CN101736686A - 自锚式混合梁斜拉悬吊协作体系桥 - Google Patents
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Abstract
自锚式混合梁斜拉悬吊协作体系桥，属于建筑工程技术领域，特别涉及到桥梁工程中的大跨径桥梁的设计。其特征是：索塔与边孔墩做好后开始悬臂拼装斜拉桥混凝土主梁；悬臂拼装到边孔完成后悬挂主缆，其两端分别锚固在砼梁外端锚块上，而锚块用临时锚索拉在临时锚固结构上；挂吊杆，用缆索吊机吊装跨中各段钢主梁；合拢后，分批拆除临时锚索，主缆完全锚在砼主梁两端，完成由临时地锚到自锚的体系转换；完成桥面铺装、栏杆施工，并进行全桥的索力调整，成桥。本发明的效果和益处是解决了大跨径桥梁设计、施工中存在的问题，降低塔高，充分发挥材料性能，降低了工程造价，而且缩短了工期，降低了施工过程中的风险。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，涉及到桥梁工程中的桥梁的设计，特别涉及到大跨径桥梁的设计。
背景技术
目前，在大跨径桥梁设计中通常采用三种桥型：
一种桥型方案是悬索桥方案，现在已建成最大跨径的悬索桥是日本的明石海峡大桥，主跨达到1991m。但是悬索桥主缆和主梁用钢量较大，增加了工程造价。常常需要在水中修建巨大锚碇，施工难度大，且其体积随着跨径的增大而迅速增加。研究表明，主跨1000m的悬索桥比相同跨径的斜拉桥造价要高出16.7％。另外，空气动力稳定性也是悬索桥向大跨径发展的制约因素。
另一种是斜拉桥方案，目前已经建成的有主跨为856m的法国诺曼底大桥，主跨890m的日本多多罗海峡大桥，主跨为1088m的中国苏通大桥。苏通大桥塔高300.4m，最长拉索577m，悬臂施工长度达到500多米。超高桥塔的稳定性、悬臂施工时的动力稳定性以及超长拉索风致振动令人担忧，同时它的轴向水平压力会随着悬臂跨径的增大而迅速增加，致使主梁在主塔附近易产生压屈失稳的现象。
还有一种就是地锚式斜拉-悬索协作桥，国外建造实桥较多，如芝加哥北林荫桥、尼亚加拉瀑布桥、Brooklyn桥等。1997年国内建成的贵州乌江大桥，主跨只有288m。在广东伶仃洋大桥、香港昂船洲大桥、台湾高屏溪桥等国内多座跨海大桥方案设计中均出现了这种桥型，目前该桥型主要停留在方案设计阶段，均为地锚体系，需要庞大的地锚，施工难度大，工程造价高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在已有地锚式斜拉-悬索协作桥的基础上，将地锚体系改为自锚体系，并且加劲梁采用混合梁。这种桥型特别适合于桥梁主跨径较大、桥塔高度又受到限制，而修建传统悬索桥锚碇所需费用比例又太大的情况。
本发明的技术方案是，先施工斜拉桥部分，再悬挂主缆，临时将主缆锚在临时锚固结构上，然后吊装悬索桥部分的钢箱梁，合拢后完成地锚体系向自锚体系的转换。
具体步骤是：
步骤1：索塔与边孔墩做好后开始悬臂拼装斜拉桥混凝土主梁；
步骤2：悬臂拼装到边孔完成后悬挂主缆，其两端分别锚固在砼梁外端锚块上，而锚块用临时锚索拉在临时锚固结构上；
步骤3：挂吊杆，用缆索吊机吊装跨中各段钢主梁；
步骤4：合拢后，分批拆除临时锚索，主缆完全锚在砼主梁两端，完成由临时地锚到自锚的体系转换；
步骤5：完成桥面铺装、栏杆施工，并进行全桥的索力调整，成桥。
本发明的效果和益处是：
1.桥塔高度可以比斜拉桥做得更小，施工难度更低，风振和地震响应更小；
2.斜拉段采用混凝土主梁，而悬索段采用钢主梁，充分发挥材料性能，可以大幅节约造价；
3.斜拉段采用混凝土主梁，与钢主梁悬索桥相比结构的扭转刚度变大，空气动力稳定性得到显著提高；
4.悬索部分的荷载通过主缆传给塔基，而斜拉桥部分的荷载是通过桥塔直接传递到塔基，这就减小了主缆的直径，锚碇可以比同跨径悬索桥做得更小；
5.悬臂施工长度及拉索长度都比斜拉桥更短，在桥塔附近主梁的轴向压力降低，在保证主梁稳定性的同时，又可以减小混凝土主梁的面积，降低工程造价；
6.施工工作面多，斜拉段和悬索段可以同时施工，大大缩短工期，降低工程造价，并且降低了施工过程中的风险。
附图说明
图1是自锚式混合梁斜拉悬吊协作体系桥临时锚固结构示意图。
图中：1主缆；2砼梁；3钢梁；4吊杆；5斜拉索；6主塔；7边墩；8临时锚固结构。
图2是自锚式混合梁斜拉悬吊协作体系桥成桥方案示意图。
图中：1主缆；2砼梁；3钢梁；4吊杆；5斜拉索；6主塔；7边墩；9锚块。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
斜拉桥主梁拼装就位后，悬挂主缆，主缆锚在砼梁端锚块上，而锚块通过临时锚索锚在临时锚固结构上。吊装中间钢箱梁，待主梁合拢之后，完成体系转换，形成永久自锚体系，然后调整全桥索力。
主梁截面：斜拉桥部分主梁采用混凝土箱型截面，悬索桥部分采用钢箱梁截面。
材料特性：斜拉桥部分主梁和湿接缝采用C50混凝土，墩桩采用C30混凝土；索桥部分主梁采用Q345钢。
荷载等级：公路-I级。
斜拉索与主缆材料特性：斜拉索与主缆采用挤包护层扭绞型拉索。
Claims (1)
1.自锚式混合梁斜拉悬吊协作体系桥，由斜拉桥和悬索桥构成的协作体系，吊索在斜拉段和悬索段连接处交叉设置，加劲梁是的混合梁，成桥后主缆锚固在砼主梁端部，形成自锚体系，其特征是：
1)索塔与边孔墩做好后开始悬臂拼装斜拉桥混凝土主梁；
2)悬臂拼装到边孔完成后悬挂主缆，其两端分别锚固在砼梁外端锚块上，而锚块用临时锚索拉在临时锚固结构上；
3)挂吊杆，用缆索吊机吊装跨中各段钢主梁；
4)合拢后，分批拆除临时锚索，主缆完全锚在砼主梁两端，完成由临时地锚到自锚的体系转换；
5)完成桥面铺装、栏杆施工，并进行全桥的索力调整，成桥。
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