CN112281623A

CN112281623A - 一种纵向v形索塔斜拉桥

Info

Publication number: CN112281623A
Application number: CN202011200623.5A
Authority: CN
Inventors: 吴东升; 王春盛; 卢永成; 张经纬; 齐新; 宋炜
Original assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-01-29

Abstract

本发明提供了一种纵向V形索塔斜拉桥，其特征在于斜拉桥索塔为V型构造，即由两根倾斜塔柱呈一定夹角的结构形式；倾斜塔柱间以拉索连接，同时两根塔柱分别通过拉索吊起主梁的主跨和边跨。本发明将倾斜塔柱的景观造型与合理的受力体系结合，形成一种全新的斜拉桥结构。在不影响行车道通行净空的同时产生丰富的立面造型，兼顾了桥梁功能和景观需求。

Description

一种纵向V形索塔斜拉桥

技术领域

本发明涉及桥梁结构设计技术领域，具体地说是一种纵向V形索塔斜拉桥。

技术背景

斜拉桥是由塔、梁、拉索三种基本构件组成的缆索承重体系。它是以加劲梁受压为主，索塔受压为主及斜拉索受拉的桥梁。所以斜拉桥的三个要素是索塔、构成桥面系的加劲梁、倾斜的拉索，倾斜拉索的一端锚固支撑加劲梁，另一端锚固于索塔。

斜拉桥作为一种极具创造性的桥型，以其便于悬臂施工、经济、多姿多态等优点，在桥梁设计竞赛中屡次战胜传统桥型，成为大跨度桥梁的方案首选。欧洲(德、法)纷纷开始兴起了斜拉桥的建设热潮。20世纪60、70年代后相继在日、美、中等世界范围内迅速推广，并呈现出不同的艺术或技术上的革新。时至今日，国内外对斜拉桥索塔形式的探索趋于停滞，斜拉桥索塔的横向形式较多，有单柱式、双柱式、门式、花瓶式、A形、倒Y形、宝塔式、钻石式等，而纵向形式较少，局限于单柱型、A型、倒Y型、圆型等，越来越难以满足广大人民群众日益提高的审美需求。

在现有技术中，斜拉桥多在横桥向做桥塔造型。当桥面较宽时，为避免侵入机动车道通行净空，倾斜的塔柱下需预留足够宽度，造成桥面空间浪费。而竖直的塔柱会增大桥塔横系梁的尺寸，产生笨重感，同时造成材料浪费。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足产，提供一种纵向V型索塔斜拉桥，以达到充分利用桥面锚索区宽度、兼顾桥梁功能和景观需求的目的。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纵向V型索塔斜拉桥，索塔为V型构造，沿着纵桥向，由倾斜塔柱呈一定夹角组成，所述倾斜塔柱为主跨侧塔柱和边跨侧塔柱；主跨侧塔柱和边跨侧塔柱之间在桥面以上以塔柱间拉索连接，桥面以下连接成整体或分别伸入承台固结；主跨侧塔柱通过主跨拉索吊起主梁的主跨，边跨侧塔柱通过边跨拉索吊起主梁的边跨。

进一步地，所述V型索塔斜拉桥的横桥向可采用单索塔、双索塔或多索塔。

进一步地，所述V型索塔的主跨侧塔柱和边跨侧塔柱的横截面包括但不限于矩形、五边形、多边形、圆形、椭圆形、圆端矩形。主跨侧塔柱和边跨侧塔柱也可采用多构件复合截面，如桁架柱。

进一步地，所述V型索塔的主跨侧塔柱和边跨侧塔柱材质为钢材、混凝土、或新型轻质高强材料。

进一步地，所述V型索塔主跨侧塔柱和边跨侧塔柱根据受力需要可采用不同材料：主跨侧塔柱采用钢材，边跨侧塔柱采用混凝土或钢材内填混凝土形式，此优选方案可平衡主、边跨不平衡弯矩。

进一步地，可调节所述主跨侧塔柱和边跨侧塔柱的长度和倾角，以解决两塔柱不平衡问题。进一步地，所述V型索塔的主跨侧塔柱和边跨侧塔柱间夹角可优选在5-120度间进行调整。

进一步地，所述纵向V型索塔斜拉桥，从主跨至边跨存在三个拉索区，主跨密索以独立或交叉锚固形式过渡为塔柱间稀索，塔柱间稀索再以独立或交叉锚固形式过渡为边跨单索。

进一步地，所述主跨侧塔柱和边跨侧塔柱间连接的拉索为单根大编束拉索或多根拉索。

进一步地，所述V型索塔与主梁边跨连接的拉索，可采用单根大编束拉索，也可采用多根拉索。

进一步地，所述V型索塔的上拉索的锚固方式，采用塔柱两侧拉索直接锚固、交替交叉锚固，或索鞍式通过。

进一步地，所述V型索塔斜拉桥主梁采用：主跨钢梁、边跨混凝土梁的混合梁结构；主跨钢混叠合梁、边跨混凝土梁的混合梁结构；或主边跨均为钢梁、边跨填芯混凝土的结构形式。

本发明的纵向V型索塔斜拉桥在桥塔施工时，先搭设支架施工边跨侧塔柱，再吊装主跨侧塔柱并及时张拉塔柱间拉索，索塔即可自立，后续按常规斜拉桥施工。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明补充了斜拉桥索塔纵向形式较少的空缺，提出了一种新型的纵向索塔形式：V型索塔。本发明将倾斜塔柱的景观造型与合理的受力体系结合，形成了一种全新的斜拉桥结构体系。这种结构形式可以充分利用桥面锚索区宽度。倾斜的塔柱造型产生动感和张力，拉索平衡给人以安全感，整个索塔具有极好的景观性。在不影响行车道通行净空的同时产生丰富的立面造型，兼顾了桥梁功能和景观需求。

附图说明：

图1为本发明的纵向V型索塔斜拉桥总体结构示意图。

图2为本发明的纵向V型索塔斜拉桥中塔柱和拉索结构示意图。

图中：

1主跨侧塔柱；2边跨侧塔柱；3塔柱间拉索；4主跨拉索；5边跨拉索。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例采用附图1和2所示的纵向V型索塔斜拉桥。

具体结构：

索塔为V型构造，沿着纵桥向，由倾斜塔柱呈一定夹角组成，所述倾斜塔柱为主跨侧塔柱1和边跨侧塔柱2；主跨侧塔柱1和边跨侧塔柱2之间在桥面以上以塔柱间拉索3连接，主跨侧塔柱1通过主跨拉索4吊起主梁的主跨，边跨侧塔柱2通过边跨拉索5吊起主梁的边跨。本实施例采用桥面以下连接成整体的方案。

主跨侧塔柱1和边跨侧塔柱2间夹角为85度。主跨侧塔柱1长40米，与铅垂线夹角40度。边跨侧塔柱2长24米，与铅垂线夹角45度。边跨侧塔柱2顶部3m范围内填芯混凝土即可解决两塔柱不平衡问题。

斜拉桥主跨主梁根据构造和受力需求，梁上索距为6-18m，对应斜拉索较多。本桥从主跨至边跨存在三个拉索区，主跨密索以独立或交叉锚固形式过渡为塔柱间稀索，塔柱间稀索再以独立或交叉锚固形式过渡为边跨单索。边跨集中锚固在刚度、配重分布方面均有较多优势。

倾斜塔柱选用材质：

主跨侧塔柱采用钢材，边跨侧塔柱钢材内填混凝土形式。

主跨侧塔柱1和边跨侧塔柱2的横截面均为六边形。

主跨侧塔柱1和边跨侧塔柱2采用箱形钢结构塔柱形式。

主跨侧塔柱1和边跨侧塔柱2间连接的拉索3为三根拉索并列布置。

边跨侧塔柱2上拉索的锚固方式为索鞍式转向器，其余位置均为直接锚固。

V型索塔斜拉桥主梁采用主跨钢梁、边跨混凝土梁的混合梁结构。

施工工序：

斜拉桥整体施工工序：可以先梁后塔，也可先塔后梁，后续施工方法与常规斜拉桥无异。桥塔施工时，可先搭设支架施工边跨侧塔柱，再吊装主跨侧塔柱并及时张拉塔柱间拉索，索塔即可自立，后续按常规斜拉桥施工。

效果说明：

本实施例斜拉桥桥型可满足公路、市政道路各级汽车荷载等级的通行需求，适用主跨跨径约70米至100米，适用宽度20米至50米。

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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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效物界定。

Claims

1.一种纵向V型索塔斜拉桥，索塔为V型构造，沿着纵桥向，由倾斜塔柱呈一定夹角组成，所述倾斜塔柱为主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)；主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)之间在桥面以上以塔柱间拉索(3)连接，桥面以下连接成整体或分别伸入承台固结；主跨侧塔柱(1)通过主跨拉索(4)吊起主梁的主跨，边跨侧塔柱(2)通过边跨拉索(5)吊起主梁的边跨。

2.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的V型索塔的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)材质为钢材、混凝土、或新型轻质高强材料。

3.如权利要求2所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)采用不同材质：主跨侧塔柱(1)采用钢材，边跨侧塔柱(2)采用混凝土或钢材内填混凝土形式。

4.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于调节其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)的长度和倾角，以解决两塔柱不平衡问题。

5.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)间夹角为5-120度。

6.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于从其中的主跨至边跨存在三个拉索区，主跨密索以独立或交叉锚固形式过渡为塔柱间稀索，塔柱间稀索再以独立或交叉锚固形式过渡为边跨单索。

7.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)的横截面包括但不限于矩形、五边形、多边形、圆形、椭圆形、圆端矩形。

8.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)可采用多构件复合截面。

9.如权利要求8所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)为桁架柱。

10.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的主跨侧塔柱(1)和边跨侧塔柱(2)间连接的拉索(3)为单根大编束拉索或多根拉索。

11.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的V型索塔的上拉索的锚固方式，采用塔柱两侧拉索直接锚固、交替交叉锚固，或索鞍式通过。

12.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于其中的V型索塔斜拉桥主梁采用：主跨钢梁、边跨混凝土梁的混合梁结构，主跨钢混叠合梁、边跨混凝土梁的混合梁结构，或主边跨均为钢梁、边跨填芯混凝土的结构形式。

13.如权利要求1所述的纵向V型索塔斜拉桥，其特征在于桥塔施工时，先搭设支架施工边跨侧塔柱(2)，再吊装主跨侧塔柱(1)并及时张拉塔柱间拉索(3)，索塔即可自立，后续按常规斜拉桥施工。