CN107794835A - 一种全拼装隐式矮塔斜拉桥 - Google Patents

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胡可
杨晓光
曹光伦
王凯
陈亮
梅应华
梁长海
魏民
朱军
石雪飞
阮欣
刘志权
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Anhui Transportation Holding Group Co Ltd
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    • E01D11/04—Cable-stayed bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01D15/133—Portable or sectional bridges built-up from readily separable standardised sections or elements, e.g. Bailey bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/14—Towers; Anchors ; Connection of cables to bridge parts; Saddle supports

Abstract

本发明涉及一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，包括跨内拉索、预制箱梁节段、跨内转向隔板、跨端锚索隔板，所述预制箱梁节段组装形成带有梁体箱的梁体，所述跨内转向隔板与跨端锚索隔板设置在梁体箱内，所述跨内拉索全部隐藏于梁体箱内，所述跨内拉索以跨内转向隔板、跨端锚索隔板调整位置并进行锚固。与现有技术相比，本发明整合“矮塔斜拉桥、轻型薄壁箱梁、通用模块拼装”三项技术，创造了一种全新的桥梁结构型式，填补了我国梁式桥体外配索技术在设计的理论、方法和规范上存在缺陷和空白；桥梁建造快、成本低、质量高、景观好；斜拉索等关键结构可到达、可检测、易维修、易更换。

Description

一种全拼装隐式矮塔斜拉桥
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，尤其是涉及一种全拼装隐式矮塔斜拉桥。
背景技术
传统矮塔斜拉桥包括斜拉索、索塔、主梁等主要部分，结构型式简洁，整体性能优越，是桥梁工程常用的桥型之一。国内外对其发展均十分重视，至上世纪90年代，已在结构构造、设计计算、施工工法等方面进行了深入研究，并建立了完整的技术体系。
在国内，矮塔斜拉桥作为一种斜拉桥的发展顺利，但作为一种梁式桥的发展初衷反未得到重视，并开始产生明显的不平衡：①矮塔斜拉桥的发展越来越接近常规斜拉桥。索塔逐渐增高，而主梁由于矮塔斜拉桥的单索面特征并未相应降低。拉索功能发挥不足，结构特性出现矛盾。②矮塔斜拉桥的发展与梁式桥的发展未能有效衔接。工业化建造模式下，梁式桥体外配索技术的应用日见广泛，但体外索在设计的理论、方法和规范的跟进上明显滞后。目前，设计人员仍然基于平面变形假定对梁式桥进行截面强度的验算，而这一假定已完全不适用体外配索的梁式桥，此类计算结果与实际存在明显偏差，造成体外配索不能独立，结构设计极不合理。令人遗憾的是，至今对这一现象在根本上进行变革的尝试还未见报道。
发明内容
针对上述国内矮塔斜拉桥的发展与梁式桥的发展未能有效衔接，梁式桥体外配索技术在设计的理论、方法和规范上存在缺陷和空白的问题，本发明提供一种全拼装隐式矮塔斜拉桥。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，包括跨内拉索、预制箱梁节段、跨内转向隔板、跨端锚索隔板，所述预制箱梁节段组装形成带有梁体箱的梁体，所述跨内转向隔板与跨端锚索隔板设置在梁体箱内，所述跨内拉索全部隐藏于梁体箱内，所述跨内拉索以跨内转向隔板、跨端锚索隔板调整位置并进行锚固。
所述梁体的下端为梁底，梁体上端设置跨端，所述跨内拉索在跨内梁底锚固于跨内转向隔板上，在跨端弯起锚固于跨端锚索隔板上。
所述跨内拉索在跨内转向隔板处主要对梁体提供竖向反力，在跨端锚索隔板处主要对梁体提供纵向压力。由此，跨内拉索具有完整的斜拉索功能，并表现为一种独特的桥梁结构——隐式斜拉索。可按相应的斜拉索标准进行设计和计算。
跨端锚索隔板锚固弯起的跨内拉索，在作为梁体端横隔板的同时，更表现为一种独特的桥梁结构——隐式索塔。
当桥梁为多跨连续时，跨端锚索隔板在连续处组合为一体，各跨跨内拉索交叉锚固于连续处的跨端锚索隔板上。由此，跨端锚索隔板兼有独特的索塔功能，可按相应的梁体隔板和斜拉桥索塔的标准进行设计和计算。
梁体下方由边墩与中墩支撑。
所述预制箱梁节段包括顶板、底板及腹板，所述底板与顶板平行，所述腹板设置在顶板于底板之间，且顶板、底板及腹板围成梁体箱。
由于按矮塔斜拉桥设计，所述预制箱梁节段可不采用其他纵向预应力及锚固设施，节段的结构及构造大为简化，在进行桥梁的标准化节段预制和通用型模块拼装时，具有更好的适应性、经济性和施工效率。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1、整合“矮塔斜拉桥、轻型薄壁箱梁、通用模块拼装”三项技术，创造了一种全新的桥梁结构型式，填补了我国桥梁技术的一项空白。
2、解决了国内梁式桥体外配索技术发展在设计的理论、方法和规范上存在缺陷和空白的问题，计算的准确性、设计的合理性有效提高。
3、按矮塔斜拉桥设计的节段可不采用其他纵向预应力及锚固设施，结构及构造简化，能更好地实现桥梁的标准化节段预制和通用型模块拼装。桥梁建造快、成本低、质量高、景观好。关键结构可到达、可检测、易维修、易更换。
附图说明
图1为本发明的全拼装隐式矮塔斜拉桥示意图；
图2为图1的隐式矮塔斜拉桥工作原理示意图；
图3为图1的多跨连续拉索及锚索构造示意图；
图4为图1的标准化薄壁预制箱梁节段示意图。
图中序号：1、全拼装隐式矮塔斜拉桥，2、跨内拉索，3、预制箱梁节段，4、跨内转向隔板，5、跨端锚索隔板，6、梁底，7、跨端，8、顶板，9、底板，10、腹板，11、边墩，12、中墩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，全拼装隐式矮塔斜拉桥1包括跨内拉索2、预制箱梁节段3、跨内转向隔板4、跨端锚索隔板5，预制箱梁节段3组装形成带有梁体箱的梁体，跨内转向隔板4与跨端锚索隔板5设置在梁体箱内，跨内拉索2全部隐藏于梁体箱内，跨内拉索2以跨内转向隔板4、跨端锚索隔板5调整位置并进行锚固。梁体的下端为梁底6，梁体上端设置跨端7，跨内拉索2在跨内梁底6锚固于跨内转向隔板4上，在跨端7弯起锚固于跨端锚索隔板5上。梁体下方由边墩11与中墩12支撑。
本实施例中，全拼装隐式矮塔斜拉桥1为4车道30m跨径3跨连续全拼装隐式矮塔斜拉桥。
本实施例中，每跨设置的8根跨内拉索2。
参考图2，跨内拉索2在跨内转向隔板4处主要对梁体提供竖向反力，在跨端锚索隔板5处主要对梁体提供纵向压力。由此，跨内拉索2具有完整的斜拉索功能，并表现为一种独特的桥梁结构——隐式斜拉索。可按相应的斜拉索标准进行设计和计算。
跨端锚索隔板5锚固弯起的跨内拉索2，在作为梁体端横隔板的同时，更表现为一种独特的桥梁结构——隐式索塔。
参考图3，当桥梁为多跨连续时，跨端锚索隔板在连续处组合为一体，各跨跨内拉索交叉锚固于连续处的跨端锚索隔板5上。由此，跨端锚索隔板兼有独特的索塔功能，可按相应的梁体隔板和斜拉桥索塔的标准进行设计和计算。
参考图4，预制箱梁节段3包括顶板8、底板9及腹板10，底板9与顶板8平行，腹板10设置在顶板8于底板9之间，且顶板8、底板9及腹板10围成梁体箱。由于按矮塔斜拉桥设计，预制箱梁节段3的顶板8、底板9和腹板10无传统设置的纵向预应力管道及锚固设施，全跨及各跨采用了相同截面尺寸：顶板8厚22cm，底板9厚20cm，腹板10厚35cm，更好地适应了桥梁的标准化节段预制和通用型模块拼装。预制箱梁节段3单位面积混凝土用量比体内预应力或体内、外混合预应力箱梁低20～25％。
由于按矮塔斜拉桥设计，预制箱梁节段可不采用其他纵向预应力及锚固设施，节段的结构及构造大为简化，在进行桥梁的标准化节段预制和通用型模块拼装时，具有更好的适应性、经济性和施工效率。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，其特征在于，包括跨内拉索(2)、预制箱梁节段(3)、跨内转向隔板(4)、跨端锚索隔板(5)，所述预制箱梁节段(3)组装形成带有梁体箱的梁体，所述跨内转向隔板(4)与跨端锚索隔板(5)设置在梁体箱内，所述跨内拉索(2)全部隐藏于梁体箱内，所述跨内拉索(2)以跨内转向隔板(4)、跨端锚索隔板(5)调整位置并进行锚固。
2.根据权利要求1所述的一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，其特征在于，所述梁体的下端为梁底(6)，梁体上端设置跨端(7)，所述跨内拉索(2)在跨内梁底(6)锚固于跨内转向隔板(4)上，在跨端(7)弯起锚固于跨端锚索隔板(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，其特征在于，所述跨内拉索(2)在跨内转向隔板(4)处主要对梁体提供竖向反力，在跨端锚索隔板(5)处主要对梁体提供纵向压力。
4.根据权利要求1所述的一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，其特征在于，当桥梁为多跨连续时，跨端锚索隔板(5)在连续处组合为一体，各跨跨内拉索交叉锚固于连续处的跨端锚索隔板(5)上。
5.根据权利要求1所述的一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，其特征在于，梁体下方由边墩(11)与中墩(12)支撑。
6.根据权利要求1所述的一种全拼装隐式矮塔斜拉桥，其特征在于，所述预制箱梁节段(3)包括顶板(8)、底板(9)及腹板(10)，所述底板(9)与顶板(8)平行，所述腹板(10)设置在顶板(8)于底板(9)之间，且顶板(8)、底板(9)及腹板(10)围成梁体箱。
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