CN112030711A - 一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，包括主梁、桥墩、桥塔以及两端分别锚固于桥塔和主梁上的多根斜拉索，所述桥墩包括设置在顺桥向两侧与主梁固结的低墩，以及设置在顺桥向中部与主梁固结的高墩；所述桥塔包括边塔和中塔，所述边塔底部与低墩对应处的主梁固结，所述中塔底部与高墩对应处的主梁固结，所述中塔桥面以上塔高大于边塔桥面以上塔高。该斜拉桥结构采用高低塔与高低墩结合的桥梁设计方案，通过高墩和低墩的结合不但解决了地形高差大的缺点，变地形缺点为建桥优势，缩减了桥梁边跨长度，减少了桥梁长度和高墩数量，降低了工程造价，同时结合高塔和低塔的错落布置，使得结构更具富有美感。

Description

一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构

技术领域

本发明属于铁路桥梁工程技术领域，具体涉及一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构。

背景技术

传统的铁路斜拉桥，多为对称等高桥塔，如图1和图2所示，其结构体系可分为墩梁分离和墩梁固结，但该传统桥梁结构形式多用于桥跨和联长较小且地形较为平坦的地区；并且对于墩梁分离体系需要在墩顶设置大吨位支座，造价高且在山区高墩桥梁中施工极为困难；墩梁固结体系避免了大吨位支座设置和更换，但适用跨度领域极为有限。

而当桥址处两岸地形高差较大或V形峡谷时，尤其是高差超过百米时，此时使用传统斜拉桥形式，则需要增大桥跨或者高墩数量多，造成投资浪费且施工风险随之加大。

因此，为适应两岸地形高差大和V形峡谷的工程建设条件，使得斜拉桥这一结构形式依然适用且更为经济，就需对传统斜拉桥进行改进和优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，至少可以解决上述现有技术中存在部分缺陷。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，包括主梁、桥墩、桥塔以及两端分别锚固于桥塔和主梁上的多根斜拉索，所述桥墩包括设置在顺桥向两侧与主梁固结的低墩，以及设置在顺桥向中部与主梁固结的高墩；所述桥塔包括边塔和中塔，所述边塔底部与低墩对应处的主梁固结，所述中塔底部与高墩对应处的主梁固结，所述中塔桥面以上塔高大于边塔桥面以上塔高。

进一步的，所述桥塔为双柱式桥塔，且桥塔于桥墩、主梁、桥塔三者固结处分叉为两个独立塔柱。

进一步的，所述桥塔顺桥向截面呈拱形，且中塔顺桥向最宽处宽度大于边塔顺桥向最宽宽度，所述中塔与边塔横桥向宽度一致。

进一步的，所述高墩采用矩形截面空心墩，且且高墩平行于主梁的横截面积沿高度方向由上至下逐渐扩增。

进一步的，所述高墩表面设有钢筋混凝土凸形装饰条。

进一步的，所述低墩采用双肢薄壁墩。

进一步的，所述低墩包括第一低墩和第二低墩，所述第一低墩的高度大于第二低墩高度，所述第一低墩的双肢薄壁下部间距小于第二低墩的双肢薄壁下部间距。

进一步的，所述主梁横截面为箱型混凝土截面，且主梁底部呈圆曲线或抛物线布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构采用高低塔与高低墩结合的桥梁设计方案，通过高墩和低墩的结合不但解决了地形高差大的缺点，变地形缺点为建桥优势，缩减了桥梁边跨长度，减少了桥梁长度和高墩数量，降低了工程造价，同时结合高塔和低塔的错落布置，使得结构更具富有美感。

(2)本发明提供的这种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构通过边塔侧双肢薄壁桥墩和中塔侧空心墩组合的结构形式，既提高了结构强度和刚度，又较好解决了长联大跨桥梁温度力和地震力作用下受力不利的难题。

(3)本发明提供的这种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构结构简单经济，因工程量缩减，工期相较于传统斜拉桥大大缩短，特别适用于桥梁两岸地形高差相差较大或V形峡谷地形上修建，可在峡谷桥梁建设中大大推广，社会作用大且能发挥很大的经济效益。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是传统墩梁分离的斜拉桥结构示意图；

图2是传统两塔三跨、等高塔的斜拉桥结构示意图；

图3是本发明多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构示意图；

图4是本发明多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构的三维模型图；

图5是本发明中低墩的横立面示意图；

图6是本发明中高墩的横立面示意图。

附图标记说明：1、边塔；2、中塔；3、主梁；4、斜拉索；5、第一低墩；6、高墩；7、第二低墩；8、钢筋混凝土凸形装饰条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图3和图4所示，本实施例提供了一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，包括主梁3、桥墩、桥塔以及两端分别锚固于桥塔和主梁3上的多根斜拉索4，所述桥墩包括设置在顺桥向两侧与主梁3固结的低墩，以及设置在顺桥向中部与主梁3固结的高墩6；所述桥塔包括边塔1和中塔2，所述边塔1底部与低墩对应处的主梁3固结，所述中塔2底部与高墩6对应处的主梁3固结，所述中塔2桥面以上塔高大于边塔1桥面以上塔高。本实施例突破常规两塔三跨斜拉桥结构形式，针对山区峡谷地形修建大跨度斜拉桥，充分利用桥址处V形地形条件，利用高墩和低墩的结合解决了地形高差大的缺点，变地形缺点为建桥优势，并且利用高塔+大跨跨越峡谷河流，减少桥墩数量，利用低塔+小跨与两岸路基完成顺接，缩减桥长，大大降低了工程造价，同时结合高塔和低塔的错落布置，使得结构更具富有美感。

细化的实施方式，所述桥塔为双柱式桥塔，且桥塔于桥墩、主梁3、桥塔三者固结处分叉为两个独立塔柱；为了适应分丝管索鞍，塔柱采用矩形实体截面，所述桥塔顺桥向截面呈拱形，且中塔2顺桥向最宽处宽度大于边塔1顺桥向最宽宽度，所述中塔2与边塔1横桥向宽度一致。具体的，中塔2桥面以上塔柱高45m，边塔1桥面以上塔柱高35.5m，顺桥向边塔1最宽12m、中塔2最宽16m，横桥向边塔1和中塔2宽2.5m。

如图1和5所示，所述低墩采用双肢薄壁墩，在低塔（即边塔1）侧配合采用此双肢薄壁墩结构设计，降低了桥墩抗推刚度，增强了长联大跨桥梁温度力的适应性，可有效克服长联大跨桥梁温度力和地震力作用下受力的不利影响，进一步使得桥型方案和地理环境完美结合。进一步的，为了适应地理环境，可将桥梁顺桥向两侧的低墩也设计成不同高度，相应的，根据墩高的高低，将双肢薄壁的高度范围相应增减以此改善桥墩的纵向变形问题；具体的，所述低墩包括第一低墩5和第二低墩7，所述第一低墩5的高度大于第二低墩7高度，同时设计所述第一低墩5的双肢薄壁下部间距小于第二低墩7的双肢薄壁下部间距，具体的，第一低墩的双肢薄壁下部仅留有50cm缝隙，此结构设计配合第一低墩5的高度，增大了第一低墩5的受力面积。

所述高墩6采用矩形截面空心墩，空心墩具有截面积小、自重轻、结构刚度好等优点，在高塔（即中塔2）侧配合采用此空心墩的高墩6设计，提高了结构强度和刚度；具体的，如图6所示，所述高墩6平行于主梁3的横截面积沿高度方向由上至下逐渐扩增，即高墩6底部平行于主梁3的横截面积大于高墩6顶部的横截面积，此结构设计增大了桥梁的刚度和承载能力。

优化的，如图1和图6所示，所述高墩6表面设有钢筋混凝土凸形装饰条8，高墩6上的钢筋混凝土凸形装饰条8可与其两侧的双肢薄壁墩遥相呼应，从而在视觉上形成三个薄壁墩同桥布置，景观效果更佳。

所述主梁3横截面为箱型混凝土截面，且主梁3底部呈圆曲线或抛物线布置，斜拉索4则采用箱外锚固形式。

本实施例的这种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构在传统等高对称双塔斜拉桥的基础上进行优化改造，施工方法与传统斜拉桥无明显差别，但在结构上创造性地使用多塔高低塔组合、空心墩与双肢薄壁墩组合技术，解决了山区宽深峡谷跨越难题，充分利用地形条件，缩短了桥梁跨度、降低了工程造价，其结构简单、适用性范围广，经济性良好，可在山区桥梁建设中大大推广。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，包括主梁、桥墩、桥塔以及两端分别锚固于桥塔和主梁上的多根斜拉索，其特征在于：所述桥墩包括设置在顺桥向两侧与主梁固结的低墩，以及设置在顺桥向中部与主梁固结的高墩；所述桥塔包括边塔和中塔，所述边塔底部与低墩对应处的主梁固结，所述中塔底部与高墩对应处的主梁固结，所述中塔桥面以上塔高大于边塔桥面以上塔高。

2.如权利要求1所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述桥塔为双柱式桥塔，且桥塔于桥墩、主梁、桥塔三者固结处分叉为两个独立塔柱。

3.如权利要求2所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述桥塔顺桥向截面呈拱形，且中塔顺桥向最宽处宽度大于边塔顺桥向最宽宽度，所述中塔与边塔横桥向宽度一致。

4.如权利要求1所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述高墩采用矩形截面空心墩，且高墩平行于主梁的横截面积沿高度方向由上至下逐渐扩增。

5.如权利要求4所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述高墩表面设有钢筋混凝土凸形装饰条。

6.如权利要求1所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述低墩采用双肢薄壁墩。

7.如权利要求6所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述低墩包括第一低墩和第二低墩，所述第一低墩的高度大于第二低墩高度，所述第一低墩的双肢薄壁下部间距小于第二低墩的双肢薄壁下部间距。

8.如权利要求1所述的一种多塔高低塔刚构体系斜拉桥结构，其特征在于：所述主梁横截面为箱型混凝土截面，且主梁底部呈圆曲线或抛物线布置。

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