一種變截面主梁的自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋梁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變截面主梁的自錨式懸索—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，主梁由主塔、邊跨橋墩、主纜和斜拉索支撐，主梁的中部通過吊桿與主纜連接，主梁的截面高度是漸變的：在主塔的根部主梁的截面高度最大，在主梁的中點處和主梁的兩端處主梁的截面高度最小；并且主梁的截面高度曲線關(guān)于主梁的豎向中心線對稱。本發(fā)明通過增大主梁剛度的方式，將部分主梁重量由主梁直接傳遞到主塔塔根處，通過主梁傳遞給主塔一部分橋梁荷載，一方面可以減小主梁纜索承重結(jié)構(gòu)傳遞給主梁的軸力，另一方面可以通過增大主梁截面減小軸力產(chǎn)生的壓應(yīng)力，從而可以避免主梁承載能力超限和失穩(wěn)破壞的危險。
【專利說明】—種變截面主梁的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁，特別是一種變截面主梁的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋
M
O
【背景技術(shù)】
[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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(nèi)總橋梁數(shù)量的5/6，就目前而言，纜索承重橋梁的常用結(jié)構(gòu)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(nèi)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(chǔ)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(jié)構(gòu)的自重和外荷載。纜索是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)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(xué)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(jié)構(gòu)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(chǔ)。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(yīng)，結(jié)構(gòu)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(fēng)地區(qū)等具有很強優(yōu)越性。
[0010]自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋，通常采用將主梁全部重量由吊桿、主纜和斜拉索傳遞給主梁和主塔，主梁承受該巨大的軸壓力，隨著跨徑的增大，由于主梁自重大，會導(dǎo)致主梁軸力過大，帶來超過極限承載能力和失穩(wěn)破壞的危險。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種變截面主梁的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁，該橋梁能夠減小主梁的軸力，進而避免主梁承載能力超限和失穩(wěn)破壞的危險。
[0012]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種變截面主梁的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，所述主梁的截面高度是漸變的:在所述主塔的根部所述主梁的截面高度最大，在所述主梁的中點處和所述主梁的兩端處所述主梁的截面高度最??；并且所述主梁的截面高度曲線關(guān)于所述主梁的豎向中心線對稱。
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:采用變截面主梁，通過增大主梁剛度的方式，部分主梁重量由主梁直接傳遞到主塔塔根處，通過主梁傳遞給主塔一部分橋梁荷載，一方面可以減小主梁纜索承重結(jié)構(gòu)傳遞給主梁的軸力，另一方面可以通過增大主梁截面減小軸力產(chǎn)生的壓應(yīng)力，從而可以避免主梁承載能力超限和失穩(wěn)破壞的危險。本發(fā)明將變截面主梁應(yīng)用于自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋中，解決了大跨徑自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋橋梁主梁軸力過大的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1a是地錨式懸索一斜拉協(xié)作體系結(jié)構(gòu)方式；
[0015]圖1b是自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系結(jié)構(gòu)方式；
[0016]圖2是本發(fā)明的變截面主梁的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁的主視圖。
[0017]圖中:1、主塔；2、邊跨橋墩；3、主梁；4、主纜；5、斜拉索；6、吊桿。
【具體實施方式】
[0018]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)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:
[0019]請參閱圖2，一種變截面主梁的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3、主纜4、斜拉索5和吊桿6，所述主梁3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3的中部通過所述吊桿6與所述主纜4連接，所述主梁3的截面高度是漸變的:在所述主塔I的根部所述主梁3的截面高度最大，在所述主梁3的中點處和所述主梁3的兩端處所述主梁3的截面高度最??；并且所述主梁的截面高度曲線關(guān)于所述主梁的豎向中心線對稱。
[0020]一般自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋主梁的重量均由纜索承重體系承擔(dān)，但該結(jié)構(gòu)體系會導(dǎo)致主梁軸力過大。本發(fā)明采用變截面主梁，減小了主纜傳遞給主梁和主塔的巨大軸力，形成了由變截面梁、主纜、吊桿、斜拉索、主塔等主要構(gòu)件組成的自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁。該橋梁結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于各種自錨式懸索一斜拉協(xié)作體系橋梁，能夠減小主梁軸力，提高施工速度。
[0021]盡管上面結(jié)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(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)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(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變截面主梁的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，其特征在于，所述主梁的截面高度是漸變的:在所述主塔的根部所述主梁的截面高度最大，在所述主梁的中點處和所述主梁的兩端處所述主梁的截面高度最??；并且所述主梁的截面高度曲線關(guān)于所述主梁的豎向中心線對稱。
【文檔編號】E01D11/00GK104264577SQ201410564014
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】曹景, 孫東利, 張一卓, 李焱, 熊軍, 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(shè)計研究院