CN104612033A - 一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，包括桥塔、斜拉索、主跨和边跨，两个桥塔的中间为主跨，两边为边跨；所述的主跨和边跨均为倒梯形箱梁结构，由位于中央的矩形箱梁和位于所述的矩形箱梁的两侧的三角形箱梁构成；所述的矩形箱梁上方为中央隔离区，所述的三角形箱梁顶板上方设置有单幅桥面。本发明的一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥适合桥塔位于桥梁中央的斜拉桥，形成稳定结构，是一种全新的设计形式。
Description
技术领域
本发明涉及斜拉桥领域，具体涉及一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥。
背景技术
箱梁是一种桥梁的结构形式，因为其外型象一个箱子故叫做箱梁。钢箱梁，又叫钢板箱形梁，是由钢制成的箱梁结构，也是大跨径桥梁常用的结构形式，一般用在跨度较大的桥梁上。
大跨度缆索支承的桥梁中，钢箱梁制成的桥主梁的跨度达几百米及至上千米。常见的箱梁结构一般分为若干梁段分开制造和安装，其横截面具有宽幅和扁平的外形特点，高宽比达到1：10左右。
具体来说，钢箱梁一般由顶板、底板、腹板、和横隔板、纵隔板及加劲肋等通过全焊接的方式连接而成。其中顶板为由盖板和纵向加劲肋构成的正交异性桥面板。
目前的大跨度斜拉桥设计中，主要的箱梁形式有工字体、箱形、桁架形等。这些不同的箱梁形式在可以满足一般交通功能性桥梁。对于一些有特殊功能性需要的桥梁上，其现有的箱梁设计的截面形式却不能满足，或者经济代价较高。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种整体结构稳定的设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，能使桥塔固定在箱梁中部。
为实现上述目的，本发明提出一种多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，包括桥塔、斜拉索、主跨和边跨，两个桥塔的中间为主跨，两边为边跨，所述的主跨和边跨均为倒梯形箱梁结构，由位于中央的矩形箱梁和位于所述的矩形箱梁的两侧的三角形箱梁构成；所述的矩形箱梁上方为中央隔离区，所述的三角形箱梁顶板上方设置有单幅桥面。
在上述技术方案中，所述的桥塔的底部贯穿矩形箱梁，所述桥塔两侧设置有牛腿，所述的矩形箱梁的两侧搭接在所述牛腿上。
在上述技术方案中，所述主跨的矩形箱梁和三角形箱梁在长度范围内横向宽度均不变。
在上述技术方案中，所述主跨的矩形箱梁和三角形箱梁横向宽度均不变；所述主跨的矩形箱梁内部设有斜支撑杆，下部设有人行道
在上述技术方案中，从和主跨相接处起向外侧方向，所述边跨矩形箱梁的横向宽度逐渐减小；所述边跨的三角形箱梁的横向宽度不变。
在上述技术方案中，所述的中央隔离区的两侧边固定斜拉索的底端。
在上述技术方案中，所述的主跨采用钢箱梁结构，所述的边跨采用预应力混凝土箱梁结构。
本发明提出一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，1：保证斜拉桥主梁与其连接的桥面系以及整体桥梁的结构稳定、施工方便、投资合理；2：特别是设置有隔离区，将桥面分割成两个单幅桥面，有利于行车方便；3：满足各类型交通需求，同时将桥塔设置于箱梁中部，减少桥塔工程规模。
附图说明
图1为本发明所应用的倾斜式斜拉桥示意图。
图2为图1中M处的桥面及箱梁横截面示意图。
图3为图1中边跨N处的桥面及箱梁横截面示意图。
图4为图1中主跨的剖面结构示意图。
图中：1-桥塔，2-主跨，3-边跨，4-单幅桥面，5-中央隔离区，6-矩形箱梁，7-三角形箱梁，8-斜支撑杆，9-人行道，10-牛腿，11-斜拉索。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
实施例1：参见图1。本实施例提出一种倾斜式斜拉桥，包桥塔1以及主跨2和边跨3。所述的两个桥塔1之间为主跨2，两个桥塔1的外侧分别为两个边跨3
参见图1～4，本实施例所述倾斜式斜拉桥纵向设置有两个桥塔1，横向采用单桥塔结构。所述的两个桥塔1分别位于主跨2的两侧。在主跨2一端的横向中央仅设置一个桥塔1。桥塔1的横向两侧均为单幅桥面4。
参见图4，本实施例中，斜拉桥的主跨2采用的钢箱梁结构设计，整体呈倒梯形。倒梯形钢箱梁由位于中央的矩形箱梁6和位于矩形箱梁6两侧的三角形箱梁7构成。主跨2的矩形箱梁6和三角形箱梁7均为为等宽结构，全程宽度不变。
参见图4，所述的矩形箱梁6内部还横向设置有多个斜支撑杆8。同一个竖直截面上，左右两侧分别设置有一个斜支撑杆8。这两个斜支撑杆8的底端分别固定在矩形箱梁6的底板边缘处。这两个斜支撑杆8的顶端固定在所述矩形箱梁6的顶板中央。不同竖直截面上，同侧斜支撑杆8均为平行排列的一组。两组平行排列的斜支撑杆8的下方，矩形箱梁6内部底板的上方设置有人行道9，用于行人的通行，该桥梁的日常维护。
所述矩形箱梁6的顶板上方为中央隔离区5。所述的中央隔离区5纵向为主跨2的全程，横向和矩形箱梁6等宽。所述的中央隔离区5的两侧边纵向安装斜拉索11的底端。
矩形箱梁6的两侧设置有三角形箱梁7。所述的三角形箱梁7的侧墙和的顶板上方设置单幅桥面4。
参见图3，边跨3采用预应力混凝土箱梁结构。和主跨2相同，所述边跨3整体呈倒梯形。倒梯形钢箱梁由位于中央的矩形箱梁6和位于矩形箱梁6两侧的三角形箱梁7构成。不同的是，边跨3的矩形箱梁6不是等宽结构。两个边跨3和主跨2的相接处为起始端，向两侧分别延伸。边跨3的起始端的矩形箱梁6的宽度和主跨2的相同，然后逐渐减少。因此，边跨3的中央隔离区5的宽度也是逐渐减少。
和主跨2不同的，边跨3的矩形箱梁6中不设置斜支撑杆8，也设有人行道9。边跨3的中央隔离区5的两侧边也不固定斜拉索11的底端。
和主跨2相同的，边跨3的三角形箱梁7为等宽结构，全程宽度不变。所述的三角形箱梁7的顶板上方设置单幅桥面4。
参见图2，桥塔1的下部设置有牛腿10。主跨2的矩形箱梁6和边跨3的矩形箱梁6对接处位于牛腿10上。矩形箱梁6为不连续结构设计，以保证桥塔1贯穿矩形箱梁6。
实施例2：本实施例提出一种具体的利用桥塔1设计的倾斜式斜拉桥。该斜拉桥的结构与实施例1基本相同。
本实施例所述倾斜式斜拉桥主桥全长为845.4米。其中，主跨2为575米。如图1和4所示，本实施例为倾斜式斜拉桥，主跨2采用的钢箱梁结构设计，呈倒梯形。所述的倒梯形钢箱梁由位于中央的矩形箱梁6和位于矩形箱梁6两侧的三角形箱梁7构成。本实施例中，矩形箱梁6的横向宽度为11米，即中央隔离区5的横向宽度为11米。三角形箱梁7的横向宽度为19米，即一个单幅桥面4为19米。因此，所述的主跨2的横向为49米。
一个单幅桥面4的具体的区域划分如表1所示：
表1：单幅桥面4横向划分区域
| 栏杆 | 0.5米 |
| 慢行道 | 7米 |
| 防撞墙 | 0.5米 |
| 防撞墙 | 0.5米 |
| 行车道 | 3×3.5米 |
| 合计：单幅桥面宽 | 19米 |
结论：综合考虑车道组成、人行系统、慢行系统、与桥塔1的匹配、经济性等因素，采用钢箱梁是唯一的可供选择的方案。因此，本实施例中主跨2的矩形箱梁6和三角形箱梁7采用钢箱梁结构设计。
如图3所示，考虑到工程造价和结构稳定等因素，本实施例中，边跨3采用预应力混凝土箱梁结构设计。其中，边跨3的矩形箱梁6不是等宽结构。边跨3的起始端的矩形箱梁6的宽度为11米，然后逐渐减少至2米。同样的，边跨3的中央隔离区5的宽度也是由11米逐渐减少至2米。
和主跨2相同的，边跨3的三角形箱梁7上方设置单幅桥面4，同样为等宽结构，全程宽度也是19米。一个单幅桥面4的具体的区域划分也如表1所示。
本桥跨径为575m，是钢箱梁、叠合梁的经济跨径范围，且宽混凝土箱梁在施工期和运营的防裂、海中施工方案、工期、环保等方面均存在较明显的不利因素，很难满足本桥100年使用寿命的要求，故放弃混凝土梁方案。由于跨度在500m以上，主跨的主梁自重应尽量减小，自重轻、跨越能力大的钢主梁是最佳方案。
常见的钢主梁中应用较多是单箱多室钢箱梁，具有抗风性能好，主梁整体刚度大等优点，但造价相对较高。对于独柱塔，根据桥面与桥塔的关系宜采用分式箱梁。考虑单箱多室用钢量较大，箱室较多，对截面进行优化，减少箱室，将两边设置成三角形箱室。通过以上优化大大减少了主梁的用钢量，通过适当措施截面的受力和刚度都能得到保证。本一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥构造新颖，造型美观、简洁，自重轻、节省用钢量。
其它未详细说明的部分均有现有技术。
Claims (7)
1.一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，包括桥塔(1)、主跨(2)、边跨(3)和斜拉索(11)，两个桥塔(1)的中间为主跨(2)，两边为边跨(3)，其特征在于：所述的主跨(2)和边跨(3)均为倒梯形箱梁结构，由位于中央的矩形箱梁(6)和位于所述的矩形箱梁(6)的两侧的三角形箱梁(7)构成；所述的矩形箱梁(6)上方为中央隔离区(5)，所述的三角形箱梁(7)顶板上方设置有单幅桥面(4)。
2.根据权利要求1所述的一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，其特征在于：所述的桥塔(1)的底部贯穿矩形箱梁(6)，所述桥塔(1)两侧设置有牛腿(10)，所述的矩形箱梁(6)的两侧的竖墙搭接在所述牛腿(10)上。
3.根据权利要求1所述的一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，其特征在于：所述主跨(2)的矩形箱梁(6)和三角形箱梁(7)在长度范围内横向宽度均不变。
4.根据权利要求1所述的一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，其特征在于：所述主跨(2)的矩形箱梁(6)内部设有斜支撑杆(8)，下部设有人行道(9)。
5.根据权利要求1所述的一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，其特征在于：从和主跨(2)相接处起向外侧方向，所述边跨(3)矩形箱梁(6)的横向宽度逐渐减小；所述边跨(3)的三角形箱梁(7)的横向宽度不变。
6.根据权利要求1所述的一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，其特征在于：所述的中央隔离区(5)的两侧边固定斜拉索(11)的底端。
7.根据权利要求1-6中任一一种设置有多功能大悬臂箱梁的斜拉桥，其特征在于：所述的主跨(2)采用钢箱梁结构，所述的边跨(3)采用预应力混凝土箱梁结构。
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