CN101545242A - 一种斜桁架桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜桁架桥梁，包括由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的钢桁架，所述下弦杆设置在下层桥面的两侧，下弦杆的宽度与下层桥面的宽度相适应；所述上弦杆设置在上层桥面两侧，上弦杆之间的宽度大于所述下弦杆之间的宽度，所述腹杆顶端向外侧倾斜设置。本发明的斜桁架桥梁适应了上层公路桥面宽，下层铁路桥面窄的特点，可以减小桥面板的悬臂长度，使公路桥面板横向布置更趋合理。公路桥面悬臂部分可以不设托架，线条流畅，比例协调，节约钢材，经济效益明显。本发明的解决了双层桥面宽度相差过大时桁架型式与桥梁建设规模产生矛盾的问题，大大地改善了桁架结构的受力性能，优化了桁架构造细节，具有受力合理、构造简单，新颖美观，经济节约的优点。

Description

一种斜桁架桥梁

技术领域

本发明涉及一种桥梁及这种桥梁，具体地说，是一种斜桁架桥梁。

背景技术

随着我国社会经济的飞速进步，人员往来及物资流通日益频繁，交通运输等基础设施也随之快速发展，涌现出越来越多、各种各样的现代化桥梁，客观上要求桥梁建造技术不断创新、发展与推广。

在各种桥梁结构中，钢桁架桥梁具有轻质、高强、刚度大、跨越能力大的优点，是传统常采用的桥梁型式。随着近年来我国铁路、公路、交通的快速发展。为了节约桥位、保护环境，提高经济效益，双层公铁两用桥梁、双层城市、公路桥梁出现增多、跨度增大的趋势。桁架桥为空腹结构，对双层桥面有很好的适应性。对中等跨度的双层桥面结构，桁架桥以其自身的特有的优势是首选桥型。即使在跨大江、跨大河的大跨度斜拉桥、悬索桥桥型中，钢桁架结构也是首选的主梁形式。

如图1所示，现有的桁架桥一般由主桁、上弦平面、下弦平面、桥门架及中间横向联结系组成。主桁是桁架最主要的受力构件。主桁面内包括上弦杆和下弦杆，以及连接上、下弦杆的腹杆。主桁一般在竖直面内，称之为直桁架。在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，弦杆不仅作为主桁面内的受力构件承受桥梁的竖向荷载，同时也与上层桥面1联接系、下层桥面2联接系构成上下层平面框架，作为最重要构件承受水平荷载。弦杆可以采用H型断面，适合于荷载轻、跨度小，规模不大的桥梁，稍具规模的桥梁主桁弦杆一般采用箱型截面，且习惯用矩形箱型杆件。

过去我国修建了多座公铁两用桥。它们的主桁无一例外均为直桁，每一片主桁架上、下弦杆及腹杆都在竖直面内。箱型弦杆形状都采用矩形。但随着经济发展，人民生活水平提高，，城市车辆增长势头强劲，交通堵塞状况日益突出。公路桥面呈现标准提高、宽度加大的趋势。新形式下要修建的公铁两用桥出现铁路、公路桥面宽度悬殊，这种情况下，如继续采用直桁形式，铁路桥面宽度不变，公路桥面板悬臂宽度则过大，需要在每个节点处专门设置钢托架3支撑，钢材用量增加，且视觉杂乱。如果增加铁路桥面宽度以减小公路悬臂板宽度，将使铁路面横向跨度增加，横梁须加强，增加用钢量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种斜桁架桥梁，该桥梁可以更好的适应上下桥面宽度相差较大的结构，构造简单，施工方便，可以减少用钢量，从而降低成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种斜桁架桥梁，包括由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的钢桁架，所述下弦杆设置在下层桥面的两侧，下弦杆的宽度与下层桥面的宽度相适应；所述上弦杆设置在上层桥面两侧，上弦杆之间的宽度大于所述下弦杆之间的宽度，所述腹杆顶端向外侧倾斜设置。

进一步地，所述上弦杆的节点之间设置有横撑杆。

进一步地，所述的上、下弦杆的横截面分别为平行四边形；所述上、下弦杆分别由顶板、底板和竖板组成，其中，所述顶板和底板水平设置，所述竖板倾斜设置，倾斜角度与所述腹杆相同。

进一步地，所述构成上、下弦杆的顶板、底板及竖板内侧分别设有肋条。

进一步地，所述竖板内侧的肋条与所述竖板垂直；所述顶板和底板上的肋条与所述竖板平行。

进一步地，所述构成上弦杆的顶板两侧分别延伸到竖板外侧。

进一步地，所述构成下弦杆的底板两侧分别延伸到竖板外侧。

进一步地，所述上、下弦杆内腔中设有横隔板。

本发明的斜桁架桥梁适应了上层公路桥面宽，下层铁路桥面窄的特点，可以减小桥面板的悬臂长度，使公路桥面板横向布置更趋合理。公路桥面悬臂部分可以不设托架，线条流畅，比例协调，节约钢材，经济效益明显。本发明的主桁采用斜桁的形式，解决了双层桥面宽度相差过大时桁架型式与桥梁建设规模产生矛盾的问题。大大地改善了桁架结构的受力性能，优化了桁架构造细节，具有受力合理、构造简单，新颖美观，经济节约的优点。另外，本发明也适用于单层桥面桥梁中，例如大跨度悬索桥、斜拉桥等，以改善刚度，从而在提高结构刚度与获得经济效益间取得统一。

附图说明

图1是现有技术中直桁架桥梁的截面示意图；

图2是本发明的斜桁架桥梁的截面示意图；

图3是本发明的上弦杆的横截面示意图；

图4是图3中的A-A视图；

图5是本发明的下弦杆的横截面示意图。

图中：1.上层桥面，2.下层桥面，3.钢托架，4.横撑杆，5.上弦杆，6.腹杆，7.下弦杆，8.横隔板，9.竖板，10.顶板，11.底板，12.肋条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

传统直桁架上弦平面与下弦平面桁宽相同。本发明在传统桁架的基础上，下弦平面桁宽保持不变，将上弦平面桁宽加大，主桁架所在的平面不再是垂直面，而是与之有一定夹角的斜平面。这种上宽下窄的主桁形式称之为斜桁。与之相适应，腹杆在斜主桁面内。

如图2所示，本发明的斜桁架桥梁，包括由上弦杆5、下弦杆7和腹杆6组成的钢桁架，其中，下弦杆7设置在下层桥面2的两侧，桥面两侧下弦杆的宽度与下层桥面2的宽度相适应；而上弦杆5设置在上层桥面1两侧，桥面两侧上弦杆5之间的宽度大于下弦杆7之间的宽度，因此，连接上、下弦杆5、7的腹杆6顶端向外侧倾斜设置。由于腹杆6倾斜设置，上弦杆5会受到水平力的作用，因此可以在上弦杆5的节点之间设置横撑杆4，以承载横向力。

如图3、图4和图5所示，上、下弦杆5、7的横截面分别为平行四边形。上、下弦杆5、7分别由顶板10、底板11和竖板9组成，其中，顶板10和底板11水平设置，竖板9倾斜设置，竖板9的倾斜角度与腹杆6相同，即竖板9延长后与腹杆6平行。构成上、下弦杆5、7的顶板10、底板11及竖板9侧分别设有肋条12。其中，竖板9内侧的肋条与竖板9垂直；顶板10和底板11上的肋条与竖板9平行。上、下弦杆5、7内腔中还设有横隔板8。

如图3所示，构成上弦杆5的顶板10两侧分别延伸到竖板9外侧，以方便与上层桥面1结构联接；如图5所示，构成下弦杆7的底板11两侧分别延伸到竖板9外侧，以方便与下层桥面2结构联接。

本发明在实施时，在根据建设规模、桥梁形式确定上下层桥面宽度后，首先确定下层桁宽。结合上层桥面系或桥面板横向受力，选择合适的上层桁宽，使上层悬臂宽度合适，上层桥面结构在桁内、桁外受力相近。这样就确定了斜桁倾角。

主桁架上下弦杆截面形式制作为平行四边形带肋杆件。根据平行四边形杆件竖板与斜主桁平面平行的原则，按照已确定的斜桁角度，确定平行四边形竖板与顶、底板间的角度。平行四边形杆件隔板也为平行四边形形状。另外平行四边形带肋杆件竖板、顶底板板件的端部平面与板件不垂直。

平行四边形杆件斜桁架斜杆对上下层平面的横撑杆或横梁构件产生水平力、一般情况该水平力较小，只是在斜主桁倾角较大时支座处的横梁水平力较大，需要考虑。

需要注意的是支座处支撑中心与主桁杆件系统线交点，也即平行四边形中心对准，而不是与平行四边形杆件底板中心对准，否则会产生偏心弯距。

平行四边形带肋杆件可以通过以下方式制造：

在钢板号料、切割、矫正后，对边缘进行机加工，将板端不垂直的竖板及顶底板板端加工出斜边角度；将隔板加工成平行四边形状隔板，由于杆件的断面尺寸主要靠隔板定位保证，因此要严格控制隔板的加工精度。先组装一块水平板及两块竖板成槽型，用中间隔板保证各板件相对位置。由于竖板不垂直，要在组装胎上设置斜度，使竖板在垂直面内准确定位。槽型组焊完成后，安装最后一块水平板。由于受竖板面内的节点板的影响，平行四边形带肋箱型杆件的顶、底板加劲肋条不垂直，而是与竖板平行。焊接时箱型杆件的主角焊缝的夹角为锐角或钝角，与常规的直角角焊缝不同，应通过焊接工艺评定获得焊接参数。杆件的连接栓孔应在焊接完成后制孔，以减小焊缝收缩的影响。杆件两侧竖板对应栓孔连线与顶、底板水平，两侧竖板的螺栓孔群应采用整体样板钻孔保证制孔精度。

斜桁架的斜腹杆在主桁架面内倾斜，在桥梁横断面内也有倾角，为空间倾斜杆件，安装架设时要采取合理措施，可用辅助构件将腹杆牵引到位。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1、一种斜桁架桥梁，包括由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的钢桁架，其特征在于，所述下弦杆设置在下层桥面的两侧，下弦杆的宽度与下层桥面的宽度相适应；所述上弦杆设置在上层桥面两侧，上弦杆之间的宽度大于所述下弦杆之间的宽度，所述腹杆顶端向外侧倾斜设置。

2、根据权利要求1所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述上弦杆的节点之间设置有横撑杆。

3、根据权利要求1或2所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述的上、下弦杆的横截面分别为平行四边形；所述上、下弦杆分别由顶板、底板和竖板组成，其中，所述顶板和底板水平设置，所述竖板倾斜设置，倾斜角度与所述腹杆相同。

4、根据权利要求3所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述构成上、下弦杆的顶板、底板及竖板内侧分别设有肋条。

5、根据权利要求4所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述竖板内侧的肋条与所述竖板垂直；所述顶板和底板上的肋条与所述竖板平行。

6、根据权利要求3所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述构成上弦杆的顶板两侧分别延伸到竖板外侧。

7、根据权利要求3所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述构成下弦杆的底板两侧分别延伸到竖板外侧。

8、根据权利要求1或2所述的斜桁架桥梁，其特征在于，所述上、下弦杆内腔中设有横隔板。

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