CN201317908Y - 一种分离式双层桥面斜拉桥 - Google Patents

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邓青儿
邵长宇
孔德军
盛勇
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本实用新型涉及一种分离式双层桥面斜拉桥,其特征在于它包括上层主梁、下层主梁,与上、下层主梁同时连接的主塔,位于主塔下的主塔基础,上层主梁设有上层桥面,下层主梁设有下层桥面,上、下层主梁分别设斜拉索与主塔连接。上、下层主梁可根据需要分别采用钢箱梁、混凝土箱梁或叠合梁,不但减少了用钢量,而且下层桥面视线通透,避免了钢桁梁杆件对行车视线的干扰,方便了运营管理与养护维修。本实用新型提出一条与钢桁加劲梁体系完全不同的双层桥设计思路,在适用性、经济性、桥梁景观、行车舒适性等诸方面均有较高推广价值,对今后类似工程具有开拓意义。

Description

一种分离式双层桥面斜拉桥
技术领域-
本实用新型涉及桥梁的桥型方案设计领域,具体涉及一种分离式 双层桥面斜拉桥。 背景技术-
双层(桥面)桥梁国内较为少见,国际上也为数不多;当然高架 桥中常见的小跨径双层桥不包括在内。早期我国的双层桥梁基本为跨 越长江的公路、铁路两用桥梁,在2000年左右修建了一些双层公路 或上层公路,下层运行城市轨道交通的双层桥梁。我国有代表性的双 层桥梁见下表:
<table>table see original document page 3</column></row> <table>在已建双层桥梁中,桥型方案有连续梁、拱桥、斜拉桥、悬索桥, 但在主梁构造形式上以钢桁梁居多,也有混凝土箱梁,但基本采用整 体式横断面。
纵观世界范围内的桥梁,钢桁梁的应用范围不广,以钢桁梁结构 为基础的方案,其优点是杆件规模有限,结构自重轻,起吊重量轻,
但其缺点也是明显的:杆件、节点类型多,制造不易;下层桥面通透 性差;防腐、养护维修难度大;工程投资规模大;景观上类似铁路桥。因为钢桁梁的加工、制造、安装、维护更换均为专业成套技术,国内 从业单位相对较少,总之以上因素决定了钢桁梁造价较高。双层大桥 若采用混凝土箱梁,因下层桥面净空要求,梁高较大,施工难度大, 且箱梁显得较重。在跨径的适应性方面,钢桁梁的适用跨径范围较大, 而混凝土箱梁适用于中等跨径。在从行车视野上分析,上层桥面行车 与常规桥梁相同,但下层桥面行车受钢桁梁腹杆或混凝土箱梁腹板的
限制,行车视野及舒适性大受影响;钢桁梁的通透性相对较好,混凝
土箱梁就犹如隧道,不适合公路行车。
实用新型内容:
本实用新型的目的在于提供一种分离式双层桥面斜拉桥,具有较 高的适用性、经济性、桥梁景观、行车舒适性。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下: 一种分离式双 层桥面斜拉桥,其特征在于它包括上层主梁、下层主梁,与上、下层 主梁同时连接的主塔,位于主塔下的主塔基础,上层主梁设有上层桥 面,下层主梁设有下层桥面,上、下层主梁分别设斜拉索与主塔连接。 上、下层主梁可分别采用钢箱梁、混凝土箱梁或叠合梁。
上、下层桥面分别采用钢箱梁及混凝土箱梁,不但减少了用钢量, 而且下层桥面视线通透,避免了钢桁梁杆件对行车视线的干扰,方便 了运营管理与养护维修。经过结构的动、静力计算分析研究,既满足 使用功能要求,又有良好的景观效果,桥型结构新颖。本实用新型提 出一条与钢桁加劲梁体系完全不同的双层桥设计思路,在适用性、经 济性、桥梁景观、行车舒适性等诸方面均有较高推广价值,对今后类 似工程具有开拓意义。
附图说明:
图1为本实用新型的桥式布置图 图2为上层钢箱梁的结构示意图 图3为下层混凝土箱梁的结构示意图 图4为主塔的结构示意图
图5为图4的侧视图 图6为桥梁施工示意图
具体实施方式:
下面结合附图和背景工程例对本实用新型作详细说明。 钢桁梁是双层桥合理构造基本结构形式。上、下弦分别布置桥面, 通过选择合理桥面结构形式,使得上、下层桥面结构参与主桁整体受 力。以钢桁梁结构为基础的方案,其优点是杆件规模有限,结构自重 轻,起吊重量轻,但其缺点也是明显的:杆件、节点类型多,制造不 易;下层桥面通透性差;防腐、养护维修难度大;工程投资规模大; 景观上类似铁路桥。针对钢桁梁方案的缺点,构思中央单索面斜拉桥,上、下层桥面分别采用独立箱梁,共用主塔和基础,下层桥面所需的 斜拉索从上层预留钢套管穿过,斜拉索保持相同的斜率,全桥具有最 好的通透性和独特的景观效果。另外,根据上下层桥面宽度和桥塔形 式的不同,上、下层桥面各自独立的拉索体系可以灵活采用单索面、 双索面或单双索面的组合等不同形式,产生多种景观效果。
因此本实用新型的分离式双层桥面斜拉桥,其特征在于它包括上
层主梁1、下层主梁2,与上层主梁1和下层主梁2同时连接的主塔 3,位于主塔3下的主塔基础4,上层主梁1设有上层桥面5,下层主 梁2设下层桥面6,上层主梁1和下层主梁2分别设斜拉索7与主塔 3连接。上、下层主梁可根据需要分别采用钢箱梁、混凝土箱梁或叠合梁。
下面以某桥方案设计为工程背景,桥型方案采用跨径为
120+240+120m的三跨双层主梁中央索面斜拉桥,全长480m,上层主 梁采用钢箱梁,下层主梁采用混凝土箱梁,主塔为钢筋混凝土结构, 斜拉索面扇形布置,每个主塔3两侧各8对斜拉索与上层钢箱梁1连 接,每个主塔3两侧各设15对斜拉索与下层混凝土箱梁2连接,除 了最外侧一对斜拉索外,上层钢箱梁1和下层混凝土箱梁2的斜拉索 7在立面布置上完全重合,视觉上简洁。梁上标准索距,上层钢箱梁 约12m,下层混凝土箱梁7.2m,全桥共94对,188根。主塔基础为 钢筋混凝土钻孔灌注桩,直径2.5m。
上层钢箱梁1与主塔3之间设置0号斜拉索,下层混凝土箱梁2 与主塔3之间设置纵向滑动支座,主梁纵向漂浮,塔、梁之间设置横 向限位装置;边墩均设置纵向滑动支座提供竖向约束,设置横向挡块; 为了克服负反力,在边墩顶附近主梁内进行压重,上、下层压重分别 为300和600吨左右,该技术属于现有技术,在此不再赘述。
1) 上层钢箱梁l
钢梁断面采用展翅型箱形断面,主梁横向两侧悬臂板为开口断 面,其余形成一闭合钢箱梁,梁中心线处高3.5m,顶板宽35.2m,底 板宽14.0m。顶板厚14腿,底板厚14〜16mm,钢梁材质Q345qD。箱 梁顶、底板采用U形闭.
劲肋,顶、底板U形加劲肋高260mm,板厚为8mm。主梁每3. 0m 设置一道横隔梁。斜拉索在钢箱梁上采用拉板式锚固方式。钢箱梁节 段工地连接采用栓焊结合方式。
2) 下层混凝土梁2
主梁采用和上层钢箱梁1外形类似的倒梯形箱截面展翅梁构造, 梁高3. 5m。顶宽35. 2m,底宽14m。断面为单箱三室截面,两侧悬臂 板长4.5m。横梁间距3.6m,有索处两边室横梁厚度26cm,中室因锚 固斜拉索的需要,厚度增加至43cm,无索横梁厚度均为26cm。主梁混凝土为C50级。
3) 主塔3
主塔3为独柱,塔高86. 0m。主塔顺桥向中、上塔柱截面为矩形, 顺桥向塔宽7.0m,横桥向塔宽4.0m,主塔锚固区横向塔壁厚1. 5m, 纵向塔壁厚0.7m,中塔柱为实心塔柱;下塔柱为六边形断面,横桥 向底宽11.0m,顺桥向底宽13.0m。下塔柱顶部设置承托以放置竖向 支座。为景观需要,在上塔柱设置有装饰结构。主塔混凝土为C50级。 主塔锚固区采用环向预应力锚固方式。在本实施例中设置了两个主塔
4) 斜拉索7
本桥共188根斜拉索7,采用平行钢丝斜拉索体系。塔柱两侧共 23对索,其中锚固于下层砼主梁15对,锚固于上层钢箱梁8对,同 时在上层钢箱梁塔、梁间设置横向稳定索。除最外侧一对索外,锚固 在钢箱梁1上的其余7对索和锚固于下层混凝土箱梁2的斜拉索在立 面上重合。锚固在下层混凝土箱梁2上的斜拉索穿过上层钢箱梁1的 通道用钢导管进行成孔。
全桥斜拉索7共分为IO种类型,分别由127、 139、 151、 163、
187、 199、 211、 223、 241、 283根4> 7腿高强度、低松驰镀锌钢丝组
成,钢丝抗拉标准强度为1670MPa。为了防止风雨振,斜拉索外表设 螺旋线或压花护套。
上层钢箱梁1与下层混凝土箱梁2拥有各自独立的斜拉索,即 上层桥面和下层桥面采用独立的拉索布置,根据上下层桥面宽度和主 塔形式的不同,拉索索型可以灵活采用单索面、双索面或单双索面的 组合等不同形式。
5) 主塔基础4
采用钻孔桩基础,每个主塔墩共13根钻孔桩,桩径2.5m,桩长 17m,承台尺寸为长29m,宽16. 5m,厚4m。考虑低水位时不露出桩 基,承台顶标高定为+3. Om。
在具体实施中,主塔基础4采用钻孔桩,插打钢护筒搭设平台 进行钻孔施工;承台采用套箱围堰施工,主塔采用常规方法翻模爬升 施工,主塔分段浇注。
上层钢箱梁l采用工厂预制,预制长度12m,驳船运输就位。钢 箱梁共41个节段,其中塔下O弁、l弁节段在主塔3旁设支架小块拼 装,其余节段利用架梁吊机悬臂吊装。
下层混凝土箱梁2在主塔3附近33. 6m长的梁段采用支架现浇, 其它部位主梁采用预制场预制,预制节段长3.6m,宽33.7m,预制节 段共113个。预制梁吊段重量控制在220t以内,预制节段采用运输 船运输,桥面吊机吊装。节段吊装就位后利用环氧树脂胶拼。主梁拼装完成后,滞后30m现浇两侧0.75m悬臂板。总工期18个月。
经研究分析,上层钢箱梁载汽车活载一侧满载的最不利工况下 最大扭转角为0.007rad,相当于0.7%横坡,下层混凝土箱梁最大扭 转角为0.003rad,相当于0.3%横坡。结构体系有良好的抗扭刚度, 能很好的满足行车要求。经研究分析,双层主梁斜拉桥方案抗风安全 性等级较高。双层主梁斜拉桥在风荷载作用下安全。计算表明,结构 的动力性能良好,结构各部位的地震响应均在设计允许范围之内,结 构具有较高抗震能力,设计安全可靠。
本说明书中所涉及的钢箱梁、混凝土箱梁、叠合梁,以及拉索 布置形式,拉索索型形式等具体的结构均属现有技术,在此不再赘述。

Claims (4)

1、一种分离式双层桥面斜拉桥,其特征在于它包括相互独立的上层主梁、下层主梁,与上、下层主梁同时连接的主塔,位于主塔下的主塔基础,上层主梁设有上层桥面,下层主梁设有下层桥面,上、下层主梁分别设斜拉索与主塔连接。
2、 如权利要求1所述的分离式双层桥面斜拉桥,其特征在于上、 下层主梁分别采用钢箱梁、混凝土箱梁或叠合梁。
3、 如权利要求1所述的分离式双层桥面斜拉桥,其特征在于上 层桥面与下层桥面采用独立的拉索布置,拉索索型采用单索面、双索 面或单双索面的组合。
4、 如权利要求1或2所述的分离式双层桥面斜拉桥,其特征在 于主塔与上层独立主梁之间设置0号斜拉索,桥塔与下层独立主梁之 间通过塔柱横梁或牛腿设置纵向滑动支座,上下两层主梁纵向漂浮, 塔、梁之间设置横向限位装置。
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