CN105484143B - 新型斜拉桥主梁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型斜拉桥主梁，包括钢箱梁1和位于钢箱梁1上方的钢桁梁。本发明具有以下有益效果：宽大的钢箱梁成为主梁的主体,取代了既有主梁中桥面系和下弦杆的作用，可提供足够的横向刚度、受压截面积以及良好的整体桥面,上弦退而起辅助加劲作用，让绝大部分恒载轴力由钢箱承受,发挥其承压能力强的优势。

Description

新型斜拉桥主梁
技术领域
本发明涉及斜拉桥领域，具体为一种新型斜拉桥主梁。
背景技术
对于大跨铁路斜拉桥而言，采用的钢梁主要有钢箱梁和钢桁梁两种主梁结构形式，但是，高速铁路大跨铁路斜拉桥需要刚度较大的主梁，其中对横向刚度和竖向刚度的要求均很大，同时又要有满足列车高速运行的较好桥面整体性,因此，单独的钢箱梁及钢桁梁主梁刚度均不适用时速350km高速桥梁的受力需要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种刚度较大，同时又满足列车高速运行的较好桥面整体性的斜拉桥主梁，本发明通过如下技术方案实现：
一种新型斜拉桥主梁，包括钢箱梁1和位于钢箱梁1上方的钢桁梁2，所述钢桁梁2包括至少两根相互平行的上弦杆3，所述相互平行的上弦杆3之间设有平联杆4和横联板5，所述平联杆4的两端分别通过节点板6安装在两根上弦杆3内侧，所述横联板5的顶端安装在平联杆4的底部，所述上弦杆3和钢箱梁1之间设有腹杆7，所述腹杆7的一端通过节点板6安装在上弦杆3上，所述腹杆7的另一端通过接头板8安装在钢箱梁1上，所述腹杆7均为倾斜布置，所述横联板5的两侧安装在对应的腹杆7内侧，所述横联板5的两个肩角点通过节点板6安装在上弦杆3内侧。
进一步、所述钢箱梁1包括顶板9、底板10、斜底板11、中腹板12以及边腹板13，所述斜底板11安装在底板10两侧，所述顶板9位于底板10上方，位于底板10两侧的斜底板11向上倾斜，所述顶板9两侧分别与两个斜底板11外侧通过钢箱侧板15相连，所述中腹板12竖直安装在顶板9和底板10之间，所述边腹板13竖直安装在顶板9和斜底板11之间，所有中腹板12位于两侧的边腹板13之间。
进一步、所述顶板9内壁上设有多根纵向U型加劲肋16。
进一步、所述斜底板11和底板10的内壁上均设有多根纵向U型加劲肋16。
进一步、所述相邻的两根平联杆4之间设有两根交错的平联加劲杆17，所述平联加劲杆17的一端通过节点板6与一根平联杆4一端相连，所述平联加劲杆17的另一端通过节点板6与另一根平联杆4一端相连。
本发明具有以下有益效果：
宽大的钢箱梁成为主梁的主体,取代了既有主梁中桥面系和下弦杆的作用，可提供足够的横向刚度、受压截面积以及良好的整体桥面,上弦退而起辅助加劲作用，让绝大部分恒载轴力由钢箱承受,发挥其承压能力强的优势。但是钢箱竖弯模量不足,在采用大跨斜拉桥的情况下,难以承受铁路活载所产生的弯矩,同时也不能满足竖向刚度的要求,为此采用钢桁与之叠合,利用桁高和钢材的高强度,形成具有足够竖向抗弯刚度的截面。使钢桁仅承受活载及部分恒载。斜拉索直接锚于钢箱梁两侧,钢桁腹杆受力较小,钢桁与钢箱节点剪力很小将使钢桁与钢箱节点处理较为简便。同时成桥阶段线型具有较好的稳定性。与普通钢桁梁相比,钢桁架对于提高主桥结构的刚度有显著的效果。钢箱桁梁具有刚度大、承载力高、桥面整体性好等优点,符合高速铁路大跨铁路斜拉桥的结构受力要求。同时充分利用斜拉桥的特点加劲梁可以分阶段架设钢桁架部分可以在钢箱梁合拢后安装，通过调整斜拉索索力可以合理地调整钢桁架杆件的设计内力，是一种适应高速铁路的主梁结构形式。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中钢箱梁截面示意。
图3为本发明中钢箱梁节点处截面示意。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
一种新型斜拉桥主梁，包括钢箱梁1和位于钢箱梁1上方的钢桁梁2，所述钢桁梁2包括至少两根相互平行的上弦杆3，所述相互平行的上弦杆3之间设有平联杆4和横联板5，所述平联杆4的两端分别通过节点板6安装在两根上弦杆3内侧，所述横联板5的顶端安装在平联杆4的底部，所述上弦杆3和钢箱梁1之间设有腹杆7，所述腹杆7的一端通过节点板6安装在上弦杆3上，所述腹杆7的另一端通过接头板8安装在钢箱梁1上，所述腹杆7均为倾斜布置，所述横联板5的两侧安装在对应的腹杆7内侧，所述横联板5的两个肩角点通过节点板6安装在上弦杆3内侧。所述钢箱梁1包括顶板9、底板10、斜底板11、中腹板12以及边腹板13，所述斜底板11安装在底板10两侧，所述顶板9位于底板10上方，位于底板10两侧的斜底板11向上倾斜，所述顶板9两侧分别与两个斜底板11外侧通过钢箱侧板15相连，所述中腹板12竖直安装在顶板9和底板10之间，所述边腹板13竖直安装在顶板9和斜底板11之间，所有中腹板12位于两侧的边腹板13之间。所述顶板9内壁上设有多根纵向U型加劲肋16。所述斜底板11和底板10的内壁上均设有多根纵向U型加劲肋16。所述相邻的两根平联杆4之间设有两根交错的平联加劲杆17，所述平联加劲杆17的一端通过节点板6与一根平联杆4一端相连，所述平联加劲杆17的另一端通过节点板6与另一根平联杆4一端相连。
钢箱梁1取代了既有主梁中桥面系和下弦杆的作用，上弦杆3中心间距12.0m，全联桁架为不带竖杆的华伦式桁架，桁高12.0m，节间长12.0m，腹杆7立面倾角63.4349°，全桥共57个节间。主桁为空间两片桁架结构，采用焊接的整体节点，在工厂内将杆件和节点板、各连接件的接头板焊成一体，运到工地架设时，在节点之外用高强度螺栓拼接。主桁结构最大板厚24mm，节点板6最大板厚32mm。上弦杆3为箱形截面，上弦杆件内高1000mm，内宽为800mm，板厚20～24mm。腹杆7有箱形和H型两种截面形式，箱型截面外高800mm，板厚24mm，与节点板及节点内的隔板四面对拼连接，杆件控制内宽800mm，与节点一致；杆力较小的用腹杆为H型腹板带肋截面，高600mm，板厚16～24mm，插入节点板间两面连接。
钢箱梁1采用带风嘴的单箱五室截面，采用正交异性板结构。根据受力要求，钢箱梁1在不同区段采用了不同的板厚，共分3个区，5个梁段类型。顶、底板厚度16～25mm，钢箱梁1设两道中腹板12和四道边腹板13，中腹板12厚度20～28mm，边腹板13厚度30、40mm；顶板9均设置纵向U肋，加劲肋厚8mm、间距600mm。底板10纵向均采用U肋，U肋板厚8mm，在压重区域加厚至10mm、底板10上U肋间距700mm，斜底板11上间距800mm。钢箱梁1标准节段长12m，标准节段每隔3m设置一道实腹横隔板。在钢箱外侧，为提高结构的抗风性能，设有风嘴14，宽985mm，风嘴隔板厚度8mm，风嘴14与钢箱梁1、各节段风嘴14均采用焊接方式连接，钢箱梁1锚固结构主要有锚箱式、锚管式和锚拉板式等3种连接形式。
本发明在高速铁路大跨桥梁设计中采用，满足时速350km高速桥梁的刚度需求、满足无砟轨道铺设及相关技术要求、同时满足受力需要，而且便于制造，不致使现场和梁场工作增加过多，将在高速铁路中将发挥巨大的经济效益。

Claims (5)

1.一种新型斜拉桥主梁，包括钢箱梁(1)和位于钢箱梁(1)上方的钢桁梁(2)，其特征在于：所述钢桁梁(2)包括至少两根相互平行的上弦杆(3)，所述相互平行的上弦杆(3)之间设有平联杆(4)和横联板(5)，所述平联杆(4)的两端分别通过节点板(6)安装在两根上弦杆(3)内侧，所述横联板(5)的顶端安装在平联杆(4)的底部，所述上弦杆(3)和钢箱梁(1)之间设有腹杆(7)，所述腹杆(7)的一端通过节点板(6)安装在上弦杆(3)上，所述腹杆(7)的另一端通过接头板(8)安装在钢箱梁(1)上，所述腹杆(7)均为倾斜布置，所述横联板(5)的两侧安装在对应的腹杆(7)内侧，所述横联板(5)的两个肩角点通过节点板(6)安装在上弦杆(3)内侧。
2.根据权利要求1所述的新型斜拉桥主梁，其特征在于：所述钢箱梁(1)包括顶板(9)、底板(10)、斜底板(11)、中腹板(12)以及边腹板(13)，所述斜底板(11)安装在底板(10)两侧，所述顶板(9)位于底板(10)上方，位于底板(10)两侧的斜底板(11)向上倾斜，所述顶板(9)两侧分别与两个斜底板(11)外侧通过钢箱侧板(15)相连，所述中腹板(12)竖直安装在顶板(9)和底板(10)之间，所述边腹板(13)竖直安装在顶板(9)和斜底板(11)之间，所有中腹板(12)位于两侧的边腹板(13)之间。
3.根据权利要求2所述的新型斜拉桥主梁，其特征在于：所述顶板(9)内壁上设有多根纵向U型加劲肋(16)。
4.根据权利要求2所述的新型斜拉桥主梁，其特征在于：所述斜底板(11)和底板(10)的内壁上均设有多根纵向U型加劲肋(16)。
5.根据权利要求1或2所述的新型斜拉桥主梁，其特征在于：所述相邻的两根平联杆(4)之间设有两根交错的平联加劲杆(17)，所述平联加劲杆(17)的一端通过节点板(6)与一根平联杆(4)一端相连，所述平联加劲杆(17)的另一端通过节点板(6)与另一根平联杆(4)一端相连。
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