大大簡化了模板的制作與安裝，提高吊裝定位精度，而且內(nèi)鋼殼和外鋼殼與內(nèi)部混凝土聯(lián)合受力，提高了索塔的整體剛度與強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明實施例整體結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2是本發(fā)明實施例整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3是本發(fā)明實施例整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
圖4是本發(fā)明實施例索塔外鋼殼、內(nèi)鋼殼和內(nèi)腹板連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例索塔外鋼殼、內(nèi)鋼殼、內(nèi)腹板和橫隔板連接結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0014]參照圖1至圖5，本發(fā)明提供了一種混合梁無背索矮塔斜拉橋，包括橋墩1、主梁2以及位于所述橋墩I上方且與主跨的主梁2互成鈍角的索塔3，所述索塔3通過若干拉索4與主跨的主梁2連接，主跨的主梁2為彎向橋梁一側(cè)的曲梁，所述索塔3包括兩對稱設(shè)置的塔柱，兩所述塔柱橫橋向往外呈圓弧狀張開。
[0015]其中，所述主梁2為鋼-混凝土混合梁，主梁2主跨中段為鋼箱梁21，所述鋼箱梁21截面形式為帶懸臂、變截面梁高的扁平閉合箱梁，所述鋼箱梁21的兩端各設(shè)鋼混結(jié)合段22，主梁2邊跨為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁23，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁23分別伸過橋墩1，通過鋼混結(jié)合段22與鋼箱梁21連接。
[0016]所述拉索4的上端通過鋼錨箱錨固于索塔3前壁，下端通過鋼錨箱錨固在鋼箱梁21側(cè)板上，拉索4與索塔3連接的一端為張拉端，拉索4與鋼箱梁21連接的一端為固定端。
[0017]所述主梁2在橋梁的頂面設(shè)置車行道24和位于車行道24兩側(cè)的人行道25，兩所述塔柱位于所述車行道24和人行道25之間，兩塔柱間設(shè)置兩道橫向拉索5，錨固于兩塔柱側(cè)壁，兩塔柱于兩橫向拉索5間設(shè)置備用索孔。
[0018]所述索塔3包括外鋼殼31和位于所述外鋼殼31內(nèi)部的內(nèi)鋼殼32，所述內(nèi)鋼殼32和外鋼殼31間形成環(huán)形的澆注內(nèi)腔33，所述內(nèi)鋼殼32的外壁和外鋼殼31的內(nèi)壁間連接有若干對彼此平行的內(nèi)腹板34，各所述內(nèi)腹板34均縱向設(shè)置，且將所述澆注內(nèi)腔33分隔為多個分腔，每對內(nèi)腹板34上均正對開設(shè)若干第一通孔，每對內(nèi)腹板34通過橫向穿過所述第一通孔的第一鋼筋連接，各所述分腔中充填C50微膨脹混凝土，并在混凝土中沿縱向張拉預(yù)應(yīng)力鋼束35。所述內(nèi)鋼殼32的外壁、外鋼殼31的內(nèi)壁以及內(nèi)腹板34的兩側(cè)均設(shè)有若干縱向的加勁肋，加勁肋采用I型扁鋼。為滿足鋼殼在施工階及運營階段受力要求，各所述分腔的內(nèi)壁設(shè)有若干沿縱向分布的環(huán)形橫隔板36，環(huán)形的形狀設(shè)計方便施工人員進出操作，沿各所述環(huán)形橫隔板36設(shè)有若干第二通孔37，穿過所述環(huán)形橫隔板36上的第二通孔37設(shè)有若干縱向布置的第二鋼筋。所述外鋼殼31和內(nèi)鋼殼32伸入主梁2，伸入主梁2的外鋼殼31和內(nèi)鋼殼32均設(shè)置若干圓孔，圓孔內(nèi)插第三鋼筋，索塔3內(nèi)混凝土與主梁2固結(jié)形成整體，所述預(yù)應(yīng)力鋼束35穿過主梁2與橋墩I錨固，形成索塔3、橋墩1、主梁2固結(jié)的剛構(gòu)-連續(xù)梁體系。
[0019]結(jié)構(gòu)受力體系上，主梁2和索塔3融為一體，傾斜的矮索塔、彎曲的扁平閉合鋼箱梁及拉索4形成主要的受力封閉三角體系，主梁2強大的軸向壓力在塔梁固結(jié)點處與索塔3軸向壓力的水平分力平衡。
[0020]本發(fā)明在施工上與一般斜拉橋不同，采用鋼主梁懸臂拼裝合攏后，再進行索塔鋼殼的吊裝、混凝土澆筑及拉索張拉。
[0021]具體的技術(shù)方案是:本發(fā)明的混凝土梁段采用全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計，采用三向預(yù)應(yīng)力，鋼束采用大噸位群錨體系；頂板橫向鋼束采用扁錨體系；豎向預(yù)應(yīng)力采用二次張拉預(yù)應(yīng)力束。
[0022]鋼箱梁21采用整體斷面，兩側(cè)順接混凝土箱梁23 ;采用二次拋物線變高鋼箱梁的頂、底板采用U肋閉合加勁，橋面頂板為正交異性板，根據(jù)面板受力不同采用不同板厚；底板不同板厚相接時保證板件上緣齊平。側(cè)板是箱體中最直接承受并傳遞斜拉索索力的構(gòu)件，有Z向受力要求。鋼箱梁21橫向設(shè)橫隔板，主要提供橫橋向剛度，減小畸變變形，同時為正交異性橋面板提供支撐。
[0023]鋼混結(jié)合段22的鋼箱梁21與預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁23全斷面結(jié)合成為一體。鋼混結(jié)合段22鋼梁端部采用承壓板的方案。為保證鋼混結(jié)合段22的有效連接和結(jié)合面處于均勻的受壓狀態(tài)，沿箱梁四周及縱腹板布置了縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在鋼箱梁21 —側(cè)錨固在鋼承壓板上。頂、底板上設(shè)置加勁肋保證預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁23與鋼箱梁22間剛度過渡。
[0024]施工時采用先梁后塔施工方法，先施工橋墩基礎(chǔ)、邊墩，進而搭建鋼管樁貝雷梁支架平臺，施工預(yù)應(yīng)力混凝土梁段及鋼混結(jié)合段，之后采用橋面吊機懸臂拼裝施工鋼箱梁至合攏，最后分節(jié)段逐段吊裝施工索塔，在施工每一節(jié)段索塔時，鋼殼內(nèi)灌注混凝土，待混凝土達(dá)到強度后張拉預(yù)應(yīng)力束和拉索，全橋主體結(jié)構(gòu)完成。
[0025]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:包括橋墩、主梁以及位于所述橋墩上方且與主跨的主梁互成鈍角的索塔，所述索塔通過若干拉索與主跨的主梁連接，主跨的主梁為彎向橋梁一側(cè)的曲梁，所述索塔包括兩對稱設(shè)置的塔柱，兩所述塔柱橫橋向往外呈圓弧狀張開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:所述主梁為鋼-混凝土混合梁，主跨的主梁中段為鋼箱梁，所述鋼箱梁截面形式為帶懸臂、變截面梁高的扁平閉合箱梁，所述鋼箱梁的兩端各設(shè)鋼混結(jié)合段，主梁邊跨為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁分別伸過橋墩，通過鋼混結(jié)合段與鋼箱梁連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:所述拉索的上端通過鋼錨箱錨固于索塔前壁，下端通過鋼錨箱錨固在鋼箱梁側(cè)板上，拉索與索塔連接的一端為張拉端，拉索與鋼箱梁連接的一端為固定端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:所述主梁在橋梁的頂面設(shè)置車行道和位于車行道兩側(cè)的人行道，兩所述塔柱位于所述車行道和人行道之間，兩塔柱間設(shè)置兩道橫向拉索，錨固于兩塔柱側(cè)壁，兩塔柱于兩橫向拉索間設(shè)置備用索孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:所述索塔包括外鋼殼和位于所述外鋼殼內(nèi)部的內(nèi)鋼殼，所述內(nèi)鋼殼和外鋼殼間形成環(huán)形的澆注內(nèi)腔，所述內(nèi)鋼殼的外壁和外鋼殼的內(nèi)壁間連接有若干對彼此平行的內(nèi)腹板，各所述內(nèi)腹板均縱向設(shè)置，且將所述澆注內(nèi)腔分隔為多個分腔，每對內(nèi)腹板上均正對開設(shè)若干第一通孔，每對內(nèi)腹板通過橫向穿過所述第一通孔的第一鋼筋連接，各所述分腔中充填混凝土，并在混凝土中沿縱向張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:所述內(nèi)鋼殼的外壁、外鋼殼的內(nèi)壁以及內(nèi)腹板的兩側(cè)均設(shè)有若干縱向的加勁肋。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:各所述分腔的內(nèi)壁設(shè)有若干沿縱向分布的環(huán)形橫隔板，沿各所述環(huán)形橫隔板設(shè)有若干第二通孔，穿過所述環(huán)形橫隔板上的第二通孔設(shè)有若干縱向布置的第二鋼筋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合梁無背索矮塔斜拉橋，其特征在于:所述外鋼殼和內(nèi)鋼殼伸入主梁，伸入主梁的外鋼殼和內(nèi)鋼殼均設(shè)置若干圓孔，圓孔內(nèi)插第三鋼筋，索塔內(nèi)混凝土與主梁固結(jié)形成整體，所述預(yù)應(yīng)力鋼束穿過主梁與橋墩錨固，形成索塔、橋墩、主梁固結(jié)的剛構(gòu)-連續(xù)梁體系。
【文檔編號】E01D11/04GK104313994SQ201410545788
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】黎海堤 申請人:廣東省冶金建筑設(shè)計研究院