CN210481998U - 一种用于拱桥基础的抗推结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于拱桥基础的抗推结构,安装在拱桥上,所述拱桥包括多个拱座,所述抗推结构包括多个拉梁,所述拉梁上设有一根或多根打入土体深处的桩,多个所述拉梁固定在至少一个拱座的内侧。本实用新型的抗推结构为拱桥抵抗水平推力提供了一种新的方式,其不受地形影响,可结合地形灵活布置拉梁和桩的位置,通过改变拉梁的结构和调整桩的数量,可以更加充分地利用更大范围的土体一起抵抗水平推力,此外还可以避免位于拱座一侧的部分土体集中受力的情况,降低了土体蠕变的风险,提高了拱座抗推的安全可靠度。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁工程技术领域,具体涉及一种用于拱桥基础的抗推结构。
背景技术
拱桥通常是一种有推力结构,当在软基上建设拱桥时,因地基的承载力不足,为平衡拱座所受的水平推力,现有技术一般采用在拱座上安装群桩基础、阻滑板等抗推措施,或在拱跨两侧的拱座之间设置通长的拉梁,形成拉梁自平衡体系以承受水平推力。在该拉梁自平衡体系中,拉梁可承受全部或部分水平力。
上述现有技术存在如下问题:阻滑板布置易受场地条件制约,且其抗推原理是利用浅层地基土与阻滑板之间的摩阻力抗推,故而在软土层中的应用受限。此外,当拱桥跨越峡谷、深沟等特殊地貌时,对于单孔拱桥,无法在两侧拱座之间设置通长的拉梁;对于多孔拱桥,无法在主拱跨或在每两个相邻的拱座之间连续设置通长的拉梁,这样也就无法形成拉梁自平衡体系。因此,当群桩基础尚不足以提供合理可靠的抗推力时,势必要寻找新的拱桥抗推解决方案。
实用新型内容
针对上述问题,本实用新型提供了一种用于拱桥基础的抗推结构,该结构足以抵抗拱桥的水平推力,并能够适应特殊场地的布置需求。
本实用新型提供了一种用于拱桥基础的抗推结构,安装在拱桥上,所述拱桥包括多个拱座,所述抗推结构包括多个拉梁,所述拉梁上设有一根或多根打入土体深处的桩,多个所述拉梁固定在至少一个拱座的内侧。
优选地,所述拉梁的一端固定在所述拱座的内侧,另一端向所述拱桥的中部延伸。
优选地,多个所述拉梁关于所述拱桥的中心线对称布置。
优选地,多根所述桩的顶部沿所述拉梁的轴线间隔地固定在所述拉梁上。
优选地,所述拉梁为分级结构,所述分级结构包括多级次的按从低到高的顺序依次固定连接的梁体,在相邻的两个级次中,一个或多个高级次梁体从低级次梁体的端部由近向远延伸而出。
优选地,所述分级结构关于一级梁体的轴线对称。
优选地,在相邻的两个级次中,高级次梁体的截面面积小于低级次梁体的截面面积。
优选地,所述拉梁采用混凝土制成,且内部设有钢筋、型钢或拉索。
优选地,所述桩为预制桩、钻孔灌注桩或挖孔桩。
本实用新型的抗推结构主要包括拉梁和桩,拉梁固定在拱座上,桩的顶部固定在拉梁上。当拱座受到水平推力时,拉梁随之受拉力并带动桩,此时紧密分布在桩周围的土体会对桩施加反向的抗推力,桩数量越多,便会有越大范围的土体来提供抗推力。这种抗推结构为拱桥抵抗水平推力提供了一种新的方式,其不受地形影响,可结合地形灵活布置拉梁和桩的位置,通过改变拉梁的结构和调整桩的数量,可以更加充分地利用更大范围的土体一起抵抗水平推力,此外还可以避免位于拱座一侧的部分土体集中受力的情况,降低了土体蠕变的风险,提高了拱座抗推的安全可靠度。
附图说明
图1是本实用新型应用在单孔拱桥上的主视图;
图2是图1的俯视图(去除拱圈);
图3是本实用新型应用在多孔拱桥上的主视图;
图4是图3的俯视图(去除拱圈);
元件标号说明:
1 拱座
11 第一拱座
12 第二拱座
2 拉梁
21 第一拉梁
211 一级梁体
212 二级梁体
213 三级梁体
22 第二拉梁
31 第一拱圈
32 第二拱圈
4 桩
5 地面线
A 平行于x轴方向的中心线
B 平行于y轴方向的中心线
C 平行于z轴方向的中心线
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型,而并非对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
图1所示为本实用新型应用在单孔拱桥上的主视图,在以下的描述中,以图1中的附图作为方向的参考基础,在图1中,垂直于视图纸面朝外为前方向,垂直于视图纸面朝内为后方向,沿视图纸面向上为上方向,沿视图纸面向下为下方向,沿视图纸面朝右为右方向,沿视图纸面朝左为左方向,其中,定义上下方向为z轴,左右方向为x轴,前后方向为y轴。在对其他视图描述时,以图1所确定的方向作为基础。
本实用新型提供了一种用于拱桥基础的抗推结构,该结构可以应用在单孔或多孔拱桥上。如图1所示,单孔拱桥包括第一拱圈31,以及一组对称设置的拱座1,第一拱圈31的两端分别固定在这两个拱座1上。该抗推结构包括多个固定在拱座1内侧的拉梁2,这里的内侧指的是拱座1靠近拱桥中部的一侧,即将拉梁2布置在拱座1所受水平推力的相反方向。每个拉梁2上设有一根或多根打入土体深处的桩4。当拱座1受到水平推力时,固定在拱座1上的拉梁2受到拉力并带动桩4,此时桩4周围的土体会对桩4施加反向的抗推力,桩4的数量越多,分布面积越大,便会有越大范围的土体来提供抗推力。整个抗推结构可以为对称结构,关于拱桥中平行于x轴方向的中心线A、平行于y轴方向的中心线B以及平行于z轴方向的中心线C对称,保证拱桥的受力平衡;当两个拱座1所处的场地情况不一致时,比如一处为软质土,另一处为坚硬岩石,整个抗推结构也可以为非对称结构,只在设置于软质土中的拱座1上固定多个拉梁2,因此拉梁2的数量、倾斜角度、长度以及在拱座1上的排布位置均可以根据安装现场的土地形貌、土质、施工需要等进行调整。
在本实用新型的一个具体实施例中,拉梁2采用混凝土制成,且内部设有钢筋、型钢或拉索。桩4承受水平力为主,种类不受限制,可采用预制桩、钻孔灌注桩或挖孔桩等,且顶部与拉梁2固定连接。拉梁2可采用常规的杆件结构,一端固定在拱座1的内侧,另一端向拱桥的中部延伸,优选地采用变截面结构,其中固定在拱座1内侧的一端的截面面积大于另一端的截面面积,变截面的设计有利于节省材料,减轻自重。多个桩4沿拉梁2的轴线间隔地固定在拉梁2上。
考虑到拉梁的受力特征,拉梁2也可以进一步地设置为如图2所示的分级结构,该分级结构包括多级次的按从低到高的顺序依次固定连接的梁体,如依次连接的一级梁体211、二级梁体212和三级梁体213。在相邻的两个级次中,一个或多个高级次梁体从低级次梁体的端部由近向远延伸而出。如图2所示,拉梁2包括一个一级梁体211,一级梁体211的端部延伸出一个或多个二级梁体212,在每个二级梁体212的端部继续延伸出一个或多个三级梁体213,整个分级结构关于一级梁体211的轴线对称。在相邻两个级次的梁体上分别设有桩4,且高级次梁体的截面面积小于低级次梁体的截面面积。采用分级结构,本领域技术人员根据条件和需要决定级次数量,同时为了获得足够的抗推力,通过决定每一级次梁体上连接的高级次梁体的数量,可以合理地提高每根拉梁2上连接的桩4数量和分布面积,从而充分有效地利用更大范围的土体一起抵抗拱座1所受的推力。
如图3和图4所示,本实用新型的抗推结构应用在多孔拱桥上,多孔拱桥包括从内向外排布的一组第一拱座11和一组第二拱座12,设置在第一拱座11上的为第一拉梁21,固定在两个第一拱座11上的为第一拱圈31(即主拱圈);设置在第二拱座12上的为第二拉梁22,固定在第一拱座11和第二拱座12上的为第二拱圈32。第一拉梁21和第二拉梁22具体地采用前述的杆件结构,当然也可以采用前述的分级结构。类似地,应用在多孔拱桥上的抗推拱桥可以为对称结构,也可以根据多孔拱桥跨越的不同场地情况调整为非对称结构。
本实用新型的抗推结构为拱桥抵抗水平推力提供了一种新的方式,其既可以应用在平坦地带,也可以应用在具有深沟或峡谷的特殊地貌中。如图3所示,第一拱圈31跨越了凹陷处,第二拱圈32则位于平坦地带上,本领域技术人员可以根据需要和条件增加与第一拱座11相连接的桩4数量和分布面积,即使第一拱座11相对靠近凹陷处,也能有足够的土体来提供抗推力。而第二拱座12所受水平推力相对较小,周围土体分布也更紧密均匀,因此与第二拱座12相连接的桩4数量便可通过减少第二拉梁22的数量以及每个第二拉梁22上桩4的数量来相应减少。由此可见这种抗推结构不受地形影响,可结合地形灵活布置拉梁和桩的位置,通过改变拉梁的结构和调整桩的数量,更加充分地利用更大范围的土体一起抵抗水平推力,此外可以通过改变拉梁的分布位置和面积,避免位于拱座一侧的部分土体集中受力的情况,降低了土体蠕变的风险,提高了拱座抗推的安全可靠度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于拱桥基础的抗推结构,安装在拱桥上,所述拱桥包括多个拱座(1),其特征在于,所述抗推结构包括多个拉梁(2),所述拉梁(2)上设有一根或多根打入土体深处的桩(4),多个所述拉梁(2)固定在至少一个拱座(1)的内侧。
2.根据权利要求1所述的抗推结构,其特征在于,所述拉梁(2)的一端固定在所述拱座(1)的内侧,另一端向所述拱桥的中部延伸。
3.根据权利要求2所述的抗推结构,其特征在于,多个所述拉梁(2)关于所述拱桥的中心线对称布置。
4.根据权利要求2所述的抗推结构,其特征在于,多根所述桩(4)的顶部沿所述拉梁(2)的轴线间隔地固定在所述拉梁(2)上。
5.根据权利要求1所述的抗推结构,其特征在于,所述拉梁(2)为分级结构,所述分级结构包括多级次的按从低到高的顺序依次固定连接的梁体,在相邻的两个级次中,一个或多个高级次梁体从低级次梁体的端部由近向远延伸而出。
6.根据权利要求5所述的抗推结构,其特征在于,所述分级结构关于一级梁体的轴线对称。
7.根据权利要求5所述的抗推结构,其特征在于,在相邻的两个级次中,高级次梁体的截面面积小于低级次梁体的截面面积。
8.根据权利要求1所述的抗推结构,其特征在于,所述拉梁(2)采用混凝土制成,且内部设有钢筋、型钢或拉索。
9.根据权利要求1所述的抗推结构,其特征在于,所述桩(4)为预制桩、钻孔灌注桩或挖孔桩。
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