CN108342980A - 一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构 - Google Patents

一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构。包括上平联和位于上平联正下方的下平联；下平联与上平联固定连接形成沿顺桥向延伸的钢桁梁；上平联通过吊杆吊挂于悬索桥主缆上，还包括固定在上平联上的桥面系；桥面系包括桥面结构以及位于桥面结构下方的支撑结构；支撑结构包括沿水平顺桥向方向布置的大纵梁；大纵梁包括两块沿横桥向间隔布置的工字钢；工字钢两端固定在上平联上，两根工字钢之间通过连接结构连为一体；所述的桥面结构固定在工字钢的上端翼缘板上。本发明结构简单，安装方便，在保证整个桥梁体系强度的前提下，节省了大量材料，降低了成本，提高了施工效率，具有极大的推广价值。

Description

一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构
技术领域
本发明涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构。
背景技术
目前国内运行铁路的悬索桥多以公铁两用为主，至今未有运行开通的纯铁路悬索桥。国内公铁两用悬索桥均采用分层布置的钢桁梁，虽然钢桁梁技术成熟，但仍然存在很多不够完善的地方：
1、铁路大多在下层运行，公路上层运行，桥塔高度高且引桥长度较大，工程投资大。
2、钢桁梁桥面系以正交异形板体系为主，钢结构疲劳问题大。
3、钢桁梁杆件较多，用钢量大且桥面大面积封闭，抗风性能差。
4、制造、运输、安装难度大。
当今，国内修建铁路悬索桥的机会越来越多，寻求更为经济、结构合理且施工便捷的结构形式是大势所趋。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术的铁路悬索桥钢桁梁均为下承式结构，无法达到降低工程造价、不能解决钢构件疲劳的问题，提供一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构。
本发明的技术方案为：一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，包括上平联和位于上平联正下方的下平联；所述的下平联与上平联固定连接形成沿顺桥向延伸的钢桁梁；所述的上平联通过吊杆吊挂于悬索桥主缆上，其特征在于：还包括固定在上平联上的桥面系；所述的桥面系包括桥面结构以及位于桥面结构下方的支撑结构；所述的支撑结构包括沿水平顺桥向方向布置的大纵梁；所述的大纵梁包括两块沿横桥向间隔布置的工字钢；所述的工字钢顺桥向两端固定在上平联上，两根工字钢之间通过连接结构连为一体；所述的桥面结构固定在工字钢的上端翼缘板上。
进一步的所述的连接结构包括多根设置于两根工字钢之间的水平连杆和倾斜连杆；所述的水平连杆沿水平横桥向布置，其横桥向两端分别固定在两根工字钢处于同一水平高度的翼缘板上；所述的倾斜连杆沿竖向倾斜布置，其上下两端分别固定在两根工字钢不同水平高度的翼缘板上。
进一步的所述的支撑结构包括多根沿水平顺桥向布置的小纵梁；所述的小纵梁为顺桥向固定在上平联上的型钢结构，多根小纵梁沿横桥向方向间隔布置；所述的桥面结构固定在小纵梁的上端面。
进一步的所述的小纵梁与大纵梁沿横桥向方向间隔布置。
进一步的所述的桥面结构包括固定在大纵梁、小纵梁和上平联上的道砟板以及设置于道砟板上的道砟；所述的道砟上布置有至少一条沿顺桥向方向延伸的单线轨道；所述的每条单线轨道下方对应一条沿顺桥向方向布置的大纵梁，两者中心线在竖直方向上的投影重合。
进一步的所述的上平联包括两根沿横桥向间隔布置的上弦杆以及多根沿顺桥向间隔布置于两根上弦杆之间的横梁；所述的横梁为两端分别固定在两根上弦杆上沿水平横桥向布置的钢构件；所述的工字钢顺桥向两端分别固定在两根相邻的横梁上；所述的上弦杆通过吊杆吊挂于悬索桥主缆上。
进一步的所述的下平联包括两根沿横桥向间隔布置的下弦杆；所述的下弦杆与上弦杆固定连接，两根下弦杆之间设置有多根下平联横杆和下平联斜杆；所述的下平联横杆沿水平横桥向布置，其两端分别固定在两根下弦杆上；所述的下平联斜杆一端固定在下平联横杆的中间，另一端固定在下平联横杆与下弦杆的连接处。
进一步的位于桥面系同侧的上弦杆和下弦杆之间设置有竖腹杆和斜腹杆；所述的竖腹杆沿竖直方向布置，其上下两端分别固定在上弦杆和下弦杆上；所述的斜腹杆沿竖向倾斜布置，上端固定在竖腹杆与上弦杆连接处，下端固定在相邻一根竖腹杆与下弦杆的连接处。
进一步的所述的下弦杆与横梁之间设置有斜撑；所述的斜撑为沿竖向倾斜布置的钢构件，其上端与横梁固结，下端固定在下弦杆上。
进一步的所述的斜撑上端与横梁的连接点位于单线轨道的正下方。
本发明的优点有：
1、通过上承式钢桁梁，铁路在钢桁梁上层运行，可以降低桥塔高度和边缆内力；
2、通过上承式钢桁梁，铁路在钢桁梁上层运行，可以一定程度缩减铁路悬索桥边跨长度，同时降低主塔处钢梁杆件内力；
3、通过横梁+大、小纵梁的明桥面体系，抗风性能好，同时节省了钢材用量，降低了主梁重量，从而直接缩减主缆、锚碇和基础等的工程数量，经济性更好；
4、杆件数量减少，制造、运输、安装等相比传统钢桁梁较为便捷，施工速度快。
本发明结构简单，安装方便，在保证整个桥梁体系强度的前提下，节省了大量材料，降低了成本，提高了施工效率，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的结构示意图(仅一条单线轨道)；
图2：本发明的桥面系结构示意图(仅一条单线轨道)；
图3：本发明的结构示意图(两条单线轨道)；
图4：本发明的桥面系结构示意图(两条单线轨道)；
图5：本发明的大纵梁结构示意图；
图6：本发明的下平联结构示意图；
其中：1—上弦杆；2—横梁；3—悬索桥主缆；4—工字钢；5—水平连杆；6—倾斜连杆；7—小纵梁；8—道砟板；9—道砟；10—单线轨道；11—下弦杆；12—下平联横杆；13—下平联斜杆；14—竖腹杆；15—斜腹杆；16—斜撑。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～6，一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，本实施例包括钢桁梁和桥面系，其中桥面系固定在钢桁梁的上端，为上承式结构。
如图1～4所示，钢桁梁包括上平联和下平联，包括两根沿横桥向间隔布置的上弦杆1以及多根沿顺桥向间隔布置于两根上弦杆1之间的横梁2，横梁2为两端分别固定在两根上弦杆1上沿水平横桥向布置的钢构件，上弦杆1通过吊杆吊挂于悬索桥主缆3上。
如图1～4和6所示，本实施例的下平联包括两根沿横桥向间隔布置的下弦杆11，下弦杆11与上弦杆1固定连接，两根下弦杆11之间设置有多根下平联横杆12和下平联斜杆13，下平联横杆12沿水平横桥向布置，其两端分别固定在两根下弦杆11上，下平联斜杆13一端固定在下平联横杆12的中间，另一端固定在下平联横杆12与下弦杆11的连接处。本实施例的下平联结构通过下平联横杆12和下平联斜杆13形成K型支撑结构。
上平联和下平联相互之间固结，如图1～4所示，位于桥面系同侧的上弦杆1和下弦杆11之间设置有竖腹杆14和斜腹杆15，竖腹杆14沿竖直方向布置，其上下两端分别固定在上弦杆1和下弦杆11上，斜腹杆15沿竖向倾斜布置，上端固定在竖腹杆14与上弦杆1连接处，下端固定在相邻一根竖腹杆14与下弦杆11的连接处。下弦杆11与横梁2之间设置有斜撑16，斜撑16为沿竖向倾斜布置的钢构件，其上端与横梁2固结，下端固定在下弦杆11上。
如图1～4所示，本实施例的桥面系固定在上平联上，桥面系包括桥面结构以及用于承载桥面结构的支撑结构。其中，支撑结构包括沿水平顺桥向方向布置的大纵梁，大纵梁包括两块沿横桥向间隔布置的工字钢4，工字钢4顺桥向两端分别固定在相邻两根横梁2上，两根工字钢4之间通过连接结构连为一体，桥面结构固定在工字钢4的上端翼缘板上。
如图1～4和5所示，连接结构包括多根设置于两根工字钢4之间的水平连杆5和倾斜连杆6，水平连杆5沿水平横桥向布置，其横桥向两端分别固定在两根工字钢4处于同一水平高度的翼缘板上，倾斜连杆6沿竖向倾斜布置，其上下两端分别固定在两根工字钢4不同水平高度的翼缘板上。水平连杆5可以沿水平横桥向方向布置，也可以沿水平倾斜方向布置，通过水平连杆5和倾斜连杆6能够有效提高两块工字钢4的结构稳定性。
大纵梁为支撑桥面结构的主要承载基础，另外，为了增加整个顺桥向的支撑强度，本实施例在相邻两根横梁2之间布置有多根小纵梁7.如图1～4所示，小纵梁7为顺桥向两端分别固定在相邻两根横梁2上的型钢结构，多根小纵梁7沿横桥向方向间隔布置。
大纵梁和小纵梁7沿横桥向间隔布置，与横梁2形成支撑桥面结构的桁架结构。其中，桥面结构如图1～4所示，包括固定在大纵梁、小纵梁7和横梁2上的道砟板8以及设置于道砟板8上的道砟9，道砟9上布置有至少一条沿顺桥向方向延伸的单线轨道10，单线轨道9靠上弦杆1的一侧布置有人行通道。每条单线轨道10下方对应一条沿顺桥向方向布置的大纵梁，两者中心线在竖直方向上的投影重合。
本实施例根据单线轨道10的数量设置大纵梁的数量，为了提高大纵梁结构稳定性，本实施例将斜撑16上端与横梁2的连接点布置于单线轨道10的正下方。
本实施例上弦杆1与下弦杆11为箱型结构，为了增强弦杆结构强度，本实施例在弦杆箱体内设置有很多的加劲肋。
本实施例的顺桥向方向指图1～4中垂直纸面的方向，横桥向指图1～4中的左右方向，竖直方向指图1～4中的上下方向。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，包括上平联和位于上平联正下方的下平联；所述的下平联与上平联固定连接形成沿顺桥向延伸的钢桁梁；所述的上平联通过吊杆吊挂于悬索桥主缆(3)上，其特征在于：还包括固定在上平联上的桥面系；所述的桥面系包括桥面结构以及位于桥面结构下方的支撑结构；所述的支撑结构包括沿水平顺桥向方向布置的大纵梁；所述的大纵梁包括两块沿横桥向间隔布置的工字钢(4)；所述的工字钢(4)顺桥向两端固定在上平联上，两根工字钢(4)之间通过连接结构连为一体；所述的桥面结构固定在工字钢(4)的上端翼缘板上。
2.如权利要求1所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的连接结构包括多根设置于两根工字钢(4)之间的水平连杆(5)和倾斜连杆(6)；所述的水平连杆(5)沿水平横桥向布置，其横桥向两端分别固定在两根工字钢(4)处于同一水平高度的翼缘板上；所述的倾斜连杆(6)沿竖向倾斜布置，其上下两端分别固定在两根工字钢(4)不同水平高度的翼缘板上。
3.如权利要求1所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的支撑结构包括多根沿水平顺桥向布置的小纵梁(7)；所述的小纵梁(7)为顺桥向固定在上平联上的型钢结构，多根小纵梁(7)沿横桥向方向间隔布置；所述的桥面结构固定在小纵梁(7)的上端面。
4.如权利要求3所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的小纵梁(7)与大纵梁沿横桥向方向间隔布置。
5.如权利要求1所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的桥面结构包括固定在大纵梁、小纵梁(7)和上平联上的道砟板(8)以及设置于道砟板(8)上的道砟(9)；所述的道砟(9)上布置有至少一条沿顺桥向方向延伸的单线轨道(10)；所述的每条单线轨道(10)下方对应一条沿顺桥向布置的大纵梁，两者中心线在竖直方向上的投影重合。
6.如权利要求1所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的上平联包括两根沿横桥向间隔布置的上弦杆(1)以及多根沿顺桥向间隔布置于两根上弦杆(1)之间的横梁(2)；所述的横梁(2)为两端分别固定在两根上弦杆(1)上沿水平横桥向布置的钢构件；所述的工字钢(4)顺桥向两端分别固定在两根相邻的横梁(2)上；所述的上弦杆(1)通过吊杆吊挂于悬索桥主缆上。
7.如权利要求1所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的下平联包括两根沿横桥向间隔布置的下弦杆(11)；所述的下弦杆(11)与上弦杆(1)固定连接，两根下弦杆(11)之间设置有多根下平联横杆(12)和下平联斜杆(13)；所述的下平联横杆(12)沿水平横桥向布置，其两端分别固定在两根下弦杆(11)上；所述的下平联斜杆(13)一端固定在下平联横杆(12)的中间，另一端固定在下平联横杆(12)与下弦杆(11)的连接处。
8.如权利要求7所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：位于桥面系同侧的上弦杆(1)和下弦杆(11)之间设置有竖腹杆(14)和斜腹杆(15)；所述的竖腹杆(14)沿竖直方向布置，其上下两端分别固定在上弦杆(1)和下弦杆(11)上；所述的斜腹杆(15)沿竖向倾斜布置，上端固定在竖腹杆(14)与上弦杆(1)连接处，下端固定在相邻一根竖腹杆(14)与下弦杆(11)的连接处。
9.如权利要求8所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的下弦杆(11)与横梁(2)之间设置有斜撑(16)；所述的斜撑(16)为沿竖向倾斜布置的钢构件，其上端与横梁(2)固结，下端固定在下弦杆(11)上。
10.如权利要求9所述的一种铁路悬索桥上承式钢桁梁桥面结构，其特征在于：所述的斜撑(16)上端与横梁(2)的连接点位于单线轨道(10)的正下方。
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