CN213203757U - 非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁及相应单索面曲梁悬索桥 - Google Patents

Abstract

非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁及相应单索面曲梁悬索桥，属于桥梁工程技术领域，其中的钢箱梁包括顶板、设置于顶板下方的底板以及两个斜腹板，顶板、底板和两个斜腹板围合成横截面呈倒梯形的腔体，顶板一端设有连接体，靠近连接体一侧的斜腹板长度小于另一侧斜腹板的长度；相应的单索面曲梁悬索桥还包括桥塔、主缆、悬吊索和曲线梁，曲线梁由多个非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁首尾焊接而成，悬吊索连接在曲线梁外侧。本实用新型提供的钢箱梁为非对称结构，其重心向曲线内侧移动，能够减小悬吊索的水平分力，降低桥体横向牵引负担。

Description

非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁及相应单索面曲梁悬索桥

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域，涉及一种非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，以及利用该非对称钢箱梁构建的外侧悬吊单索面曲梁悬索桥。

背景技术

随着经济的快速发展，人们对交通建设提出了更高的要求，而新型桥梁的发展是我国交通建设的重要组成部分。城市中的人行桥区别于公路桥和铁路桥，除了提供跨越障碍的基本功能外，还应注重给行人提供驻足、休憩、观景的空间；因此，除了考虑结构受力，桥梁美学及人性化设计也是影响人行桥结构设计的重要因素。

缆索承重桥型中，悬索桥具有流畅、轻快、节奏优美、轻盈飘逸的形态特征，曲梁桥能顺势而建，很好地适应城市中多变的空间环境，视觉上可以顺滑地连接桥梁两端建筑。因此，曲梁桥和悬索桥结合而成的新型桥梁结构体系——曲梁悬索桥为城市桥梁建设提供了一种新的选择。在现有技术中，单主缆单索面悬索桥大多是将主缆设置于加劲梁中央，但对于人行桥来说，其桥面板宽度通常不大，位于桥面中央的吊索既会压缩桥梁上部使用空间，又会影响行人视线与行走舒适性。但是，如果采用单侧悬吊的单索面曲梁悬索结构，主梁在偏心力作用下有翻转趋势，在人群荷载和风荷载作用下，主梁稳定性较差，因而制约着单侧悬吊单索面曲梁悬索体系在工程方面上的应用。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种结构稳定的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，提供相应的单索面曲梁悬索桥则是本实用新型的另一个目的。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，包括顶板、设置于顶板下方的底板以及两个截面长度不同的斜腹板，顶板主体的两端向下弯折一个锐角形成弯折部，弯折部与顶板主体共同构成顶板；每个顶板弯折部的端处连接一个斜腹板的上端部，两个斜腹板的下端部分别连接在底板的两侧，底板与顶板主体平行设置；顶板、底板和两个斜腹板围合成横截面呈倒梯形的腔体；位于顶板一端的弯折部上设有连接体，靠近连接体一侧的斜腹板长度小于另一侧斜腹板的长度。

进一步地，连接体上设置有拉索安装孔，安装孔中安装有销轴。

进一步地，连接体上设置有定滑轮，定滑轮上设置有重量轻、抗拉强度高的升降绳，升降绳的自由端设置有挂钩。

进一步地，销轴上设置有缆风绳，缆风绳抗拉强度高，缆风绳的一端设置有挂钩，使用时，挂钩挂在销轴上；地面设置有牢固基础，缆风绳的另一端固定在牢固基础上。

进一步地，设有连接体的一侧的斜腹板与顶板的连接处焊接有导流板。

进一步地，底板与顶板之间设有一对垂直于底板的中纵腹板，两个中纵腹板将所述腔体分割成三个腔室，三个腔室内均设有多个横隔板，由非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁构成的全桥，横隔板沿主桥径向等距布置，横隔板间距不小于4m设置一道，且横隔板中间开有通孔。

进一步地，顶板、底板、斜腹板、横隔板、中纵腹板通过全焊接的方式固定连接。

进一步地，顶板、底板、斜腹板上位于腔体内侧均设置有U形加劲肋，U型加劲肋焊接在顶板、底板和斜腹板构成的腔体内壁上；中纵腹板上设置有加劲板，加劲板焊接在中纵腹板的中间位置。

一种外侧悬吊单索面曲梁悬索桥，包括桥塔、主缆、悬吊索和曲线梁，主缆包括两段，每段主缆的一端锚固于桥塔上，另一端锚固在桥台或锚碇上；悬吊索上端吊于主缆，下端连接曲线梁，曲线梁由多个非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁首尾焊接而成，主缆和悬吊索组成空间倾斜单索面，悬吊索通过与拉索安装孔内的销轴相连从而使单索面连接在曲线梁外侧。

进一步地，桥塔呈V型，V型桥塔的两根立柱在塔顶位置通过桥塔连接索连接，两段主缆在塔顶位置分别通过耳板各与一根立柱相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（1）不同于直线梁桥，受曲率影响，曲线梁桥的重心位于室箱梁对称连线之外，必然产生扭转，而这种扭转又将导致挠曲变形；而对于外侧悬吊单索面曲线梁悬索体系，钢箱梁单体在悬吊索斜向上拉力与桥体横向牵引的作用下保持平衡；与对称钢箱梁相比，减小外侧斜腹板长度，有利于重心向内侧移动，从而使悬吊索的水平分力减小，降低桥体横向牵引负担。

（2）顶板两端向下弯折形成弯折部，将主梁本身的外缘做成流线化形状，能够有效改善主梁的空气动力外型，提高抗风稳定性。

（3）进一步在主梁外侧附设导流板，将主梁另一侧做成三角形，能够有效抑制风载荷对整个桥梁结构产生的驰振。

（4）当单侧悬吊的单索面曲梁悬索桥所承受的风力较大时，可通过滑轮与升降绳的配合迅速将缆风绳一端吊起并挂于设置在主梁连接体的销轴上，缆风绳另一端固定在地面上的牢固基础上，可以对整个桥梁进一步的加固，提高了桥梁的抗风稳定性，提升了桥梁对抗台风等极端气象的能力。

（4）滑轮可以减小升降绳升降时的阻力，升降绳的收放更加简单方便。

（5）顶板、底板、斜腹板、横隔板、中纵腹板通过全焊接的方式固定连接，这样可以使连接关系更加可靠，抗弯和抗扭刚度大，整体性好，稳定性可靠。

（6）横隔板中间通孔的设置可以有效降低整个结构的重量，多个横隔板等距设置可以使结构受力更加均匀，可以有效抵抗箱梁结构扭转畸变变形，结构整体稳定性更高。

（7）顶板、底板、斜腹板和中纵腹板上设置加劲肋，可以提高钢板自身的刚度，保证钢板局部稳定性。

附图说明

图1为新型非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁沿竖直方向的截面图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为缆风绳的吊装示意图；

图4为使用了本实用新型的外侧悬吊单索面曲梁悬索桥示意图。

图中：顶板1，底板2，斜腹板3，U型加劲肋4，横隔板5，中纵腹板6，加劲板7，导流板8，连接体9，滑轮10，销轴11，升降绳12，缆风绳13，V型桥塔14，主缆15，悬吊索16，曲线梁17。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

参见图1-图4，一种非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，包括顶板1、设置于顶板1下方的底板以及两个长度不同的斜腹板3；顶板1主体的两端向下弯折一个锐角形成弯折部，弯折部与顶板主体共同构成顶板1；顶板1弯折部的端处连接一个斜腹板3的上端部，两个斜腹板3的下端部分别焊接在底板2的两侧，底板2与顶板1主体平行设置；顶板1的其中一端与斜腹板3的连接处设置有导流板8，靠近导流板8一侧的斜腹板3的长度小于另一侧斜腹板3的长度，顶板1的另一端的弯折部分与斜腹板3形成三角形，二者可以有效抑制风载荷对整个桥梁结构产生的驰振，提高了桥梁的抗风稳定性。

顶板1、底板2和两个斜腹板3围合成横截面呈倒梯形的腔体，腔体的内壁上焊接有U型加劲肋4；底板2与顶板1之间设有一对垂直于底板2的中纵腹板6，中纵腹板6的中间位置设置有加劲板7，两个中纵腹板6将腔体分割成三个腔室，三个腔室内均设有多个横隔板5，横隔板5中间开有通孔，在由非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁构成的桥梁中，横隔板5沿主桥径向等距布置，且间距不小于4m设置一道；顶板1、底板2、斜腹板3、横隔板5、中纵腹板6通过全焊接的方式固定连接。

参见图2和图3，位于顶板1一端的弯折部上设有连接体9，靠近连接体9一侧的斜腹板3的长度小于另一侧斜腹板3的长度；连接体9上设置有拉索安装孔，安装孔中安装有销轴11，销轴上设置有缆风绳13，缆风绳13的自由端设置有挂钩，使用时挂钩安装在销轴11上；连接体上还设置有滑轮10和升降绳12，升降绳的一端安装在滑轮10上，另一端设有吊钩，用于勾住缆风绳13，方便缆风绳13的吊装或卸去。

参见图4，一种外侧悬吊单索面曲梁悬索桥，包括V型桥塔14、主缆15、悬吊索16和曲线梁17，V型桥塔14的两根立柱在塔顶位置通过桥塔连接索连接，主缆15包括两段，每段主缆15的一端锚固于桥塔上，另一端锚固在桥台或锚碇上，两段主缆在塔顶位置分别通过耳板各与一根立柱相连；悬吊索16上端吊于主缆15，下端连接曲线梁17，曲线梁17由多个非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁首尾焊接而成；主缆15和悬吊索16组成空间倾斜单索面，悬吊索16通过与拉索安装孔内的销轴11相连从而使单索面连接在曲线梁外侧。

本实用新型非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁在外侧悬吊的单索面曲梁悬索桥上应用时的安装过程为：按照桥梁曲率要求，焊接好非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，焊接时通过调整两个斜腹板3的长度来调节重心位置以满足设计要求；将焊接好的钢箱梁装配成曲线梁17，曲线梁17的两端分别固定于桥台之上，悬吊索16安装在曲线梁17的外侧位于连接体9上的销轴11上，从而形成外侧悬吊的单索面曲梁悬索桥。

实施例2

一种偏心截面扁平薄壁钢箱梁，与实施例1的区别仅在于，顶板1与两个斜腹板3的连接处都设置有导流板8，导流板8斜向下一个锐角布置。

Claims (10)

1.一种非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，包括顶板、设置于顶板下方的底板以及两个斜腹板，顶板主体的两端向下弯折形成弯折部，弯折部与顶板主体共同构成顶板；每个顶板弯折部的端处连接一个斜腹板的上端部，两个斜腹板的下端部均与底板相连，底板与顶板主体平行设置；所述顶板、底板和两个斜腹板围合成横截面呈倒梯形的腔体；位于顶板一端的弯折部上设有连接体，靠近连接体一侧的斜腹板长度小于另一侧斜腹板的长度。

2.根据权利要求1所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，所述连接体上设置有拉索安装孔，安装孔中安装有销轴。

3.根据权利要求2所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，所述连接体上设置有滑轮，滑轮上安装有升降绳。

4.根据权利要求3所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，所述销轴上设置有缆风绳，缆风绳和销轴可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，设有连接体的一侧的斜腹板与顶板的连接处设置有导流板。

6.根据权利要求1-5任一所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，所述底板与顶板之间垂直于底板设有一对中纵腹板，两个中纵腹板将所述腔体分割成三个腔室；所述三个腔室内均设有多个横隔板，由所述钢箱梁构成的全桥的横隔板沿主桥径向等距布置，横隔板间距不小于4m设置一道，且横隔板中间开有通孔。

7.根据权利要求6所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，所述顶板、底板、斜腹板、横隔板、中纵腹板通过全焊接的方式固定连接。

8.根据权利要求6所述的非对称偏心截面扁平薄壁钢箱梁，其特征在于，所述顶板、底板、斜腹板上位于腔体内侧均设置有U形加劲肋，所述中纵腹板上设置有加劲板。

9.一种单索面曲梁悬索桥，包括桥塔、主缆、悬吊索和曲线梁，主缆包括两段，每段主缆的一端锚固于桥塔上，另一端锚固在桥台或锚碇上；悬吊索上端吊于主缆，下端连接曲线梁，其特征在于，所述曲线梁由多个如权利要求1或2或3或4或5或7或8所述的钢箱梁首尾拼接而成，主缆和悬吊索组成空间倾斜单索面，悬吊索通过与拉索安装孔内的销轴相连从而使单索面连接在曲线梁外侧。

10.如权利要求9所述的单索面曲梁悬索桥，其特征在于，所述桥塔呈V型，V型桥塔的两根立柱在塔顶位置通过桥塔连接索连接，两段主缆在塔顶位置分别通过耳板各与一根立柱相连。

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