CN105862564A - 下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁 - Google Patents

Abstract

下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁，以有效解决上下空间同时受到限制的大跨度桥梁的设计难题。由左侧主桁、右侧主桁、横联和桥面系构成，左侧主桁、右侧主桁由上弦杆、下弦杆和布设于相邻节点之间的腹杆构成。所述左侧主桁、右侧主桁的上弦杆的线型为直线；下弦杆线型由直线段、过渡段和曲线段构成，曲线段为向下延伸的二次抛物线；所述桥面系为由横梁和纵梁构成的，纵梁全桥连续，曲线段横梁为由横梁、加劲横杆和加劲斜杆构成的加劲横梁。

Description

下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁

技术领域

本发明涉及桥梁，特别涉及一种下弦曲线变化的变高度钢桁连续梁。

背景技术

新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段起于乐山站，止于贵阳北站，含乐山地区、贵阳枢纽相关配套工程。其中乐山至贵阳东正线建筑长度519.363km。本线为高速客运专线，速度目标值为250km/h。菜坝岷江特大桥为成贵线“五桥一隧”中的一座，横跨岷江。本桥系通航、机场等因素控制设计。岷江航道等级为Ⅲ-(3)，最高通航水位283.82m，净高18m，净宽200m；航空限高为332.2m，二者高差仅48.38m。因此菜坝岷江特大桥的设计不仅受岷江最高通航水位净空限制，而且受宜宾菜坝机场航空限高的控制。在如此小的空间，采用斜拉桥、拱桥等桥式方案均不满足限界要求，因此只能采用梁式桥方案。由于主跨达224m，所以采用钢桁梁桥式最为适合。

目前国内已建成连续钢桁梁桥跨度均在200m以下，主桁形式除东新赣江大桥外，其余桥梁均为平行弦或平行弦加劲桁式。平行弦结构型式只适合于较小跨径的钢桁梁，平行弦加劲型式跨度可以较大，但是受到净空限制，加劲范围很小，所以平行弦和平弦弦加劲型式都不适用于本桥。由于不仅收到通航净空限制，还受到航空高程限制，所以采用如东新赣江桥这种上弦曲线变化的钢桁梁也不适用。

传统的铁路钢桥的桥面系有正交异性桥面板，纵横梁结构体系。其中，正交异性桥面板用钢量较大，疲劳强度较低，且与下弦曲线变化的变桁高钢桁梁无法有效连接；传统的纵横梁结构体系中横梁为工字型，纵梁每隔几个节间设一个断缝，断缝间设伸缩纵梁，但是对于大跨度钢桥，横梁面外弯曲较大，工字型横梁不满足受力要求。由于纵梁断开设置伸缩纵梁，在列车荷载作用下伸缩纵梁处将产生较大冲击，对纵梁的疲劳、列车的平 稳性及旅客的舒适性都有不利的影响；同时，伸缩纵梁构造相对复杂，对制造、施工会增加一定难度，也会增加养护工作量。为解决此类问题，迫切的需要研究一种新型的纵横梁桥面系。

综上，常规的钢桁梁结构型式和桥面系都不满足新型桥梁的设计要求，所以迫切的需要研究一种新型结构型式的钢桁连续梁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁，以有效解决上下空间同时受到限制的大跨度桥梁的设计难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁由左侧主桁、右侧主桁、横联和桥面系构成，左侧主桁、右侧主桁由上弦杆、下弦杆和布设于相邻节点之间的腹杆构成，其特征是：所述左侧主桁、右侧主桁的上弦杆的线型为直线；下弦杆线型由直线段、过渡段和曲线段构成，曲线段为向下延伸的二次抛物线；所述桥面系为由横梁和纵梁构成的，纵梁全桥连续，曲线段横梁为由横梁、加劲横杆和加劲斜杆构成的加劲横梁。

本发明的有益效果是，结构创新，采用下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁，有效解决了上下空间同时受到限制的大跨度桥梁的设计难题；受力合理，钢桁梁结构型式和弯矩图吻合，使得结构受力均匀，刚度大，能够满足高速列车行车的需要；箱型横梁截面能够有效抵抗面外弯矩；加劲横梁相当于提高了横梁高度，可以减小竖腹杆的面外弯矩；变高段纵梁处于结构的型心附近，所以为纵梁连续提供了条件，连续纵梁结构省去了伸缩纵梁结构，构造简单且易于运营养护，并对列车运行的平稳性和旅客的舒适性有很好的作用；可有效节省桥梁建设投资，在满足各项指标的前提下，最大程度的节省了钢材，减少了投资。

附图说明

本说明书包括如下四幅附图：

图1是本发明下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁的立面结构示意图；

图2是本发明下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁直线段的断面结构 示意图；

图3是本发明下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁曲线段的断面结构示意图；

图4是本发明下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁的纵横梁结构示意图。

图中构件及所对应的标记：上弦杆1、下弦杆2、直线段21、过渡段22、曲线段23、竖腹杆3、斜腹杆4、横梁6、纵梁7、上横杆81、斜杆82、下横杆83，加劲横杆84、加劲斜杆85。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1、图2及图3，本发明的下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁的纵横梁结构，由左侧主桁、右侧主桁、横联和桥面系构成。参照图1，左侧主桁、右侧主桁由上弦杆1、下弦杆2、竖腹杆3和斜腹杆4构成。所述左侧主桁、右侧主桁的上弦杆1的线型为直线，下弦杆2线型由沿其竖向中心线对称的左侧线型、右侧线型构成，左侧线型、右侧线型由直线段21、过渡段22和曲线段23构成，其中曲线段23为向下延伸的二次抛物线。所述桥面系为由横梁6和纵梁7构成，纵梁7全桥连续，不设断缝。参照图3，曲线段23横梁为由横梁6、加劲横杆84和加劲斜杆85构成的加劲横梁。

参照图1，所述直线段21、过渡段22内，各桁架由竖腹杆3、斜腹杆4构成N字型桁架。所述曲线段23内，各桁架由竖腹杆3、斜腹杆4构成K字型桁架。参照图2和图3，所述横联由上横杆81、斜杆82和下横杆83构成，上横杆81的两端分别与左侧主桁、右侧主桁的上弦杆1对应节点固定连接，下横杆83的两端分别与左侧主桁、右侧主桁上对应的竖腹杆3固定连接，斜杆82于相邻两节点之间布设成双X型。

参照图3，所述曲线段23内，于横梁6下设置由加劲横杆84、加劲斜杆85构成的加劲横梁，加劲横杆84的两端分别与左侧主桁、右侧主桁的下弦杆2对应节点固定连接，加劲斜杆85于相邻两节点之间呈V型布设。桥面系采用纵横梁结构体系，且纵梁全桥连续，横梁采用普通箱型横 梁及加劲箱型横梁的结构型式。成功解决了大跨度钢桁梁桥面系的设计难题。

以上所述只是用图解说明本发明型的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明型所申请的专利范围。

Claims (4)

1.下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁，由左侧主桁、右侧主桁、横联和桥面系构成，左侧主桁、右侧主桁由上弦杆(1)、下弦杆(2)、竖腹杆(3)和斜腹杆(4)构成，其特征是：所述左侧主桁、右侧主桁的上弦杆(1)的线型为直线，下弦杆(2)线型由沿其竖向中心线对称的左侧线型、右侧线型构成，左侧线型、右侧线型由直线段(21)、过渡段(22)和曲线段(23)构成，曲线段(23)为向下延伸的二次抛物线；所述桥面系为横梁(6)和纵梁(7)构成，纵梁(7)全桥连续，曲线段(23)横梁为由横梁(6)、加劲横杆(84)和加劲斜杆(85)构成的加劲横梁。

2.如权利要求1所述下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁，其特征是：所述直线段(21)、过渡段(22)内，各桁架由竖腹杆(3)、斜腹杆(4)构成N字型桁架；所述曲线段(23)内，各架由竖腹杆(3)、斜腹杆(4)构成K字型桁架。

3.如权利要求2所述下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁的，其特征是：所述横联由上横杆(81)、斜杆(82)和下横杆(83)构成，上横杆(81)的两端分别与左侧主桁、右侧主桁的上弦杆(1)对应节点固定连接，下横杆(83)的两端分别与左侧主桁、右侧主桁上对应的竖腹杆(3)固定连接，斜杆(82)于相邻两节点之间布设成双X型。

4.如权利要求1所述下弦曲线变化的变桁高钢桁连续梁，其特征是：所述曲线段(23)内，于横梁(6)下设置由加劲横杆(84)、加劲斜杆(85)构成的加劲结构，加劲横杆(84)的两端分别与左侧主桁、右侧主桁的下弦杆(2)对应节点固定连接，加劲斜杆(85)于相邻两节点之间呈V型布设。