CN114753235A - 中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，将传统大型轮廓异形、构造复杂的拱梁支撑结构化繁为简为两个上下分离的肋间上钢横梁和肋间连接钢横梁，肋间连接钢横梁跨中底部通过钢斜撑与混凝拱座相连，形成半柔性支撑体系；两横梁分别承担上部荷载和拱肋横向联结作用，结构传力路径清晰、受力简单，便于施工安装和后期管养；钢斜撑的设置大大减小了肋间连接钢横梁跨中弯矩和竖向位移，显著提供支撑体系刚度和整体稳定性；边孔桥跨结构均匀布设立柱支撑，多支座摩阻力下限制桥跨纵移，避免了单点限位的应力集中问题，可取消昂贵阻尼器，降低工程造价，使得桥跨结构刚度平稳过渡，降低吊杆的应力变化幅值，进而提高吊杆的可靠度和耐久性。

Description

中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系。

背景技术

中承式拱桥的行车道桥面位于拱肋中部，需在拱梁相交处的拱肋上设置连接构造为桥面提供支撑作用。该支撑构造作为桥跨结构的一部分，既要承担桥跨传递的恒载和活载作用，以提高桥跨结构的承载能力；同时又要为左右幅拱肋提供横向联系作用，以增强桥梁的整体稳定性。

在现阶段中承式拱桥的建造中，中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系主要有刚性支撑和柔性支撑两种形式。

刚性支撑体系的一般做法是：将拱肋与主梁（简称为拱梁）采用连接构造固结起来形成刚性约束，限制主梁在纵向的自由移动。这种做法的主要缺陷有：

（1）拱梁固结的方式能较好地限制主梁的位移，桥跨结构在刚性连接处产生刚度骤变，在循环往复的汽车荷载作用下，刚接处易出现积累损伤，结构耐久性和可靠度保障困难；

（2）刚性连接件的损伤部位及损伤病害常较为隐蔽，不容易检测和监测，随着损伤的发展，刚性支撑体系中的固结刚度将不断削弱，严重时会出现脆性断裂，对桥跨结构安全有着重大影响，且刚性支撑体系修复较为困难。

传统的柔性支撑体系主要做法是：在拱梁之间设置横梁，主梁与拱肋之间无刚性连接，主梁与横梁通过单个固定支座来限制主梁的纵向位移，或在主梁体外设置大型纵向阻尼器来防止主梁产生过大的纵向位移。这种做法的主要缺陷有：

（1）拱梁之间的相对位移依靠单点固结进行限位易产生突出的应力集中问题，固定支座处的耐久性风险大大增加；

（2）增设纵向阻尼器的做法可将纵向位移行程加长，能有效地改善上述问题，但纵向阻尼器的价格较为昂贵，安装时需增设较为复杂的连接件，施工不便。

此外，传统刚性或柔性的中承式拱桥拱梁支撑体系中，存在如下共性问题：

（1）拱肋肋间的横梁构件尺寸大、结构笨重、施工精度要求高、施工困难，且轮廓多为异形，运营过程中易出现偏心受力，弯扭耦合效应明显，传力复杂，对结构受力不利；

（2）边跨的立柱数量较少，边跨主梁的竖向支承的间距远大于中跨主梁的吊杆间距，使得汽车荷载作用下的拱梁交界处边跨侧和中跨侧的竖向位移差值较大，导致吊杆常出现较大的转角位移，吊杆在长期荷载作用下易出现疲劳破坏。

工程技术人员急需发明一种确具工程价值的新型中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，来解决现有的中承式拱桥拱梁间刚性或柔性支撑体系存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，在满足结构功能需求的情况下，对拱梁连接处进行创新优化设计，使得支撑体系的结构组成更加简洁，施工更加方便，并提高支撑体系的安全可靠度，以解决中承式拱桥拱梁传统的柔性支撑或刚性支撑体系连接损伤风险大、构造复杂、施工困难等问题，在得到新型拱梁支撑体系的同时注重兼具可操作性、实用性和产业推广价值。

本发明的目的是这样实现的：

一种中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，包括吊杆、桥跨结构、混凝土拱肋和混凝土拱座，其中：

吊杆上端固定于混凝土拱肋顶部，下端固定于桥跨结构底部；

桥跨结构包括钢横梁、钢纵梁和混凝土桥面板，钢横梁、钢纵梁十字交错相连组成钢梁格体系，混凝土桥面板架设于钢梁格之上形成钢-混组合梁结构；钢横梁分为肋间上钢横梁和肋外钢横梁，其余拱肋以外的钢横梁为肋外钢横梁，钢纵梁分为边主钢纵梁和中次钢纵梁；

混凝土拱座在桥梁横向对称固定，在每个混凝土拱座左右两边分别又设有一个斜向上伸出且对称的混凝土拱肋；

特征是：还包括混凝土立柱、肋间连接钢横梁、钢斜撑、斜撑基座、竖向支座、横向限位挡块、基座连接件，其中：

混凝土立柱包括混凝土拱座立柱和混凝土拱肋立柱；

竖向支座包括立柱竖向支座和肋间连接钢横梁竖向支座；

混凝土拱座立柱的底端垂直固结于混凝土拱座的顶面中部，混凝土拱座立柱的顶端通过立柱竖向支座与正上方的肋外钢横梁底部相连；

若干个混凝土拱肋立柱的底端均匀间隔垂直固结于混凝土拱肋的顶面中部，混凝土拱肋立柱的顶端通过立柱竖向支座与正上方的肋外钢横梁底部相连；

混凝土拱肋在与桥跨结构的交界处通过肋间连接钢横梁连接，肋间连接钢横梁在立面上位于混凝土拱肋与桥跨结构交界面下方；

所述肋间连接钢横梁正上方的钢横梁为肋间上钢横梁，在肋间连接钢横梁与肋间上钢横梁之间设有肋间连接钢横梁竖向支座和横向限位挡块，横向限位挡块能避免桥梁在偏载或横向风载等作用下产生较大的横向偏位。

优选地，所述的桥跨结构中的钢纵梁及肋外钢横梁均采用开口的工字型截面，以方便钢横梁、钢纵梁之间的连接施工和后期管养维修，且可减少工程材料用量，降低造价；肋间上钢横梁采用箱型截面，以增强连接处的连接刚度和整体稳定，以便受力传递平稳过渡；所述的肋间连接钢横梁采用箱型截面。

优选地，所述的边主钢纵梁布设于钢横梁的外侧，每侧根，边主钢纵梁的顶板、底板与钢横梁的顶板、底板在竖向分别对齐，即边主钢纵梁与钢横梁等高设置，以提高桥跨结构的纵向抗弯刚度。

优选地，所述的中次钢纵梁均匀分散布设于钢横梁的横向中部，中次钢纵梁的梁高为钢横梁梁高的1/3，且中次钢纵梁的顶板与钢横梁的顶板在竖向对齐，以适应桥跨结构的承受正弯矩为主的受力特点，提高桥跨结构上缘抗压刚度和整体稳定性。

优选地，所述的相邻钢横梁的间距为6~9m，以避免桥跨结构在活载作用下产生较大的竖向位移，引起行车不适。

优选地，所述的相邻钢纵梁的横向间距为相邻钢横梁的纵向间距的0.3~0.5倍，以使在钢横梁、钢纵梁上架设的混凝土桥面板为单向板受力，结构受力更加简明合理。

优选地，所述的肋间连接钢横梁与桥跨结构分离，肋间连接钢横梁在立面上位于混凝土拱肋与桥梁结构的交界面下方，不直接承受上部结构的荷载作用，可取消受力复杂的牛腿结构。

优选地，所述的肋间连接钢横梁的竖向中心线与该处的的肋间上钢横梁的竖向中心线对齐，以避免肋间连接钢横梁在上部结构荷载的间接作用下产生偏心扭矩。

优选地，所述的肋间连接钢横梁居中布设于混凝土拱肋的断面,即肋间连接钢横梁 的箱型截面形心与所固结的混凝土拱肋的截面形心对齐，以使所述的肋间连接钢横梁作用在混凝土拱肋结构上的内力分布更趋均匀。

在所述的肋间连接钢横梁上共设有两个钢横梁竖向支座，所述钢横梁竖向支座的中心线到近侧的混凝土拱肋距离为所述肋间连接钢横梁梁高的1~1.5倍，以减小边界条件对支承处受力影响，还可以降低肋间连接钢横梁跨中下缘的最大弯矩，同时便于施工。

优选地，所述的横向限位挡块共有2个，分别位于所述肋间连接钢横梁的1/4跨和3/4跨位置，以便和钢横梁竖向支座保持一定间距，以避免产生明显的局部应力集中问题，两个横向限位挡块设在两个钢横梁竖向支座之间。

优先地，所述的横向限位挡块由上限位块、下限位块和填充橡胶块组成，上限位块、下限位块的构造相同，结构简单，制造方便；所述的下限位块固定于肋间连接钢横梁的顶面，上限位块固定于肋间上钢横梁的底面，结构连接设置简单，便于施工。

优先地，所述的横向限位挡块的高度较肋间上钢横梁的底面与肋间连接钢横梁的顶面之间的高差小2~3cm，以避免架设安装因碰撞损坏钢梁表面防腐涂装。

优先地，所述的横向限位挡块中的上限位块、下限位块相互错开约10cm的缝隙布置，错开的缝隙采用填充橡胶块充填，以利用填充橡胶块的弹性为桥跨结构在横桥向提供柔性限位，既允许一定的横向位移产生，又提供一定的减震消能作用。

优选地，所述的钢斜撑采用箱型截面，以提高钢斜撑的抗压刚度和抗屈服能力，增强结构稳定性。

优选地，所述的钢斜撑设有2根，对称布设，可为肋间连接钢横梁提供竖向支撑，减小肋间连接钢横梁的跨中弯矩，使得结构受力更加均匀，同时可增加结构的整体性和稳定性；所述的钢斜撑通过斜撑基座与混凝土拱座间接相连，减少了受力复杂的钢混结合段对混凝土拱座受力的影响。

优选地，所述的斜撑基座采用混凝土结构，可与混凝土拱座一起浇筑施工，以增强结构整体性。

优选地，所述的斜撑基座斜向布置且斜撑基座的轴线与钢斜撑的轴线对齐，且斜撑基座的顶面形心与钢斜撑的断面形心重合，以避免斜撑基座在恒载下产生偏心压力。

优选地，所述的基座连接件包括找平层、钢垫板、连接加劲板、锚栓，找平层铺设于混凝土制成的斜撑基座的上表面，以使得斜撑基座的顶面更加平整；钢垫板紧贴在找平层的上方，磨光顶紧后与钢斜撑的底部固定连接，以减少连接处的疲劳裂纹的产生；所述连接加劲板均匀布设于钢斜撑的四周，垂直固定于钢斜撑下端的外侧壁上，连接加劲板的底部固定于钢垫板的上面，以减少钢斜撑底端的侧向变形，增强连接部位的稳定性；在相邻的连接加劲板之间设有锚栓，锚栓的上端固定于钢垫板之上，锚栓的下端埋设于斜撑基座中，以承担钢斜撑结构中传递的轴力作用，增强连接部位的抗拔性能。

优选地，所述的基座连接件中的找平层为细石混凝土结构，厚约3~4cm，以保证找平层具备一定的刚度。

优选地，钢垫板为方形，钢垫板的截面形心与钢斜撑对齐，钢垫板的边长较钢斜撑的边长大约25cm，以保证足够的安装空间，便于受力均匀传递。

优选地，所述的锚栓在安装校正后，施加一定的预紧力，预紧力大小根据锚栓的型号确定，以提高锚栓的柱脚初期回转刚度和抗侧滑刚度，同时为连接部位提供一定的预压力，降低连接处混凝土开裂的风险。

与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：

1、在混凝土拱座和边跨的混凝土拱肋上增设混凝土立柱为主梁提供竖向支撑，多个竖向支座的摩阻力共同作用限制桥跨纵向滑动，避免了单点限位产生突出的应力集中问题，可取消设置大型的昂贵的阻尼器，保障了桥梁安全，降低了工程造价和施工难度；相对均匀的混凝土立柱支撑使得拱梁交界处两侧的桥跨结构刚度适中，避免产生较大的位移差导致吊杆产生转角位移，降低了吊杆疲劳损伤风险；

2、根据结构使用功能需要特点将拱梁支撑结构先分离后组合；在每个混凝土拱座靠桥跨中心侧的混凝土拱肋横向之间设置肋间连接钢横梁，肋间连接钢横梁的两端固结，为混凝土拱肋提供横向连接作用；桥跨结构中的钢横梁、钢纵梁交错相连形成钢梁格，钢梁格之上架设混凝土桥面板以提高桥跨结构整体刚度；肋间上钢横梁位于肋间连接钢横梁的正上方，肋间上钢横梁和肋间连接钢横梁的结构相互分离，拱梁支撑结构由传统的大型异形构件转换成标准的构件，结构简单、施工方便；

3、肋间连接钢横梁与肋间连接钢横梁正上方的肋间上钢横梁在立面上形心对齐，两者之间设有竖向支座，支撑体系受力传递路径清晰明确；肋间连接钢横梁与肋间上钢横梁之间还设置有横向限位挡块，以避免结构在偏载或风载作用下产生较大的横向位移；横向限位挡块由两块上、下错开的上限位块、下限位块和填充橡胶块组成，上限位块、下限位块在上、下位置错开，错开的缝隙间采用填充橡胶块填充，利用填充橡胶块的弹性为桥跨结构在横桥向提供柔性限位，既允许一定的横向位移产生，还可提供一定的减震消能作用，结构简单，且价格低廉，容易更换；

4、在肋间连接钢横梁的中下方设置有两根钢斜撑，以减小肋间连接钢横梁的跨中弯矩值，改善结构受力性能，还可提高连接体系的整体性能和稳定性；钢斜撑通过凸出的斜撑基座与混凝土拱座间距相连，避免混凝土拱座结构上设置有受力复杂的钢混结合段，受力主体的混凝土拱座结构施工时无需考虑与锚固连接件的碰撞避让，避免了新问题的产生；

5、将大型轮廓异形、构造复杂的拱梁支撑结构化繁为简为两个上、下分离、相互独立的肋间上钢横梁和肋间连接钢横梁，分别承受上部结构荷载和拱肋横向联结作用，两横梁的形心对齐，不会产生偏心荷载，无明显扭转畸变效应，标准结构施工更加方便；两个钢横梁均采用标准箱型截面的箱梁结构，以提高结构的抗弯、抗扭承载能力，结构组成更为简单、施工制作安装更为便捷；同时质心对齐，传力清晰明确，不会产生因偏心荷载带来不利的扭转畸变效应，结构安全度和可靠度大大提高；在肋间连接钢横梁的中部设置钢斜撑以有效减小拱梁支撑体系的跨中竖向位移，进而使拱梁交界处的主梁位移变化范围不至过大，降低吊杆的应力变化幅值，显著提高吊杆的可靠度和耐久性；

6、基座连接件中采用锚栓结构可有效地增强连接部位的抗拔性，通过施加锚栓的预紧力，使得连接部位存在一定的压力储备，可大大降低连接部位混凝土开裂的风险，提升连接处的安全可靠度。

总体而言，本发明针对中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系结构受力特点将复杂连接结构简单化，结构受力传递路径清晰，结构受力简单，更加安全可靠；同时连接构件标准化，制作安装方便，施工便捷，工程造价经济。

附图说明

图1为本发明的立面示意图；

图2为图1中A-A’向的剖视图；

图3为图1中B-B’向的剖视图；

图4为钢梁格体系的平面投影示意图；

图5为图4中钢梁格体系的C-C’向立面示意图；

图6为本发明基座连接件结构立面示意图；

图7为本发明基座连接件结构立面D-D’向剖视图；

附图标记：

1、吊杆

2、桥跨结构；

21钢横梁；211、肋间上钢横梁；212、肋外钢横梁；

22钢纵梁；221、边主钢纵梁；222、中次钢纵梁；

23、混凝土桥面板；

3、混凝土拱肋；

4、混凝土拱座；

5、混凝土立柱；51混凝土拱座立柱；512、混凝土拱肋立柱；

6、肋间连接钢横梁；7、钢斜撑；8、斜撑基座；

9、竖向支座；91、立柱竖向支座；92、钢横梁竖向支座

10、横向限位挡块；101、上限位块；102、下限位块；103、填充橡胶块；

11、基座连接件；111、找平层；112、钢垫板；113、连接加劲板；114、锚栓。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

吊杆1上端固定于混凝土拱肋3顶部，下端固定于桥跨结构2底部；

桥跨结构2包括钢横梁21、钢纵梁22和混凝土桥面板23，钢横梁21、钢纵梁22十字交错相连组成钢梁格体系，混凝土桥面板23架设于钢梁格之上形成钢-混组合梁结构；钢横梁21分为肋间上钢横梁211和肋外钢横梁212，所述肋间连接钢横梁6正上方的钢横梁为肋间上钢横梁211，其余拱肋以外的钢横梁为肋外钢横梁212，钢纵梁22分为边主钢纵梁221和中次钢纵梁222；

混凝土拱座在桥梁横向对称固定，横向对称固定有2个混凝土拱座4，在每个混凝土拱座4左右两边分别又设有一个斜向上伸出且对称的混凝土拱肋3；

特征是：还包括混凝土立柱5、肋间连接钢横梁6、钢斜撑7、斜撑基座8、竖向支座9、横向限位挡块10、基座连接件11，其中：

混凝土立柱5包括混凝土拱座立柱51和混凝土拱肋立柱52；

竖向支座9包括立柱竖向支座91和肋间连接钢横梁竖向支座92；

混凝土拱座立柱51的底端垂直固结于混凝土拱座4的顶面中部，混凝土拱座立柱51的顶端通过立柱竖向支座91与正上方的肋外钢横梁212底部相连；

若干个混凝土拱肋立柱52的底端均匀间隔垂直固结于混凝土拱肋3的顶面中部，混凝土拱肋立柱52的顶端通过立柱竖向支座91与正上方的肋外钢横梁212底部相连；

混凝土拱肋3在与桥跨结构2的交界处通过肋间连接钢横梁6连接，肋间连接钢横梁6在立面上位于混凝土拱肋3与桥跨结构2交界面下方；

在肋间连接钢横梁6与混凝土拱座2之间设置有钢斜撑7；在混凝土拱座3朝向肋间连接钢横梁6的侧壁上设有斜撑基座8，钢斜撑7的底端通过基座连接件11与混凝土拱座4上的斜撑基座8相连，钢斜撑7的顶端固定在肋间连接钢横梁6的底部中间；

所述肋间连接钢横梁6正上方的钢横梁为肋间上钢横梁211，在肋间连接钢横梁6与肋间上钢横梁211之间设有肋间连接钢横梁竖向支座92和横向限位挡块10，横向限位挡块10能避免桥梁在偏载或横向风载等作用下产生较大的横向偏位。

优选地，所述的桥跨结构2中的钢纵梁22及肋外钢横梁212均采用开口的工字型截面，以方便钢横梁21、钢纵梁22之间的连接施工和后期管养维修，且可减少工程材料用量，降低造价；肋间上钢横梁211采用箱型截面，以增强连接处的连接刚度和整体稳定，以便受力传递平稳过渡；所述的肋间连接钢横梁6采用箱型截面。

优选地，所述的边主钢纵梁221布设于钢横梁21的外侧，每侧2根，边主钢纵梁221的顶板、底板与钢横梁21的顶板、底板在竖向分别对齐，即边主钢纵梁221与钢横梁21等高设置，以提高桥跨结构2的纵向抗弯刚度。

优选地，所述的中次钢纵梁222均匀分散布设于钢横梁21的横向中部，中次钢纵梁222的梁高H1为钢横梁21梁高H2的1/3，且中次钢纵梁222顶板与钢横梁21的顶板在竖向对齐，以适应桥跨结构2的承受正弯矩为主的受力特点，提高桥跨结构2的整体稳定性。

优选地，所述的相邻钢横梁21的纵向间距D1为6~9m，以避免桥跨结构2在活载作用下产生较大的竖向位移，引起行车不适。

优选地，所述的相邻钢纵梁22的横向间距D2为相邻钢横梁21的纵向间距D1的0.3~0.5倍，以使在钢横梁21、钢纵梁22上架设的混凝土桥面板23为单向板受力，结构受力更加简明合理。

优选地，所述的肋间连接钢横梁6与桥跨结构2分离，肋间连接钢横梁6在立面上位于混凝土拱肋3与桥梁结构2的交界面下方，不直接承受上部结构的荷载作用，可取消受力复杂的牛腿结构。

优选地，所述的肋间连接钢横梁6的竖向中心线与该处的肋间上钢横梁211的竖向中心线对齐，以避免肋间连接钢横梁6在上部结构荷载的间接作用下产生偏心扭矩。

优选地，所述的肋间连接钢横梁6居中布设于混凝土拱肋3的断面，即肋间连接钢横梁6 的箱型截面形心与所固结的混凝土拱肋3的截面形心对齐，以使所述的肋间连接钢横梁6作用在混凝土拱肋3结构上的内力分布更趋均匀。

在所述的肋间连接钢横梁6上共设有两个钢横梁竖向支座92，所述钢横梁竖向支座92的中心线到近侧的混凝土拱肋3的距离D3为所述肋间连接钢横梁6梁高D4的1~1.5倍，以减小边界条件对支承处受力影响，还可以降低肋间连接钢横梁6跨中下缘的最大弯矩，同时便于施工。

优选地，所述的横向限位挡块10共有2个，分别位于所述肋间连接钢横梁6的1/4跨和3/4跨位置，以便和钢横梁竖向支座92位置保持一定间距，避免产生明显的局部应力集中问题，两个横向限位挡块10设在两个钢横梁竖向支座92之间。

优先地，所述的横向限位挡块10由上限位块101、下限位块102和填充橡胶块103组成，上限位块101、下限位块102的构造相同，结构简单，制造方便；所述的下限位块102固定于肋间连接钢横梁6的顶面，上限位块101固定于肋间上钢横梁211的底面，结构连接设置简单，便于施工。

优先地，所述的横向限位挡块10的高度D5较肋间上钢横梁211的底面与肋间连接钢横梁6 的顶面之间的高差D6小2~3cm，以避免架设安装因碰撞损坏钢梁表面防腐涂装。

优先地，所述的横向限位挡块10中的上限位块101、下限位块102相互错开约10cm的缝隙布置，错开的缝隙采用填充橡胶块103充填，以利用填充橡胶块103的弹性为桥跨结构2在横桥向提供柔性限位，既允许一定的横向位移产生，又提供一定的减震消能作用。

优选地，所述的钢斜撑7采用箱型截面，以提高钢斜撑7的抗压刚度和抗屈服能力，增强结构稳定性。

优选地，所述的钢斜撑7设有2根，对称布设，可为肋间连接钢横梁6提供竖向支撑，减小下肋间连接钢横梁6的跨中弯矩，使得结构受力更加均匀，同时可增加结构的整体性和稳定性；所述的钢斜撑7通过斜撑基座8与混凝土拱座4间接相连，减少了受力复杂的钢混结合段对混凝土拱座4受力的影响。

优选地，所述的斜撑基座8采用混凝土结构，可与混凝土拱座4一起浇筑施工，以增强结构整体性。

优选地，所述的斜撑基座8斜向布置且斜撑基座8的轴线与钢斜撑7的轴线对齐，且斜撑基座8的顶面形心与钢斜撑7的断面形心重合，以避免斜撑基座8在恒载下产生偏心压力。

优选地，所述的基座连接件11包括找平层111、钢垫板112、连接加劲板113、锚栓114，找平层111铺设于混凝土制成的斜撑基座8的上表面，以使得斜撑基座8的顶面更加平整；钢垫板112紧贴在找平层111的上方，磨光顶紧后与钢斜撑7的底部固定连接，以减少连接处的疲劳裂纹的产生；所述连接加劲板113均匀布设于钢斜撑7的四周，竖向固定于钢斜撑7下端的外侧壁上，连接加劲板113的底部固定于钢垫板112的上面，以减少钢斜撑7底端的侧向变形，增强连接部位的稳定性；在相邻的连接加劲板113之间设有锚栓114，锚栓114的上端固定于钢垫板112之上，锚栓114的下端埋设于斜撑基座8中，以承担钢斜撑7结构中传递的轴力作用，增强连接部位的抗拔性能。

优选地，所述的基座连接件11中的找平层为111细石混凝土结构，厚约3~4cm，以保证找平层111具备一定的刚度。

优选地，钢垫板112为方形，钢垫板112的截面形心与钢斜撑7对齐，钢垫板112的边长较钢斜撑7的边长大约25cm，以保证足够的安装空间，便于受力均匀传递。

优选地，所述的锚栓114在安装校正后，施加一定的预紧力，预紧力大小根据锚栓114的型号确定，以提高锚栓114的柱脚初期回转刚度和抗侧滑刚度，同时为连接部位提供一定的预压力，降低连接处混凝土开裂的风险。

以上列举的仅是本发明具体实施例之一。显然，本发明不限于以上实例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，包括吊杆、桥跨结构、混凝土拱肋和混凝土拱座，其中：

吊杆上端固定于混凝土拱肋顶部，下端固定于桥跨结构底部；

桥跨结构包括钢横梁、钢纵梁和混凝土桥面板，钢横梁、钢纵梁十字交错相连组成钢梁格体系，混凝土桥面板架设于钢梁格之上形成钢-混组合梁结构；钢横梁分为肋间上钢横梁和肋外钢横梁，其余拱肋以外的钢横梁为肋外钢横梁，钢纵梁分为边主钢纵梁和中次钢纵梁；

混凝土拱座在桥梁横向对称固定，横向对称固定有个混凝土拱座，在每个混凝土拱座左右两边分别又设有一个斜向上伸出且对称的混凝土拱肋；

其特征在于：还包括混凝土立柱、肋间连接钢横梁、钢斜撑、斜撑基座、竖向支座、横向限位挡块、基座连接件，其中：

混凝土立柱包括混凝土拱座立柱和混凝土拱肋立柱；

竖向支座包括立柱竖向支座和肋间连接钢横梁竖向支座；

混凝土拱座立柱的底端垂直固结于混凝土拱座的顶面中部，混凝土拱座立柱的顶端通过立柱竖向支座与正上方的肋外钢横梁底部相连；

若干个混凝土拱肋立柱的底端均匀间隔垂直固结于混凝土拱肋的顶面中部，混凝土拱肋立柱的顶端通过立柱竖向支座与正上方的肋外钢横梁底部相连；

混凝土拱肋在与桥跨结构的交界处通过肋间连接钢横梁连接，肋间连接钢横梁在立面上位于混凝土拱肋与桥跨结构交界面下方；

所述肋间连接钢横梁正上方的钢横梁为肋间上钢横梁，在肋间连接钢横梁与肋间上钢横梁之间设有肋间连接钢横梁竖向支座和横向限位挡块，横向限位挡块能避免桥梁在偏载或横向风载等作用下产生较大的横向偏位。

2.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的桥跨结构中的钢纵梁及肋外钢横梁均采用开口的工字型截面，肋间上钢横梁采用箱型截面所述的肋间连接钢横梁采用箱型截面。

3.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的边主钢纵梁布设于钢横梁的外侧，每侧根，边主钢纵梁的顶板、底板与钢横梁的顶板、底板在竖向分别对齐，即边主钢纵梁与钢横梁等高设置。

4.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的中次钢纵梁均匀分散布设于钢横梁的横向中部，中次钢纵梁的梁高为钢横梁梁高的1/3，且中次钢纵梁的顶板与钢横梁的顶板在竖向对齐。

5.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的相邻钢横梁的间距为6~9m；所述的相邻钢纵梁的横向间距为相邻钢横梁的纵向间距的0.3~0.5倍。

6.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的肋间连接钢横梁的竖向中心线与该处的的肋间上钢横梁的竖向中心线对齐， 所述的肋间连接钢横梁居中布设于混凝土拱肋的断面,即肋间连接钢横梁 的箱型截面形心与所固结的混凝土拱肋的截面形心对齐；在所述的肋间连接钢横梁上共设有两个钢横梁竖向支座，所述钢横梁竖向支座的中心线到近侧的混凝土拱肋距离为所述肋间连接钢横梁梁高的1~1.5倍。

7.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的横向限位挡块共有2个，分别位于所述肋间连接钢横梁的1/4跨和3/4跨位置，两个横向限位挡块设在两个钢横梁竖向支座之间；所述的横向限位挡块由上限位块、下限位块和填充橡胶块组成，上限位块、下限位块的构造相同，结构简单，制造方便；所述的下限位块固定于肋间连接钢横梁的顶面，上限位块固定于肋间上钢横梁的底面。

8.根据权利要求7所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的横向限位挡块的高度较肋间上钢横梁的底面与肋间连接钢横梁的顶面之间的高差小2~3cm，所述的横向限位挡块中的上限位块、下限位块相互错开约10cm的缝隙布置，错开的缝隙采用填充橡胶块充填。

9.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的钢斜撑采用箱型截面，所述的钢斜撑设有2根，对称布设，所述的斜撑基座采用混凝土结构，所述的斜撑基座斜向布置且斜撑基座的轴线与钢斜撑的轴线对齐，且斜撑基座的顶面形心与钢斜撑的断面形心重合。

10.根据权利要求1所述的中承式拱桥拱梁半柔性支撑体系，其特征在于：所述的基座连接件包括找平层、钢垫板、连接加劲板、锚栓，找平层铺设于混凝土制成的斜撑基座的上表面，以使得斜撑基座的顶面更加平整；钢垫板紧贴在找平层的上方，磨光顶紧后与钢斜撑的底部固定连接，以减少连接处的疲劳裂纹的产生；所述连接加劲板均匀布设于钢斜撑的四周，垂直固定于钢斜撑下端的外侧壁上，连接加劲板的底部固定于钢垫板的上面，以减少钢斜撑底端的侧向变形，增强连接部位的稳定性；在相邻的连接加劲板之间设有锚栓，锚栓的上端固定于钢垫板之上，锚栓的下端埋设于斜撑基座中，以承担钢斜撑结构中传递的轴力作用，增强连接部位的抗拔性能。

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