CN106677062B - 一种双主梁密横梁正交异性桥面系结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双主梁密横梁正交异性桥面系结构，包括双主梁，双主梁之间间隔设有多根横梁，多根横梁沿顺桥向间隔设置，横梁由两根外横梁和一根内横梁组成；两相邻的内横梁的之间设有顺桥向设置的边纵梁；外横梁一端与边纵梁连接，另一端与双主梁侧板连接；内横梁的两端连接在两侧的边纵梁上；边纵梁之间铺设顺桥向通长的桥面板；双主梁与边纵梁之间设有传力撑架。本发明桥面布置合理紧凑，各构件受力明确，节省钢材，有利于降低工程造价，焊接工程量少，可有效降低施工费用，具有良好的经济效益；全桥整体性能好，动力性能优，适应了大跨度斜拉桥行车要求，可适用于大跨及超大跨的斜拉桥；同时，桥面布置紧凑，桥上视野开阔。

Description

一种双主梁密横梁正交异性桥面系结构

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体是一种双主梁密横梁正交异性桥面系结构。

背景技术

桥面系的设计是桥梁结构设计的关键，对于大跨度斜拉桥桥面系直接关系到结构截面选择、结构受力性能及工程投资。

正交异性钢桥面板是一种由相互垂直的纵、横向加劲肋和桥面板焊接而成的钢桥面结构，目前被广泛应用于国内、外中大型公、铁路桥梁的建设中。正交异性钢桥面板具有质量轻、强度高、施工快捷等优点。

大跨度斜拉桥加劲梁主要有预应力混凝土加劲梁、钢桁加劲梁、钢箱加劲梁、钢混结合梁、钢箱混合梁几种。对于钢箱加劲梁和钢箱混合梁钢梁部分的桥面一般采用正交异性钢桥面板。

既有的钢箱加劲梁截面和钢箱混合梁钢梁部分截面大体可分为三类：①整体闭口箱形、②分离式边纵梁、③分离式边箱纵梁。

(1)整体闭口箱形

通常所说的钢箱梁缺省都是指整体闭口箱形，它可以是单箱室、双室或多室，具有整体性好、抗扭刚度大的特点，广泛运用于大型桥梁中，例如已建成通车的宁波铁路枢纽北环线主跨468m甬江特大桥。

但对于400m以上的铁路斜拉桥，为满足结构横向刚度，一般会出现桥面结构宽度远大于功能要求的情况，造成桥面浪费。

(2)分离式边纵梁

分离式边纵梁是把主梁分为对应斜拉索的两道边纵梁，采用横梁连接两道纵梁，但该类结构抗扭刚度小，多用于公路斜拉桥，例如武汉二七长江大桥。

(3)分离式箱形双主梁

分离式边箱纵梁是将分离式边纵梁做成闭合箱形截面，抗扭刚度较大，是大跨度斜拉桥的成熟梁型，例如已建成通车的主跨816m荆岳长江公路大桥。

对于400m以上的大跨度铁路斜拉桥，较为适应的截面为分离式箱形双主梁，该截面往往应用于大跨度公路斜拉桥，由于铁路桥与公路桥在桥面宽度、行车要求上的不同，将该截面直接应用在大跨度铁路斜拉桥上存在以下问题：

①铁路桥行车要求高，大跨度斜拉桥刚度直接影响到行车条件，为满足结构横向刚度要求，桥面结构需要的宽度往往大于行车功能需要的宽度，造成桥面浪费。

②大跨度铁路斜拉桥桥面横向宽度较宽，由于桥面的剪力滞效应，会导致横梁面外弯矩较大，增加结构设计难度和工程造价。

③双主梁与桥面板焊接，焊接处同时受到纵向及横向荷载，疲劳问题较为突出。

对于大跨度及超大跨度的斜拉桥尤其是铁路斜拉桥，需要一种新型的传力合理的桥面系结构来克服现有的不足，能够较好的做到结构宽度、功能与构造上的互补。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种充分发挥材料性能，减小施工难度，降低工程造价，受力合理的双主梁密横梁正交异性桥面系结构。

为了达到上述目的，本发明设计的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，包括双主梁，其特征在于：所述双主梁之间间隔设有多根横梁，多根所述横梁沿顺桥向间隔设置，所述横梁由两根外横梁和一根内横梁组成；两相邻的所述内横梁的之间设有顺桥向设置的边纵梁；所述外横梁一端与边纵梁连接，另一端与双主梁侧板连接；所述内横梁的两端连接在两侧的边纵梁上；所述边纵梁之间铺设顺桥向通长的桥面板；所述双主梁与边纵梁之间设有传力撑架。

优选的，所述传力撑架的一端连接于外横梁和双主梁的连接处，另一端连接于外横梁和边纵梁的连接处。

进一步优选的，相邻的传力撑架之间呈锐角或直角或钝角夹角。

进一步优选的，所述传力撑架以两个为一组相交于外横梁和双主梁的连接处并沿顺桥向间隔设置。

优选的，所述内横梁之间设有横肋，所述横肋两端连接在两侧的边纵梁上。

优选的，所述横肋平行所述内横梁。

进一步优选的，所述边纵梁、桥面板、内横梁和横肋焊接成整体形成正交异性桥面系。

优选的，所述桥面板底面设有沿顺桥向设置的多个纵肋，多个所述纵肋在横桥向间隔设置。

本发明的有益效果是：桥面系与双主梁分离：将桥面系与双主梁分离，使双主梁主要承受纵向荷载，桥面系主要承受横向荷载，较大程度减少了正交异性钢桥面板纵、横向的疲劳叠加，双主梁与桥面系各自受力明确，材料力学性能得到充分利用；桥面系与双主梁通过传力撑架和外横梁连接：桥面荷载通过横肋及边纵梁将节间部分荷载直接传递到传力撑架节点，大大减少了横梁的面外受力，另一部分桥面荷载通过外横梁传递给双主梁；桥面系与双主梁之间采用镂空处理：在满足结构横向刚度要求的前提下，桥面系与双主梁之间采用镂空处理，桥面系满足桥面行车功能要求，桥面系与双主梁形成整体满足结构行车动力要求，同时镂空处理改善了结构的抗风性能，较好地做到了结构宽度、功能与构造的互补。

本发明桥面布置合理紧凑，各构件受力明确，节省钢材，有利于降低工程造价，主要构件采用高强螺栓栓接，减少现场焊接工程量，可有效降低施工费用，具有良好的经济效益；全桥整体性能好，动力性能优，适应了大跨度斜拉桥行车要求，可适用于大跨及超大跨的斜拉桥；同时，桥面布置紧凑，桥上视野开阔，具有良好的社会效益。

一)桥面系与双主梁通过传力撑架及外横梁连接，传力撑架及外横梁分离了桥面系与双主梁，结构受力明确，能充分发挥双主梁的承载能力，节省结构钢材用量，有效降低工程造价；

二)双主梁主要承担结构的纵向荷载，较大程度减少了正交异性钢桥面板纵、横向的疲劳叠加；通过内横梁、横肋及边纵梁将节间部分荷载直接传递到传力撑架节点，大大减少了横梁的面外受力。采用本发明的桥面系结构，有效的改善了结构受力；

三)桥面结构通透，双主梁与桥面系之间的镂空处理节约了钢材，改善了结构的抗风性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是图1的A-A截面图

图3是图1的B-B截面图

图中：双主梁1、外横梁2、内横梁3、边纵梁4、桥面板5、传力撑架6、横肋7、纵肋8。

具体实施方式

下面通过图1～图3以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述，本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，本发明设计的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，包括双主梁1，所述双主梁1之间间隔设有多根横梁，多根所述横梁沿顺桥向间隔设置，所述横梁由两根外横梁2和一根内横梁3组成；两相邻的所述内横梁3的之间设有顺桥向设置的边纵梁4；所述外横梁2一端与边纵梁4连接，另一端与双主梁1侧板连接；所述内横梁3的两端连接在两侧的边纵梁4上；所述边纵梁4之间铺设顺桥向通长的桥面板5；所述双主梁1与边纵梁4之间设有传力撑架6。

优选的，所述传力撑架6的一端连接于外横梁2和双主梁1的连接处，另一端连接于外横梁2和边纵梁4的连接处。

进一步优选的，相邻的传力撑架6之间呈锐角或直角或钝角夹角。

进一步优选的，所述传力撑架6以两个为一组相交于外横梁2和双主梁1的连接处并沿顺桥向间隔设置。

优选的，所述内横梁3之间设有横肋7，所述横肋7两端连接在两侧的边纵梁4上。所述横肋7平行所述内横梁3。

进一步优选的，所述边纵梁4、桥面板5、内横梁2和横肋7焊接成整体形成正交异性桥面系。

优选的，所述桥面板5底面设有沿顺桥向设置的多个纵肋8，多个所述纵肋8在横桥向间隔设置。

优选的，所述桥面板5为钢桥面板。

如图2和图3所示，桥面板5下的纵肋8与桥面板5焊接，桥面板5同时兼作内横梁3和横肋7的上翼缘板。边纵梁4与桥面板5、内横梁3和横肋7焊接成一个整体，形成正交异性桥面系；桥面系与双主梁1通过传力撑架6及外横梁2连接，传力撑架6及外横梁2一端与双主梁1上的节点板连接，另一端与边纵梁4上的节点板连接。所述正交异性桥面系与双主梁1分离。

本发明桥面板5两侧设置两道连续的边纵梁4；在边纵梁4和双主梁1之间设置传力撑架6和外横梁2；桥面系与双主梁1通过传力撑架6和外横梁2连接，桥面系与双主梁1分离，受力更加合理。桥面荷载最终传递到双主梁1上，桥面荷载的传力途径如下：

路径一：桥面荷载通过桥面板5和板下纵肋8经横梁传递到双主梁1；具体的：桥面竖向荷载→桥面板5→内横梁3→外横梁2→双主梁1；

路径二：桥面荷载通过桥面板5和板下纵肋8经横肋7传递到边纵梁4后，一部分通过横梁传递到双主梁1，另一部分通过传力撑架6传递到双主梁1；具体的：桥面竖向荷载→桥面板5→横肋7→边纵梁4→传力撑架6、外横梁2→双主梁1。

本发明桥面布置合理紧凑，各构件受力明确，全桥整体性能好，动力性能优，适应了大跨度斜拉桥行车要求，可适用于大跨及超大跨的斜拉桥。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双主梁密横梁正交异性桥面系结构，包括双主梁(1)，其特征在于：所述双主梁(1)之间间隔设有多根横梁，多根所述横梁沿顺桥向间隔设置，所述横梁由两根外横梁(2)和一根内横梁(3)组成；两相邻的所述内横梁(3)的之间设有顺桥向设置的边纵梁(4)；所述外横梁(2)一端与边纵梁(4)连接，另一端与双主梁(1)侧板连接；所述内横梁(3)的两端连接在两侧的边纵梁(4)上；所述边纵梁(4)之间铺设顺桥向通长的桥面板(5)；所述双主梁(1)与边纵梁(4)之间设有传力撑架(6)。

2.根据权利要求1所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：所述传力撑架(6)的一端连接于外横梁(2)和双主梁(1)的连接处，另一端连接于外横梁(2)和边纵梁(4)的连接处。

3.根据权利要求2所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：相邻的传力撑架(6)之间呈锐角或直角或钝角夹角。

4.根据权利要求1或2或3所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：所述传力撑架(6)以两个为一组相交于外横梁(2)和双主梁(1)的连接处并沿顺桥向间隔设置。

5.根据权利要求1所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：所述内横梁(3)之间设有横肋(7)，所述横肋(7)两端连接在两侧的边纵梁(4)上。

6.根据权利要求5所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：所述横肋(7)平行所述内横梁(3)。

7.根据权利要求5所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：所述边纵梁(4)、桥面板(5)、内横梁(3)和横肋(7)焊接成整体形成正交异性桥面系。

8.根据权利要求1所述的双主梁密横梁正交异性桥面系结构，其特征在于：所述桥面板(5)底面设有沿顺桥向设置的多个纵肋(8)，多个所述纵肋(8)在横桥向间隔设置。