CN204401436U - 一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，包括主桥梁、主塔、主墩、斜拉索、过渡墩以及下部基础，主桥梁包括预应力混凝土箱梁以及扁平闭口钢箱梁，预应力混凝土箱梁和扁平闭口钢箱梁之间通过钢筋混凝土结合段相连接，主塔为竖向设置的人字形独柱塔，主塔正对的方向与桥面的宽度方向一致，主塔、预应力混凝土箱梁和主墩从上向下依次设置，主墩上嵌固预应力混凝土箱梁和主塔，斜拉索为多条，斜拉索的顶端与主塔的侧面相锚接，底端与扁平闭口钢箱梁相锚接，过渡墩为竖向设置的多个，过渡墩的上部嵌固扁平闭口钢箱梁。该斜拉桥不但结构简单、稳固，还能有效地平衡建筑造型和结构安全、受力合理之间的关系，且景观视觉效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及公路工程、市政工程中的桥梁构造，具体是指一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥。
背景技术
目前，我国是世界上斜拉桥设计、施工经验最丰富的国家之一，斜拉桥作为一种适应各种跨径的经典桥型在我国桥梁建设中取得了巨大成就。我国斜拉桥遍布全国，在这些桥中，有跨径50m以下的小跨斜拉桥，跨径500m以上的大跨斜拉桥；有独塔、双塔、多塔、斜塔、低塔、高低塔等各种塔型；有混凝土梁、钢梁、组合梁、混合梁等各种材料的梁型；有平行索、钢绞线索、刚性索等各种索型。
虽然我国斜拉桥30多年来已取得巨大成绩，但仍然存在如下许多不足之处：
首先，结构形式上创新不多，多座斜拉桥形式千篇一律，缺少新面孔，对国外一些技术经济指标好、造型美观的新桥型学习研究推广不力，对国内一些有益的新经验也交流推广较少；
其次，缺乏创新孵化器，设计工作远未市场化，缺少方案竞争优选这道关键的过程，建设单位急于求成，设计部门得到任务之后也无创新的宏愿，仅在一大堆老桥型之中选择几种做形式上的方案比较，有一些创新构思在提出来之后也未能得到积极的支持而是被某些当权领导或专家以国内外尚无先例的论调打了回去，创新构思容易被扼杀在摇篮里；
最后，科研工作跟不上，设计部门不开展科研，而科研部门没有任务，相互脱节。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，该斜拉桥不但结构简单、稳固，还能有效地平衡建筑造型和结构安全、受力合理之间的关系，同时整桥构造还具有良好的景观视觉效果。
本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现的：一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，该斜拉桥包括主桥梁、主塔、主墩、斜拉索、过渡墩以及下部基础，主桥梁用于承受桥面载荷，主桥梁包括沿桥面长度方向设置的位于中间的预应力混凝土箱梁以及位于预应力混凝土箱梁两侧的扁平闭口钢箱梁，预应力混凝土箱梁和扁平闭口钢箱梁之间通过钢筋混凝土结合段相连接，其特征在于：所述主塔为竖向设置的人字形独柱塔，主塔正对的方向与桥面的宽度方向一致，所述的主塔、预应力混凝土箱梁和主墩从上向下依次设置，主墩上嵌固预应力混凝土箱梁和主塔，构成斜拉桥的塔-墩-梁固结体系，所述的主塔和预应力混凝土箱梁均承托在主墩上，所述斜拉索为多条，斜拉索的顶端与主塔的侧面相锚接，底端与扁平闭口钢箱梁相锚接，主桥梁承受的荷载通过斜拉索的竖向弹性支承传递到主塔，再通过主墩传递到下部基础，所述的过渡墩为竖向设置的多个，过渡墩的上部嵌固扁平闭口钢箱梁，通过多个过渡墩的竖向支承以及预应力混凝土箱梁的扭转约束作用来平衡所述扁平闭口钢箱梁在横向不对称荷载作用下产生的扭矩。
本实用新型中，所述的主墩为实心喇叭形双臂主墩。
本实用新型中，所述主桥梁的宽度为43m。
本实用新型中，所述斜拉索为钢索。
本实用新型中，所述的多个过渡墩沿横向和纵向均匀分布
本实用新型中，拉索锚于主塔拉着钢箱梁，给主桥梁提供弹性支撑。主桥梁上索距12m，塔上索距2m。主塔顺桥向采用空心“人”字型桥塔，主墩横桥向采用实心喇叭型双臂主墩，塔-墩-梁固结，配钻孔灌注桩高桩承台基础，过渡墩和承台及塔座四周布置防撞橡胶护舷，主墩顺桥向及横桥向刚度都很大，塔全高92.615m(含塔座)，桥面以上塔高72.391m。
在过渡墩处的横桥向设置两个基础相连而墩柱分离得比较开的过渡墩，墩顶设置竖向支承纵向活动球形钢支座及横向限位支座，主墩为塔-墩-梁固结体系。
本实用新型针对在追求斜拉桥新颖的建筑造型和确保结构安全、受力合理的目标时出现的矛盾，提供一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，在50m的超宽桥面中，主塔顺桥向采用空心“人”字型的美观独塔造型，以提供主墩顺桥向所需要的巨大刚度；主墩横桥向采用实心喇叭型双臂主墩造型，塔-墩-梁固结，以提供主墩横桥向所需要的巨大刚度；再在横桥向设置两个基础相连而墩柱分离得比较开的过渡墩，给43m的超宽桥面提供了有效可靠的支撑体系。双“人”字型的独塔单索面造型简洁大方，线形非常流畅，把桥梁建筑融入了桥梁结构美学之中。
所述的独塔单索面宽幅混合梁斜拉桥为2×136m独塔单索面混合梁斜拉桥，主桥梁采用钢箱梁与混凝土箱梁相结合的混合梁，主塔中心线顺桥向两侧共28m范围采用预应力混凝土箱梁(0#块)，其余部分为扁平闭口钢箱梁，钢箱梁段与混凝土梁段采用钢筋混凝土结合段连接。结合段的钢箱梁套在预应力混凝土箱梁之外，并且全断面与之结合成为一体。箱梁的上、下翼缘板及斜腹板通过抗剪焊钉与混凝土梁体牢固结合，并利用混凝土箱梁内的纵向预应力束加以锚固，形成弯矩的传递，梁中的剪力通过端面焊钉得到传递。
而两种梁体在刚度上的突变，则由在钢箱梁上、下翼缘板的U型加劲肋上加焊变高度T型肋而得到缓解。作为优选的实施方式，所述的独塔单索面宽幅混合梁斜拉桥拉索上端锚于主塔，下端拉索拉着钢箱梁，给主桥梁提供弹性支撑。主桥梁上索距12m，塔上索距2m。主塔顺桥向采用空心“人”字型桥塔，塔全高92.615m(含塔座)，桥面以上塔高72.391m。
所述的独塔单索面宽幅混合梁斜拉桥，在过渡墩处的横桥向设置两个基础相连而墩柱分离得比较开的过渡墩，墩顶设置竖向支承纵向活动球形钢支座及横向限位支座，主墩为塔-墩-梁固结体系。
本实用新型与传统的梁桥设计方法相比，优点是；
(1)相比一般的独塔单索面斜拉桥，本实用新型主桥梁是43m的宽幅混合梁，而拉索仅采用单索面，尤其是顺桥向的空心“人”字型塔呼应横桥向的实心喇叭型双臂主墩，其造型非常简洁大方，线形极为流畅，把桥梁建筑融入到了桥梁结构美学之中。
(2)相比一般的独塔单索面斜拉桥，本实用新型的43m宽幅主桥梁的单索面斜拉索仅提供钢箱梁竖向弹性支承，钢主桥梁的扭矩主要依靠分离得比较开的过渡墩支承、抗扭刚度大的0#块混凝土箱梁和刚性的实心喇叭型双臂主墩来有效传递。
(3)本实用新型具有独塔单索面斜拉桥的优雅造型又有宽幅桥梁的受力特点，具有良好的景观效果和经济性。
附图说明
以下结合附图及具体实例对本实用新型做进一步详细描述。
图1为本实用新型斜拉桥的整体结构示意图；
图2为图1的A—A视图，；
图3为图1的B—B视图；
图4是本实用新型斜拉桥的局部侧视图，显示主塔、预应力混凝土箱梁和主墩构成的塔-墩-梁固结体系的结构。
附图标记说明
1、主塔；2、主墩；3、扁平闭口钢箱梁；4、预应力混凝土箱梁；
5、钢筋混凝土结合段；6、过渡墩；7、斜拉索；71、斜拉索锚接点；
8、下部基础
具体实施方式
如图1至图4所示的一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，该斜拉桥包括主桥梁、主塔1、主墩2、斜拉索7、过渡墩6以及下部基础8，主桥梁用于承受桥面载荷，主桥梁包括沿桥面长度方向设置的位于中间的预应力混凝土箱梁4以及位于预应力混凝土箱梁4两侧的扁平闭口钢箱梁3，预应力混凝土箱梁4和扁平闭口钢箱梁3之间通过钢筋混凝土结合段5相连接，主桥梁的宽度为43m。
主塔1为竖向设置的人字形独柱塔，主塔1正对的方向与桥面的宽度方向一致，主塔1、预应力混凝土箱梁4和主墩2从上向下依次设置，构成斜拉桥的塔-墩-梁固结体系，具体是在主墩2上嵌固预应力混凝土箱梁4和主塔1，即预应力混凝土箱梁4和主塔1均嵌入式固定安装在主墩2上，安装方式可以采用浇筑成型，主塔1和预应力混凝土箱梁4均承托在主墩2上，主墩2为实心喇叭形双臂主墩，斜拉索7为多条斜向拉紧的钢索，斜拉索7的顶端与主塔1的侧面相锚接，底端与扁平闭口钢箱梁3相锚接，主桥梁承受的荷载通过斜拉索7的竖向弹性支承传递到主塔1，再通过主墩2传递到下部基础8。
过渡墩6为竖向设置的多个，多个过渡墩6沿横向和纵向均匀分布，本实施例中的过渡墩6横向为两排，纵向为多排，也可以根据实际施工要求而定。过渡墩6的上部嵌固扁平闭口钢箱梁3，即扁平闭口钢箱梁3嵌入式固定安装在过渡墩6上，安装方式可以采用浇筑成型，扁平闭口钢箱梁3承托在过渡墩6上，通过分离设置的多个过渡墩6的竖向支承以及预应力混凝土箱梁4的扭转约束作用来平衡扁平闭口钢箱梁3在横向不对称荷载作用下产生的扭矩。
本实用新型中的横向即桥面长度方向，纵向即桥面宽度方向。
作为本实施例的变换，竖向设置的过渡墩6为多个，多个过渡墩6沿横向和纵向均匀分布，具体的设置数量和方式施工人员可以根据实际施工要求而定。通过分离设置的多个过渡墩6的竖向支承以及预应力混凝土箱梁4的扭转约束作用来平衡扁平闭口钢箱梁3在横向不对称荷载作用下产生的扭矩。
本实施例斜拉桥中纵桥向扁平闭口钢箱梁3、预应力混凝土箱梁4和钢筋混凝土结合段5共同承受汽车和人群等荷载，通过单索面斜拉索7的竖向弹性支承传递到“人”字型主塔1，再通过主墩2传递到下部基础8，预应力混凝土箱梁4、主塔1与主墩2组合形成塔-墩-梁固结体系，由于扁平闭口钢箱梁3在横向不对称荷载作用下，产生较大扭矩，通过横向分离得比较开的过渡墩6的竖向支承及预应力混凝土箱梁4的扭转约束作用平衡扁平闭口钢箱梁3在横向不对称荷载作用下产生的扭矩。宽幅主桥梁的空间支承体系形成了宽幅主桥梁的独塔单索面斜拉桥结构支承体系核心，形成典型的“独塔单索面宽幅混合梁斜拉桥”造型，斜拉索为单索面扇形布置。
如图2所示，本实施例斜拉桥，在主墩2上向上伸展开“人”字型主塔1，形成剑指苍穹，给人“一柱擎天”的视觉享受。
该斜拉桥整体式箱梁宽度42.9m，斜拉索锚固在主桥梁中央分隔带内，从桥上经过，行车视觉开阔，两侧城市风景立即映入眼帘，给人城市创造美好生活的享受。
如图4所示，主塔1、预应力混凝土箱梁4和主墩2从上向下依次设置，构成斜拉桥的塔-墩-梁固结体系，塔-墩-梁固结体系采用实心喇叭型双臂主墩有效嵌固预应力混凝土主桥梁4和主塔1，主塔1竖向力直接传递至主墩2后再传递至下部基础8，预应力混凝土主桥梁4的扭转力有效传递至喇叭型薄壁主墩2，力的传递路径清晰，喇叭型薄壁主墩2外形流畅，给人以“双肩”的力量之美。
该斜拉桥为2×136m独塔单索面混合梁斜拉桥，主桥梁采用钢箱梁与混凝土箱梁相结合的混合梁，主塔中心线顺桥向两侧共28m范围采用预应力混凝土箱梁(0#块)，其余部分为扁平闭口钢箱梁，钢箱梁段与混凝土梁段采用钢筋混凝土结合段连接。斜拉索7上端锚于主塔，下端拉索拉着钢箱梁，给主桥梁提供弹性支撑。主桥梁上索距12m，塔上索距2m。主塔纵桥向采“人”字型桥塔，塔全高92.615m(含塔座)，桥面以上塔高72.391m。
斜拉桥在过渡墩处的横桥向设置两个基础相连而墩柱分离得比较开的过渡墩6，墩顶设置竖向支承纵向活动球形钢支座及横向限位支座，主墩为塔-墩-梁固结体系。
塔型的选择
斜拉桥主塔的景观设计是创新设计的关键，一般主塔设计主要型式有:A型塔，H型塔，倒Y型塔，钻石型塔，独柱塔等。针对本桥桥梁跨度不大，桥面较宽的特点，优选的主塔纵桥向采用“人”字型桥塔，塔全高92.615m(含塔座)，桥面以上塔高72.391m，塔高跨径比为1/1.879。整个主塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱及塔冠等部分组成。塔柱设大半径(R＝600m)圆曲线，主塔线条流畅，造型美观，受力顺畅。主塔下塔柱(主墩2)为单箱三室截面，中、上塔柱为单箱单室截面，材料采用C60混凝土。斜拉索锚固在主塔锚固区塔柱内壁的锯齿块上，为了克服斜拉索的水平分力在锚固区塔柱截面内产生拉应力，在锚固区布置了环向预应力钢绞线。
塔-墩-梁固结体系
塔-墩-梁固结体系是最适合本桥的结构体系。塔-墩-梁固结能够可靠地将主塔和主桥梁传来的力传递到主墩上；塔-墩-梁固结主塔和索锚固区均布置在中央分隔带，不用增加桥梁宽度，节约空间、节省造价；塔-墩-梁固结可将主塔和混凝土梁段一起浇注，施工方便；上部主桥梁在温度作用下能自由伸缩，不受墩的嵌固约束。主墩构造体量适中，结构显得稳重，景观效果好。
主桥形式选择
由于斜拉桥主桥桥面较宽，跨度不大，主桥结构采用塔-墩-梁固结体系，主桥梁选择钢-混混合梁比较适宜，从减轻主桥恒载、简化塔梁连接构造、方便主桥梁与主塔施工等方面综合考虑，主桥梁0#梁段采用预应力混凝土箱梁，其余梁段采用扁平闭口钢箱梁，加快施工进度。结合段的钢箱梁套在预应力混凝土箱梁之外，并且全断面与之结合成为一体，为缓解两种梁体在刚度上的突变，在钢箱梁上、下翼缘板的U型加劲肋上加焊变高度T型肋。
主桥桥面全宽42.9m，桥面布置：1.05m(水管)+2.9m(人行道)+15.5m(车行道宽)+4.0m(中央分隔带)+15.5m(车行道宽)+2.9m(人行道)+1.05m(水管)。
斜拉索锚固形式选择
斜拉索在塔上采用冷铸锚，在主桥梁上采用销接耳板式锚，销铰连接件与斜拉索共同制造。主桥梁上锚固斜拉索的销接耳板与钢箱梁中腹板焊为一体，此处为全桥承力关键区域。
本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，该斜拉桥包括主桥梁、主塔(1)、主墩(2)、斜拉索(7)、过渡墩(6)以及下部基础(8)，主桥梁用于承受桥面载荷，主桥梁包括沿桥面长度方向设置的位于中间的预应力混凝土箱梁(4)以及位于预应力混凝土箱梁(4)两侧的扁平闭口钢箱梁(3)，预应力混凝土箱梁(4)和扁平闭口钢箱梁(3)之间通过钢筋混凝土结合段(5)相连接，其特征在于：所述主塔(1)为竖向设置的人字形独柱塔，主塔(1)正对的方向与桥面的宽度方向一致，所述的主塔(1)、预应力混凝土箱梁(4)和主墩(2)从上向下依次设置，主墩(2)上嵌固预应力混凝土箱梁(4)和主塔(1)，构成斜拉桥的塔-墩-梁固结体系，所述的主塔(1)和预应力混凝土箱梁(4)均承托在主墩(2)上，所述斜拉索(7)为多条，斜拉索(7)的顶端与主塔(1)的侧面相锚接，底端与扁平闭口钢箱梁(3)相锚接，主桥梁承受的荷载通过斜拉索(7)的竖向弹性支承传递到主塔(1)，再通过主墩(2)传递到下部基础(8)，所述的过渡墩(6)为竖向设置的多个，过渡墩(6)的上部嵌固扁平闭口钢箱梁(3)，通过多个过渡墩(6)的竖向支承以及预应力混凝土箱梁(4)的扭转约束作用来平衡所述扁平闭口钢箱梁(3)在横向不对称荷载作用下产生的扭矩。
2.根据权利要求1所述的独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，其特征在于：所述的主墩(2)为实心喇叭形双臂主墩。
3.根据权利要求1所述的独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，其特征在于：所述主桥梁的宽度为43m。
4.根据权利要求1所述的独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，其特征在于：所述斜拉索(7)为钢索。
5.根据权利要求1所述的独塔单索面宽幅钢筋混凝土混合梁斜拉桥，其特征在于：所述的多个过渡墩(6)沿横向和纵向均匀分布。
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| CP03 | Change of name, title or address |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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