一種等梁高的矮塔自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋梁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種等梁高的矮塔自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋梁，包括主塔、邊跨橋墩、主梁、主纜、斜拉索和吊桿，所述主梁由所述主塔、所述邊跨橋墩、所述主纜和所述斜拉索支撐，所述主梁的中部通過所述吊桿與所述主纜連接，所述主梁的其它部分通過所述斜拉索與所述主塔連接，處于最下方的所述斜拉索與所述主塔的錨固點的高度不低于主塔高度的2/3。本發(fā)明通過提高斜拉索在主塔上的錨固位置，能夠有效減小垂跨比，其垂跨比可以達到1/6～1/15，小于常規(guī)自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋及自錨式懸索橋，提高橋梁的高度適應能力，以適用塔高受限的情況，避免常規(guī)懸索橋的缺點，使本發(fā)明成為一種適應能力很強的大跨徑橋梁結構體系。
【專利說明】一種等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁，特別是一種等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋
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【背景技術】
[0002]近一個世紀以來，橋梁工程的發(fā)展取得了巨大的成就，其中纜索承重橋梁的體系演變和跨度的突破就是其中最重要的成就之一。所謂纜索承重橋梁，是指以纜(懸索橋的主纜)或索(斜拉橋的拉索)作為主要承重構件的橋梁。纜索承重橋梁有兩個重要的特點:一是主要受力構件以承受軸向力為主，纜、索承受軸向拉力，斜拉橋、自錨式懸索橋的加勁梁及橋塔以受壓為主；二是纜索作為主要受力構件，采用高強度材料(一般為高強度鋼絲)制成，抗拉強度大，自重輕。因此與其它橋型相比，纜索承重體系橋梁更適合向大跨度方向發(fā)展。而實際上，對于200—1500米(甚至更大)的跨徑范圍的橋梁，纜索承重橋是極具競爭力的，纜索承重橋大約占了 200—1500米的跨徑范圍內總橋梁數量的5/6，就目前而言，纜索承重橋梁的常用結構型式主要有懸索橋和斜拉橋。
[0003]纜索承重橋梁除了以上所述的懸索橋和斜拉橋以外，近年來國外對很多大跨徑橋梁工程都提出斜拉一懸索協(xié)作體系橋方案。其中許多不失為很優(yōu)的方案。雖然在斜拉一懸索協(xié)作體系橋方面我國起步比較晚，但伴隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，近年國內許多工程中也多次提出懸索一斜拉協(xié)作體系橋方案，貴州還修建了世界第一座現(xiàn)代意義的懸索一斜拉協(xié)作體系橋。
[0004]懸索一斜拉協(xié)作體系橋是一種新型的纜索承重橋梁，它由加勁梁、主塔、主纜、斜拉索、吊桿、基礎等幾個主要部分組成。成橋時,主要由主纜、斜拉索、加勁梁和主塔共同承受結構的自重和外荷載。纜索是結構體系中的主要承重構件，是幾何可變體系，承受拉力作用。纜索不僅可以通過自身彈性變形來影響體系平衡，而且可以通過其幾何形狀的改變來影響體系平衡，表現(xiàn)出大位移非線性的力學特征，這是懸索一斜拉協(xié)作體系橋的重要特征之一。懸索一斜拉協(xié)作體系橋的纜索在恒載作用下具有很大的初始張拉力，對后續(xù)結構提供強大的重力剛度。這是懸索一斜拉協(xié)作體系橋跨徑得以不斷增大、加勁梁高跨比得以減小的根本原因。
[0005]懸索一斜拉協(xié)作體系橋一般分為地錨式和自錨式兩種體系。
[0006](I)地錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋，如圖1a所示。
[0007]該協(xié)作體系橋需要澆筑龐大的錨碇，將主纜豎向分力和水平分力傳遞給基礎。地基條件好的環(huán)境下，可以優(yōu)先考慮自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋。
[0008](2)自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋，如圖1b所示。
[0009]該協(xié)作體系橋把主纜錨固于加勁梁梁端，加勁梁除承受彎矩外還承受主纜和斜拉索傳來的巨大的軸向壓力，存在著梁一柱效應，結構具有明顯的幾何非線性特點。豎向分力由配重和橋墩承受(豎向分力通過拉壓支座傳遞給橋墩)，該體系由于無需巨大的錨碇，因此，在軟土地基地區(qū)、強風地區(qū)等具有很強優(yōu)越性。
[0010]大跨徑自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋與傳統(tǒng)懸索橋比較:
[0011](I)不需要修建錨碇，不僅降低了造價，而且減少大體積混凝土施工的困難和風險，縮短了工期；
[0012](2)因受地形和地質條件限制小，可結合地形靈活布置；
[0013](3)不必全部用鋼梁，斜拉部分可以采用混凝土梁，降低工程造價；
[0014](4)斜拉橋部分的荷載是通過雙索塔傳遞到地基，而不像在懸索橋中那樣要通過兩根主纜再將這部份荷載傳遞給地基，這就大大減小了主纜中拉力；
[0015](5)在動力性能方面，懸索橋的范圍大大縮短，橋梁整體剛度得到很大提高，且斜拉部分比懸索橋的抗風穩(wěn)定性高，因此協(xié)作體系橋一階扭頻比懸索橋大,全橋的空氣動力穩(wěn)定性得到顯著的提高，沿海地區(qū)受臺風氣候的影響較大，更加適合這種結構；
[0016](6)對于鋼筋混凝上材料的加勁梁，由于承受巨大的主纜和斜拉索的水平分力，從而得到了免費的預應力，可以節(jié)省大量的預應力筋，體現(xiàn)了良好的經濟效益；
[0017](7)傳統(tǒng)地錨式懸索橋的垂跨比一般為1/10?1/12，自錨式懸索橋的垂跨比為1/5?1/7，已建成的一座自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋的垂跨比為1/5，請參見圖2。
【發(fā)明內容】
[0018]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁，該橋梁的垂跨比較小，高度適應能力較強。
[0019]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁，包括主塔、邊跨橋墩、主梁、主纜、斜拉索和吊桿，所述主梁由所述主塔、所述邊跨橋墩、所述主纜和所述斜拉索支撐，所述主梁的中部通過所述吊桿與所述主纜連接，所述主梁的其它部分通過所述斜拉索與所述主塔連接，處于最下方的所述斜拉索與所述主塔的錨固點的高度不低于主塔高度的2/3。
[0020]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:利用自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋自身體系的特點，通過調整斜拉索的位置，具體地講是通過提高斜拉索在主塔上的錨固位置，能夠有效減小垂跨比，其垂跨比可以達到1/6?1/15，小于常規(guī)自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋及自錨式懸索橋，提高橋梁的高度適應能力，以適用塔高受限的情況，避免常規(guī)懸索橋的缺點，使本發(fā)明成為一種適應能力很強的大跨徑橋梁結構體系。并且本發(fā)明結構構造簡單，施工速度快，經濟合理，能夠廣泛應用于各種大跨徑橋梁。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1a是地錨式懸索一斜拉協(xié)作體系結構方式；
[0022]圖1b是自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系結構方式；
[0023]圖2是已建成等梁高自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋的主視圖；
[0024]圖3是在塔高受限的情況下，采用現(xiàn)有技術所能形成的等梁高矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋的主視圖；
[0025]圖4是本發(fā)明的主視圖。
[0026]圖中:1、主塔；2、邊跨橋墩；4、主纜；5、斜拉索；6、吊桿。
【具體實施方式】
[0027]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0028]請參閱圖4，一種等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁，包括主塔1、邊跨橋墩2、主梁、主纜4、斜拉索5和吊桿6，所述主梁由所述主塔1、所述邊跨橋墩2、所述主纜4和所述斜拉索5支撐，所述主梁的中部3a通過所述吊桿6與所述主纜4連接，所述主梁的其它部分3b、3c通過所述斜拉索5與所述主塔I連接，處于最下方的所述斜拉索5與所述主塔I的錨固點的高度不低于主塔高度的2/3。
[0029]本發(fā)明與傳統(tǒng)斜拉橋和傳統(tǒng)懸索橋比較，適應能力強，在塔高受限的情況下，其垂跨比可以達到1/6?1/15，小于采用現(xiàn)有技術所能形成的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋，請參見圖3，采用現(xiàn)有技術所能形成的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋垂跨比為1/5，主塔也比本發(fā)明提供的等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋的主塔高。
[0030]盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種等梁高的矮塔自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁，包括主塔、邊跨橋墩、主梁、主纜、斜拉索和吊桿，所述主梁由所述主塔、所述邊跨橋墩、所述主纜和所述斜拉索支撐，所述主梁的中部通過所述吊桿與所述主纜連接，所述主梁的其它部分通過所述斜拉索與所述主塔連接，其特征在于，處于最下方的所述斜拉索與所述主塔的錨固點的高度不低于主塔高度的2/3。
【文檔編號】E01D11/00GK104264576SQ201410561992
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】孫東利, 張一卓, 李焱, 熊軍, 曹景, 于立軍, 張洪海, 趙偉, 姜鋒, 李佶, 王洪龍, 白玉川, 趙聚成, 李松, 于海 申請人:天津市市政工程設計研究院